專利名稱：基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通信號(hào)控制技木，尤其涉及一種基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市交通需求與供給之間的矛盾越來越突出，交通擁擠、環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)重。優(yōu)先發(fā)展公共交通已成為世界各國應(yīng)對(duì)交通擁堵的戰(zhàn)略選擇之ー。交叉ロ公交優(yōu)先通行技術(shù)主要包括兩個(gè)方面，即通行空間上和時(shí)間上的優(yōu)先?？臻g優(yōu)先是指設(shè)置公交專用進(jìn)ロ道等；時(shí)間優(yōu)先則是通過公交信號(hào)優(yōu)先控制實(shí)現(xiàn)。公交信號(hào)優(yōu)先按不同的控制策略可分為被動(dòng)優(yōu)先、主動(dòng)優(yōu)先和實(shí)時(shí)優(yōu)先，隨著車輛檢測(cè)技木、車輛自動(dòng)定位技術(shù)及車輛識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，依靠檢測(cè)和定位信息的主動(dòng)優(yōu)先和實(shí)時(shí)優(yōu)先的研究逐漸成為新的研究熱點(diǎn)，也取得了很多有益的成果。國外公交優(yōu)先相關(guān)研究都是針對(duì)本國交通情況進(jìn)行的，研究成果很難適應(yīng)我國公交線路多、發(fā)車頻率高、公交網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜和干擾因素多等現(xiàn)狀。國內(nèi)的相關(guān)研究更多的是只針對(duì)單個(gè)交叉口中某ー個(gè)方向有公交車到達(dá)的情況進(jìn)行研究，未能很好地考慮不同方向同時(shí)有多輛公交車到達(dá)的普遍情況，也很少考慮公交車、普通機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車及行人之間的利益協(xié)調(diào)和均衡。本發(fā)明針對(duì)以上問題的思考和研究，提出了一種基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，來具體解決公交信號(hào)優(yōu)先中多向多車同時(shí)到達(dá)的實(shí)際問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有公交信號(hào)優(yōu)先控制方法中未考慮不同方向、多輛公交車到達(dá)的不足，和未考慮公交車與普通機(jī)動(dòng)車、行人和非機(jī)動(dòng)車之間利益均衡的不足，提供了一種基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該方法首先是安裝不同類型的車輛檢測(cè)器、具有邏輯編程和計(jì)算功能的信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈組，并通過有線或無線通信方式將它們連接起來，信號(hào)機(jī)每一秒執(zhí)行一次下列步驟I.信號(hào)機(jī)通過車輛檢測(cè)器記錄交叉ロ各個(gè)進(jìn)ロ道的車輛到達(dá)情況計(jì)算出當(dāng)前綠燈相位的綠燈延長參考時(shí)間TeEK，檢測(cè)到公交車到達(dá)時(shí)產(chǎn)生優(yōu)先請(qǐng)求并記錄公交優(yōu)先級(jí)BP，記錄不同紅燈相位中公交車輛到達(dá)時(shí)刻TBu ；2.信號(hào)機(jī)根據(jù)上ー步驟中的TeEK、BP和實(shí)時(shí)車輛檢測(cè)信息，以最小綠燈時(shí)間、最大綠燈時(shí)間為參數(shù)，以當(dāng)前綠燈時(shí)間作為自變量，計(jì)算當(dāng)前綠燈相位的綠燈持有度GHoldD ； 根據(jù)公交車輛到達(dá)時(shí)刻TBU、各相位的頭車等待時(shí)間、各相位行人和非機(jī)動(dòng)車的等待時(shí)間，以最大紅燈時(shí)間、行人和非機(jī)動(dòng)車最大等待時(shí)間為參數(shù)，以各相位紅燈時(shí)間為自變量，計(jì)算各個(gè)紅燈相位的綠燈需求度GNeedDi ；
3.信號(hào)機(jī)根據(jù)上一歩驟計(jì)算得到的一個(gè)綠燈相位的綠燈持有度GHoldD和多個(gè)紅燈相位的綠燈需求度GNeedDi,選取多個(gè)綠燈需求度中的最大者GNeedDmax與綠燈持有度GHoldD進(jìn)行比較若GHoldD彡GNeedDmax，繼續(xù)放行當(dāng)前綠燈相位；否則，切換到下一相位。技術(shù)方案中所述的安裝不同類型的車輛檢測(cè)器有以下四種情況I.普通機(jī)動(dòng)車到達(dá)檢測(cè)器一般布設(shè)在交叉ロ進(jìn)ロ道展寬段內(nèi)的上游較遠(yuǎn)處，具 體視實(shí)際路ロ的道路情況而定；檢測(cè)器類型沒有特殊要求，可以環(huán)形線圈檢測(cè)器或其他新型檢測(cè)器；2.普通機(jī)動(dòng)車等待檢測(cè)器布設(shè)在交叉ロ進(jìn)ロ道的停車線前，用于檢測(cè)第一輛車的占有時(shí)間，即頭車開始等待的時(shí)間；檢測(cè)器類型必須是存在型檢測(cè)器；3.公交車到達(dá)檢測(cè)器如果道路情況有公交專用道，公交車到達(dá)檢測(cè)器布設(shè)在公交專用道的上游某處，具體視實(shí)際路ロ的道路情況而定；如果道路情況沒有公交專用道，公交車到達(dá)檢測(cè)器必須是能區(qū)分檢測(cè)出公交車的特殊檢測(cè)器，如基于射頻技術(shù)的檢測(cè)器等；若要實(shí)現(xiàn)有條件優(yōu)先，公交車到達(dá)檢測(cè)器必須能識(shí)別出不同公交車的不同優(yōu)先級(jí)，如晚點(diǎn)的公交車可以設(shè)為較高的優(yōu)先級(jí)，基于射頻技術(shù)的檢測(cè)器可以從公交車接收到包括晚點(diǎn)、載客人數(shù)等更多有用的信息；4.行人和非機(jī)動(dòng)車等待檢測(cè)器用于檢測(cè)行人和非機(jī)動(dòng)車的占有、等待情況，可以是行人過街按鈕、基于視頻的行人和非機(jī)動(dòng)車檢測(cè)器或其他新型檢測(cè)器等；行人和非機(jī)動(dòng)車使用相同的控制信號(hào)，在信號(hào)相位中統(tǒng)一考慮。技術(shù)方案中所述的計(jì)算綠燈延長參考時(shí)間T·采用下列步驟I.最小綠燈時(shí)間結(jié)束如，TeER等于當(dāng)如綠燈相位的最小綠燈時(shí)間；2.最小綠燈時(shí)間結(jié)束后，檢測(cè)到社會(huì)車輛或公交車輛，増加綠燈延長參考時(shí)間T·，計(jì)算公式如下Tgee — max {TG+ Δ Tveh, Tg+ Δ Tbus}式中TeEK—綠燈延長參考時(shí)間，単位為sec ；Tg——當(dāng)前綠燈時(shí)間，單位為sec ;ATveh——普通機(jī)動(dòng)車的單位延長時(shí)間，単位為sec，與普通機(jī)動(dòng)車到達(dá)檢測(cè)器的布設(shè)有關(guān)，取值大小必須滿足剛檢測(cè)到的普通機(jī)動(dòng)車能在單位延長時(shí)間內(nèi)通過停車線；Δ Tbus——公交車的單位延長時(shí)間，単位為sec，與公交車到達(dá)檢測(cè)器的布設(shè)有夫，取值大小必須滿足剛檢測(cè)到的公交車能在單位延長時(shí)間內(nèi)通過停車線；3.在后續(xù)的綠燈信號(hào)中，當(dāng)Te ( Tgee時(shí)又檢測(cè)到后續(xù)車輛，則按步驟2的方法重新計(jì)算TeEK ；4.如果沒有繼續(xù)檢測(cè)到后續(xù)車輛，Tgee的值不再發(fā)生變化；5.如果TeEK超過最大綠燈時(shí)間TMaxe，則重置TeEK = TMaxe。技術(shù)方案中所述的記錄公交優(yōu)先級(jí)BP是指如果公交車到達(dá)檢測(cè)器可以識(shí)別區(qū)分不同的優(yōu)先級(jí)時(shí)，檢測(cè)到的公交車是低優(yōu)先級(jí)，置BP = 0，并將此公交車按普通的社會(huì)車輛對(duì)待處理；如果檢測(cè)到的公交車是高優(yōu)先級(jí)，置BP = 1，在需求度計(jì)算時(shí)區(qū)別對(duì)待高優(yōu)先級(jí)的公交車；由此可以實(shí)現(xiàn)有條件公交優(yōu)先；如果公交車到達(dá)檢測(cè)器不能識(shí)別不同的優(yōu)先級(jí)，則檢測(cè)器公交車時(shí)，BP都置為1，只能實(shí)現(xiàn)無條件公交優(yōu)先。技術(shù)方案中所述的計(jì)算綠燈持有度GHoldD采用下列步驟
I.當(dāng)前綠燈時(shí)間小于最小綠燈時(shí)間時(shí)，GHoldD = I ;2.當(dāng)前綠燈時(shí)間在最小綠燈時(shí)間和最大綠燈時(shí)間之間時(shí)，在持續(xù)檢測(cè)到有車輛到達(dá)的情況下，GHoldD從I線性下降，最大綠燈時(shí)降到0，下降的快慢與該相位的最小綠燈時(shí)間、最大綠燈時(shí)間有關(guān)，計(jì)算公式如下；
權(quán)利要求
1.一種基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，該方法首先是安裝不同類型的車輛檢測(cè)器、具有邏輯編程和計(jì)算功能的信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈組，并通過有線或無線通信方式將它們連接起來，其特征在于，所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法中信號(hào)機(jī)每一秒執(zhí)行一次下列步驟 1)信號(hào)機(jī)通過車輛檢測(cè)器記錄交叉ロ各個(gè)進(jìn)ロ道的車輛到達(dá)情況計(jì)算出當(dāng)前綠燈相位的綠燈延長參考時(shí)間TeEK，檢測(cè)到公交車到達(dá)時(shí)產(chǎn)生優(yōu)先請(qǐng)求并記錄公交優(yōu)先級(jí)BP，記錄不同紅燈相位中公交車輛到達(dá)時(shí)刻TBu ； 2)信號(hào)機(jī)根據(jù)上ー步驟中的TeEK、BP和實(shí)時(shí)車輛檢測(cè)信息，以最小綠燈時(shí)間、最大綠燈時(shí)間為參數(shù)，以當(dāng)前綠燈時(shí)間作為自變量，計(jì)算當(dāng)前綠燈相位的綠燈持有度GHoldD ;根據(jù)公交車輛到達(dá)時(shí)刻TBU、各相位的頭車等待時(shí)間、各相位行人和非機(jī)動(dòng)車的等待時(shí)間，以最大紅燈時(shí)間、行人和非機(jī)動(dòng)車最大等待時(shí)間為參數(shù)，以各相位紅燈時(shí)間為自變量，計(jì)算各個(gè)紅燈相位的綠燈需求度GNeedDi ； 3)信號(hào)機(jī)根據(jù)上一歩驟計(jì)算得到的一個(gè)綠燈相位的綠燈持有度GHoldD和多個(gè)紅燈相位的綠燈需求度GNeedDi,選取多個(gè)綠燈需求度中的最大者GNeedDmax與綠燈持有度GHoldD進(jìn)行比較若GHoldD ^ GNeedDmax，繼續(xù)放行當(dāng)前綠燈相位；否則，切換到下一相位。
2.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的安裝不同類型的車輛檢測(cè)器有以下四種情況 1)普通機(jī)動(dòng)車到達(dá)檢測(cè)器一般布設(shè)在交叉ロ進(jìn)ロ道展寬段內(nèi)的上游較遠(yuǎn)處，具體視實(shí)際路ロ的道路情況而定；檢測(cè)器類型沒有特殊要求，可以環(huán)形線圈檢測(cè)器或其他新型檢測(cè)器； 2)普通機(jī)動(dòng)車等待檢測(cè)器布設(shè)在交叉ロ進(jìn)ロ道的停車線前，用于檢測(cè)第一輛車的占有時(shí)間，即頭車開始等待的時(shí)間；檢測(cè)器類型必須是存在型檢測(cè)器； 3)公交車到達(dá)檢測(cè)器如果道路情況有公交專用道，公交車到達(dá)檢測(cè)器布設(shè)在公交專用道的上游某處，具體視實(shí)際路ロ的道路情況而定；如果道路情況沒有公交專用道，公交車到達(dá)檢測(cè)器必須是能區(qū)分檢測(cè)出公交車的特殊檢測(cè)器，如基于射頻技術(shù)的檢測(cè)器等； 若要實(shí)現(xiàn)有條件優(yōu)先，公交車到達(dá)檢測(cè)器必須能識(shí)別出不同公交車的不同優(yōu)先級(jí)，如晚點(diǎn)的公交車可以設(shè)為較高的優(yōu)先級(jí)，基于射頻技術(shù)的檢測(cè)器可以從公交車接收到包括晚點(diǎn)、載客人數(shù)等更多有用的信息； 4)行人和非機(jī)動(dòng)車等待檢測(cè)器用于檢測(cè)行人和非機(jī)動(dòng)車的占有、等待情況，可以是行人過街按鈕、基于視頻的行人和非機(jī)動(dòng)車檢測(cè)器或其他新型檢測(cè)器等；行人和非機(jī)動(dòng)車使用相同的控制信號(hào)，在信號(hào)相位中統(tǒng)一考慮。
3.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的計(jì)算綠燈延長參考時(shí)間TeEK采用下列步驟 1)最小綠燈時(shí)間結(jié)束如，TeER等于當(dāng)如綠燈相位的最小綠燈時(shí)間； 2)最小綠燈時(shí)間結(jié)束后，檢測(cè)到社會(huì)車輛或公交車輛，増加綠燈延長參考時(shí)間TeEK，計(jì)算公式如下 Tger — max {TG+ Δ Tveh，Tg+ Δ Tbus} 式中TeEK—綠燈延長參考時(shí)間，単位為sec ； Tg——當(dāng)前綠燈時(shí)間，單位為sec ；ATveh——普通機(jī)動(dòng)車的單位延長時(shí)間，単位為sec，與普通機(jī)動(dòng)車到達(dá)檢測(cè)器的布設(shè)有關(guān)，取值大小必須滿足剛檢測(cè)到的普通機(jī)動(dòng)車能在單位延長時(shí)間內(nèi)通過停車線； Δ Tbus——公交車的單位延長時(shí)間，單位為sec，與公交車到達(dá)檢測(cè)器的布設(shè)有夫，取值大小必須滿足剛檢測(cè)到的公交車能在單位延長時(shí)間內(nèi)通過停車線； 3)在后續(xù)的綠燈信號(hào)中，當(dāng)Te( Tgee時(shí)又檢測(cè)到后續(xù)車輛，則按步驟2的方法重新計(jì)曾T異 Iger ; 4)如果沒有繼續(xù)檢測(cè)到后續(xù)車輛，Tgee的值不再發(fā)生變化； 5)如果TeEK超過最大綠燈時(shí)間TMaxe，則重置TeEK= TMaxe。
4.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的記錄公交優(yōu)先級(jí)BP是指如果公交車到達(dá)檢測(cè)器可以識(shí)別區(qū)分不同的優(yōu)先級(jí)時(shí)，檢測(cè)到的公交車是低優(yōu)先級(jí)，置BP = O，并將此公交車按普通的社會(huì)車輛對(duì)待處理；如果檢測(cè)到的公交車是高優(yōu)先級(jí)，置BP = 1，在需求度計(jì)算時(shí)區(qū)別對(duì)待高優(yōu)先級(jí)的公交車；由此可以實(shí)現(xiàn)有條件公交優(yōu)先；如果公交車到達(dá)檢測(cè)器不能識(shí)別不同的優(yōu)先級(jí)，則檢測(cè)器公交車時(shí)，BP都置為1，只能實(shí)現(xiàn)無條件公交優(yōu)先。
5.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的計(jì)算綠燈持有度GHoldD采用下列步驟 1)當(dāng)前綠燈時(shí)間小于最小綠燈時(shí)間時(shí)，GHoldD= I ； 2)當(dāng)前綠燈時(shí)間在最小綠燈時(shí)間和最大綠燈時(shí)間之間時(shí)，在持續(xù)檢測(cè)到有車輛到達(dá)的情況下，GHoldD從I線性下降，最大綠燈時(shí)降到0，下降的快慢與該相位的最小綠燈時(shí)間、最大綠燈時(shí)間有關(guān)，計(jì)算公式如下；
6.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的計(jì)算綠燈需求度GNeedDi采用下列步驟 I)只考慮普通機(jī)動(dòng)車時(shí)，根據(jù)相位i停車線前的頭車等待時(shí)間、普通機(jī)動(dòng)車的最大紅燈時(shí)間計(jì)算GNeedDiveh,計(jì)算公式如下
7.按照權(quán)利要求I所述的基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法，其特征在于，所述的切換到下一相位有以下兩種情況 1)信號(hào)控制方案的相序是固定不變時(shí)，下一相位是指按固定相序循環(huán)中的下ー個(gè)相位； 2)信號(hào)控制方案的相序可以變化時(shí)，下一相位是指多個(gè)綠燈需求度GNeedDi中需求度最大的相位，即GNeedDniax所在的相位，同時(shí)通過設(shè)置相位切換標(biāo)記PFi來平衡各個(gè)相位間的利益關(guān)系，由此可以實(shí)現(xiàn)公交優(yōu)先信號(hào)控制的相位跳躍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于綠燈需求度的公交信號(hào)優(yōu)先控制方法。旨在克服現(xiàn)有公交信號(hào)優(yōu)先控制方法中未考慮不同方向、多輛公交車到達(dá)和未考慮公交車與普通機(jī)動(dòng)車、行人和非機(jī)動(dòng)車之間利益均衡的不足。該方法先檢測(cè)車輛到達(dá)和等待情況，產(chǎn)生公交優(yōu)先請(qǐng)求；在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)時(shí)車流信息、公交車到達(dá)信息等，計(jì)算出綠燈相位的綠燈持有度和多個(gè)紅燈相位的綠燈需求度；再通過比較綠燈持有度和最大綠燈需求度之間的大小關(guān)系確定是否切換相位如果綠燈持有度大于等于最大綠燈需求度，則繼續(xù)放行當(dāng)前綠燈相位；否則切換到下一相位。下一相位可以是固定相序循環(huán)中的下一個(gè)相位，也可以是相序變化的三個(gè)紅燈相位中綠燈需求度最大的相位。
文檔編號(hào)G08G1/087GK102646338SQ20121012707
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者倪穎, 唐克雙, 孫劍, 李克平, 柳祖鵬 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)