一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)在各进口道上游的设定位置，当有轨车辆经过时，发出该有轨车辆的第一优先请求信息和进路请求信息；(2)计算有轨车辆的行程时间延误；(3)为有轨车辆分配优先策略，生成有轨车辆的第二优先请求信息；(4)将一定时间内产生的第二优先请求信息按照所属进口道进行分类，比较各进口道的头车的第二优先请求信息，合并具有相同的优先效益的进口道的所有第二优先请求信息，得到优先请求集合；(5)计算各优先请求集合的整体优先效益，执行整体优先效益最高的优先请求集合中所有头车的优先请求。本发明专利技术能够大大提高枢纽交叉口有轨车辆的通行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法及系统
本专利技术属于交通信号控制
，涉及一种协调控制技术，尤其是交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制技术。
技术介绍
随着我国城市化的高速发展，我国各城市的规模正不断扩张，机动车保有量增多，人们出行频率上升，这使得城市交通的拥堵问题也越发严重。大力发展城市公共交通是缓解交通拥堵的重要措施。现代有轨电车系统作为一种新兴城市公共交通方式，具有运量适中、速度快、绿色环保、弹性灵活、舒适新颖以及建造成本较低等特点，被世界范围内很多大城市所采用。同时为了避免有轨电车在平交路口的延误，通常在交叉口控制中考虑有轨电车信号优先策略从而提高有轨电车服务水平。随着有轨电车线路的建设，我国一些大城市已经逐步形成有轨电车公共交通网络，其中一些重要交叉口被作为线路换乘的枢纽，存在多条有轨电车线路在此交会。当多条有轨电车线路同时对交叉口提出优先申请时，如何控制交叉口信号保证有轨电车的安全通行，同时优化车辆运行的效率，是影响有轨电车网络化运营稳定性和可靠性的主要因素。现有的中国专利文献CN105096618A公开了一种有轨电车通过路口的优先控制方法与系统，该方法考虑两条有轨电车线路发生优先申请冲突情况时，通过判断当前相位状态与有轨电车优先申请方向的一致性决定优先通行方向。此方法只考虑两条有轨电车线路出现优先冲突，同时缺乏对有轨电车进路排列的时空逻辑分析，无法适应更加复杂的线路环境；另一方面在优先申请排序时缺少对不同线路有轨电车的运行状态比较，没有为晚点车辆减少通行延误，也忽略了早到车辆所在线路的稳定性，并未更好的提高有轨电车系统的服务水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制技术，以能够面向复杂交叉口有轨车辆的优先冲突，当平交路口信号控制机同时收到多条有轨电车线路提出的优先请求时，根据到达车辆运行延误等信息，对具有相同效益的有轨车辆优先申请集合进行比较，减少交叉口中有轨车辆的总延误，提高车辆运行效率和线路运营稳定性。为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，包括以下步骤：(1)在各进口道上游的设定位置，当有轨车辆经过时，发出所述有轨车辆的第一优先请求信息和进路请求信息；(2)根据所述步骤(1)中的第一优先请求信息和进路请求信息，预测对应的有轨车辆到达交叉口的时刻，计算所述有轨车辆的行程时间延误；(3)根据所述步骤(2)中预测的有轨车辆到达交叉口的时刻，为所述有轨车辆分配优先策略，结合第一优先请求信息和所述优先策略，生成有轨车辆的第二优先请求信息；(4)将一定时间内产生的第二优先请求信息按照所属进口道进行分类，将位于各进口道最前端的有轨电车称作头车，比较各进口道的头车的第二优先请求信息，合并具有相同的优先效益的进口道的所有第二优先请求信息，得到优先请求集合；(5)计算各优先请求集合的整体优先效益，执行整体优先效益最高的优先请求集合中所有头车的优先请求；所述整体优先效益是优先请求集合的通行优先权的量化指标。所述步骤(1)中的第一优先请求信息包括对应有轨车辆的车辆线路l、车辆编号i、优先请求相位p和车辆速度v；所述步骤(1)中的进路请求信息包括进路请求编号r。所述步骤(2)中按照下式预测对应的有轨车辆到达交叉口的时刻ATi：其中：i为所述有轨车辆的编号；为所述有轨车辆i经过对应进口道上游的设定位置的时刻；L为所述设定位置距离交叉口的停车线的距离；v表示所述有轨车辆的速度；优选地，所述步骤(2)中根据下式计算所述有轨车辆的行程时间延误TDi：TDi＝Hi-Pl其中：i为所述有轨车辆的编号；Hi为有轨车辆i与同一线路前车i-1的车头时距；i-1为同一线路的前车的编号；Pl为有轨车辆所在的车辆线路l的发车时间间隔。所述步骤(3)中根据所述步骤(2)中预测的有轨车辆到达交叉口的时刻，为所述有轨车辆分配优先策略包括：若到达交叉口时所述有轨车辆的优先请求相位为绿灯状态，则不执行优先策略；若到达交叉口时所述有轨车辆的优先请求相位为红灯状态：若所述有轨车辆到达交叉口的时刻在所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯最大延长时间的允许范围内，则优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯延长操作；若所述有轨车辆到达交叉口的时刻不在所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯最大延长时间的允许范围内，则优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的红灯早断操作。优选地，所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯延长操作具体为：所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯的结束时刻延长到所述有轨车辆到达交叉口的时刻。优选地，所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的红灯早断操作具体为：所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的绿灯时间压缩为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的绿灯时间的最小绿灯时间。优选地，所述步骤(3)中按照以下方式生成有轨车辆的第二优先请求信息：SPi＝{head,str,p}其中：SPi表示有轨车辆i的第二优先请求信息；head等于0表示所述有轨车辆不是所在进口道上的头车，head等于1表示所述有轨车辆是所在进口道上的头车；str表示所述有轨车辆的优先策略，str等于0时表示所述有轨车辆没有优先策略，str等于-1表示所述有轨车辆的优先策略为红灯早断策略，str等于1表示所述有轨车辆的优先策略为绿灯延长策略；p为所述有轨车辆的优先请求相位。所述步骤(4)中的一定时间的时间起点和时间终点按照以下方式确定：时间起点的确定：在当前的信号灯周期内，首个第二优先请求信息产生的时刻；时间终点的确定：从所述时间起点开始，比较所产生的第二优先请求信息中优先策略的执行时刻，选择最早的执行时刻作为参考执行时刻，直到当前时刻晚于或等于当前的参考执行时刻时，结束所述比较，并且将当前的参考执行时刻作为所述时间终点；所述一定时间为从所述时间起点到所述时间终点的时间段，且所述一定时间包含所述时间起点和所述时间终点。优选地，所述执行时刻在分配优先策略时产生，并且在分配优先策略时：若所述有轨车辆不执行优先策略，则执行时刻为预测的有轨车辆到达交叉口的时刻前所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间；若所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的红灯早断操作，则执行时刻为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位绿灯时间到达最小绿灯时间前所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间；若所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯延长操作，则执行时刻为所述有轨车辆优先请求相位的绿灯时间结束时刻前所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间。优选地，所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间按照如下方式确定：根据所述有轨车辆的进路请求编号，查询所述交叉口处的静态联锁表，获取所述有轨车辆请求进路中所需道岔及其应处位置，通过对比道岔状态计算道岔的动作时间，得到：若道岔状态与进路所需一致，则所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间等于联锁控制器检查道岔状态并维持道岔锁闭所需的时间；若道岔状态与进路所需不一致，则所述有轨车辆请求进路所需道岔的动作时间等于联锁控制器检查道岔状态、转动道岔并维持道岔锁闭所需的时间。所述步骤(4)包括：(41)对所述一定时间内产生的第二优先请求信息按照不同的进口道进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在各进口道上游的设定位置，当有轨车辆经过时，发出所述有轨车辆的第一优先请求信息和进路请求信息；(2)根据所述步骤(1)中的第一优先请求信息和进路请求信息，预测对应的有轨车辆到达交叉口的时刻，计算所述有轨车辆的行程时间延误；(3)根据所述步骤(2)中预测的有轨车辆到达交叉口的时刻，为所述有轨车辆分配优先策略，结合第一优先请求信息和所述优先策略，生成有轨车辆的第二优先请求信息；(4)将一定时间内产生的第二优先请求信息按照所属进口道进行分类，将位于各进口道最前端的有轨电车称作头车，比较各进口道的头车的第二优先请求信息，合并具有相同的优先效益的进口道的所有第二优先请求信息，得到优先请求集合；(5)计算各优先请求集合的整体优先效益，执行整体优先效益最高的优先请求集合中所有头车的优先请求；所述整体优先效益是优先请求集合的通行优先权的量化指标。

【技术特征摘要】
1.一种交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在各进口道上游的设定位置，当有轨车辆经过时，发出所述有轨车辆的第一优先请求信息和进路请求信息；(2)根据所述步骤(1)中的第一优先请求信息和进路请求信息，预测对应的有轨车辆到达交叉口的时刻，计算所述有轨车辆的行程时间延误；(3)根据所述步骤(2)中预测的有轨车辆到达交叉口的时刻，为所述有轨车辆分配优先策略，结合第一优先请求信息和所述优先策略，生成有轨车辆的第二优先请求信息；(4)将一定时间内产生的第二优先请求信息按照所属进口道进行分类，将位于各进口道最前端的有轨电车称作头车，比较各进口道的头车的第二优先请求信息，合并具有相同的优先效益的进口道的所有第二优先请求信息，得到优先请求集合；(5)计算各优先请求集合的整体优先效益，执行整体优先效益最高的优先请求集合中所有头车的优先请求；所述整体优先效益是优先请求集合的通行优先权的量化指标。2.根据权利要求1所述的交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的第一优先请求信息包括对应有轨车辆的车辆线路l、车辆编号i、优先请求相位p和车辆速度v；所述步骤(1)中的进路请求信息包括进路请求编号r。3.根据权利要求1所述的交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中按照下式预测对应的有轨车辆到达交叉口的时刻ATi：其中：i为所述有轨车辆的编号；为所述有轨车辆i经过对应进口道上游的设定位置的时刻；L为所述设定位置距离交叉口的停车线的距离；v表示所述有轨车辆的速度；优选地，所述步骤(2)中根据下式计算所述有轨车辆的行程时间延误TDi：TDi＝Hi-Pl其中：i为所述有轨车辆的编号；Hi为有轨车辆i与同一线路前车i-1的车头时距；i-1为同一线路的前车的编号；Pl为有轨车辆所在的车辆线路l的发车时间间隔。4.根据权利要求1或2所述的交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中根据所述步骤(2)中预测的有轨车辆到达交叉口的时刻，为所述有轨车辆分配优先策略包括：若到达交叉口时所述有轨车辆的优先请求相位为绿灯状态，则不执行优先策略；若到达交叉口时所述有轨车辆的优先请求相位为红灯状态：若所述有轨车辆到达交叉口的时刻在所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯最大延长时间的允许范围内，则优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯延长操作；若所述有轨车辆到达交叉口的时刻不在所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯最大延长时间的允许范围内，则优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的红灯早断操作；优选地，所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯延长操作具体为：所述有轨车辆的优先请求相位的绿灯的结束时刻延长到所述有轨车辆到达交叉口的时刻；优选地，所述优先策略为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的红灯早断操作具体为：所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的绿灯时间压缩为所述有轨车辆的优先请求相位的前一相位的绿灯时间的最小绿灯时间；优选地，所述步骤(3)中按照以下方式生成有轨车辆的第二优先请求信息：SPi＝{head,str,p}其中：SPi表示有轨车辆i的第二优先请求信息；head等于0表示所述有轨车辆不是所在进口道上的头车，head等于1表示所述有轨车辆是所在进口道上的头车；str表示所述有轨车辆的优先策略，str等于0时表示所述有轨车辆没有优先策略，str等于-1表示所述有轨车辆的优先策略为红灯早断策略，str等于1表示所述有轨车辆的优先策略为绿灯延长策略；p为所述有轨车辆的优先请求相位。5.根据权利要求1所述的交叉口多线路有轨车辆交汇的协调控制方法，其特征在于：所述步骤(4)中的一定时间的时间起点和时间终点按照以下方式确定：时间起点的确定：在当前的信号灯周期内，首个第二优先请求信息产生的时刻；时间终点的确定：从所述时间起点开始，比较所产生的第二优先请求信息中优先策略的执行时刻，选择最早的执行时刻作为参考执行时刻，直到当前时刻晚于或等于当前的参考执行时刻时，结束所述比较，并且将当前的参考执行时刻作为所述时间终点；所述一定时间为从所述时间起点到所述时间终点的时间段，且所述一定时间包...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧冬秀，施莉娟，闫黄，李玮，陈丽璇，刘舒婕，李宏明，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31