道路交叉口信号控制方法及系统技术方案

道路交叉口信号控制方法及系统，涉及信号控制技术。本发明专利技术的道路交叉口信号控制方法，包括下述步骤：1)检测车辆的位置、速度和满载率；2)通过计算车辆位置和速度信息，判断车辆是否在交叉口的红灯时段到达交叉路口，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤3)；3)判断是否符合优先通过条件，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤4)；4)调整交叉口信号灯时序安排，使其满足在车辆到达时为通过信号。本发明专利技术在实现有轨电车运输效率的同时提高城市交通系统整体效率，实现道路资源的优化配置。

【技术实现步骤摘要】
道路交叉口信号控制方法及系统
本专利技术涉及信号控制技术。
技术介绍
现代有轨电车因其系统具有良好的灵活性与适应性，同时具备运量大、服务质量高、造价低廉、能耗低、环保等优势，在许多大中型城市得以迅速发展。与地铁和轻轨相比，有轨电车的路权形式设置灵活，具有半独立或专有路权。一些城市由于道路空间条件所限，在路段上给予有轨电车专用轨道，在平面交叉口，采取电车与其他社会车辆混行的方式，使得有轨电车在交叉口的行驶受到大量随机因素的干扰，进而影响有轨电车的通行效率，成为影响该系统运行稳定性与可靠性主要因素。因此对有轨电车交叉口信号优先协调控制模式予以研究具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种道路交叉口信号控制方法及系统，能够保障有轨电车的优先通行，确保电车在交叉口的通行效率，同时通过交叉口的优先控制策略保证电车按计划行车。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是，道路交叉口信号控制方法，其特征在于，包括下述步骤：1)检测车辆的位置、速度和满载率，所述车辆为公共交通车辆；2)通过计算车辆位置和速度信息，判断车辆是否在交叉口的红灯时段到达交叉路口，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤3)；3)判断是否符合优先通过条件，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤4)；所述优先通过条件为满足下述各项之任一：a.车辆满载率达到或超过预设的阈值；b.依据车辆位置和速度信息计算车辆到达交叉路口的时间，将计算结果与预存的时刻表对照，判定车辆时间有延误且即使按最高速度也无法在下一个交叉路口补偿延误时间；c.根据同向前后车辆最小行车间隔阈值与车辆的实际行车间隔，计算得到车辆到达交叉口按原信号方案等待将会造成与后到同向车辆行车间隔达到或小于最小行车间隔；4)调整交叉口信号灯时序安排，使其满足在车辆到达时为通过信号。进一步的，适用于相对方向的车辆的信号控制方法，步骤1)为：检测距离交叉路口最近的相向行驶的两个车辆的位置、速度和满载率；步骤2)为：通过计算两个车辆位置和速度信息，判断两个车辆是否皆在交叉口的红灯时段到达交叉路口，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤3)；步骤3)为：判断是否两个车辆皆符合优先通过条件，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤4)；所述优先通过条件为满足下述各项之任一：a.车辆满载率达到或超过预设的阈值；b.依据车辆位置和速度信息计算车辆到达交叉路口的时间，将计算结果与预存的时刻表对照，判定车辆时间有延误且即使按最高速度也无法在下一个交叉路口补偿延误时间；c.根据同向前后车辆最小行车间隔阈值与车辆的实际行车间隔，计算得到车辆到达交叉口按原信号方案等待将会造成与后到同向车辆行车间隔达到或小于最小行车间隔；步骤4)包括：4.1)依据先到车辆位置和速度，计算得到先到车辆优先时间段；4.2)依据后到车辆位置和速度，计算并判断若后到车辆加速到最高速度是否可在先到车辆的优先时间段内到达交叉路口，若为是则将加速信息发送至后到车辆，然后进入步骤4.4)，若为否则进入步骤4.3)；4.3)依据检测到的与后到车辆同向的前一个同线路车辆驶离交叉路口的时间，计算和判断若后到车辆在通过信号下加速至最高速度是否可在预设的安全时间间隔阈值内驶离交叉路口，若为是则进入步骤4.4)，若为否则返回步骤1)；4.4)计算后到车辆在加速的情况下驶离交叉路口的时间段，将其与步骤4.1)得到的先到车辆优先时间段叠加，得到延长时间信息，以此调整交叉口信号灯时序安排，使其满足在先到车辆与后到车辆到达时皆为通过信号。本专利技术通过车载定位装置确定车辆位置。本专利技术在交叉路口的前一个车站检测车辆满载率，在交叉路口进口前的预设距离处检测车辆的位置和速度。所述车辆为有轨电车。本专利技术还提供一种道路交叉口信号控制系统，其特征在于，包括中央处理部分和车载部分，所述中央处理部分与信号灯控制器有通信连接；所述车载部分包括：车载乘客计数装置，用于计算乘客人数，车载信息输出装置，用于输出来自中央处理部分的信息；车载定位装置，用于确定车辆位置；无线通信装置，与车载乘客计数装置、车载信息输出装置和车载定位装置连接，用于建立与中央处理部分的通信连接。所述中央处理部分包括下述单元：存储器，用于存储车辆站点时刻表、计算所需的参数以及计算结果；延误判断模块，用于依据车辆位置和速度信息计算车辆到达交叉路口的时间，将计算结果与预存的时刻表对照，判断车辆时间是否有延误且即使按最高速度也无法在下一个交叉路口补偿延误时间；同向车辆间隔判断模块，用于根据同向前后车辆最小行车间隔阈值与车辆的实际行车间隔，计算车辆到达交叉口按原信号方案等待是否会造成与后到同向车辆行车间隔达到或小于最小行车间隔。本专利技术的控制系统还包括满载率比较器，所述满载率比较器用于比较车辆满载率和预设的阈值，满载率比较器设置于中央处理部分；或者设置于车载部分，并与无线通信装置连接。本专利技术的有益效果是，采用本专利技术可以依据交叉口服务水平、客流状况、车辆运行状况实现有轨电车信号与社会交通信号的有机融合，实现有轨电车系统沿线交叉口的信号协调控制，在实现有轨电车运输效率的同时提高城市交通系统整体效率，实现道路资源的优化配置。附图说明图1为有轨电车交叉口信号协调优先控制系统流程图。图2有轨电车交叉口信息发送与接收示意图。图3有轨电车信息收集模块示意图。图4有轨电车信息处理及响应模块示意图。图5单向到达交叉口的有轨电车启动优先协调通过的判断程序图。图6为上下行方向相邻到达交叉口的有轨电车启动优先协调通过的判断程序图。图7为上下行方向相邻到达交叉口的有轨电车优先协调通过实施例运行图。具体实施方式本专利技术的目的是在兼顾社会车辆交通效率的前提下，保障有轨电车的优先通行，确保电车在交叉口的通行效率，同时通过交叉口的优先控制策略保证电车按计划行车。本专利技术具有如下的实施硬件条件：车载GPS定位装置；车载红外计数装置，安装在上下门，统计车内乘客人数；车辆检测器，预设在交叉口，精确检测车辆驶离交叉口的时间；将车辆位置信息及乘客信息发送的发送器；存储有该路段不同站点乘客上下车人数的存储单元及计算电车满载率的MCU微处理器；接收并处理车辆及乘客数据的中心计算机；信号机，控制信号灯相位的变化；包含如下主要技术手段：在系统实施初期，编制有轨电车运行图，对于每一班电车到达交叉口的时刻以及在交叉口的等待时间均预先编制。所述GPS定位装置实时测量线路上所有车辆的位置、速度信息，由车载数据发送装置将车辆位置信息发送至交叉口的有轨电车信息接收器；所述车载红外计数装置检测电车在站点的上下车人数，由MCU微处理器计算电车满载率，并将计算结果与预先设定的满载率阈值进行比较，通过车载数据发送装置发送至交叉口的有轨电车信息接收器；所述车辆检测器检测有轨电车到达停车线的精确时间、速度，并将信息发送至信息接收器；所述信息接收器将接收的到达交叉口的电车的车辆时刻、速度信息、满载率信息与实时位置、速度信息发送至中心计算机。所述中心计算机根据已编制的有轨电车优先协调通过算法与电车的实时输入信息计算到达的电车是否符合优先通过条件，通过改变交叉口信号相位和改变电车行驶速度，保证满足优先条件的电车优先通过。其中，有轨电车优先协调通过算法综合考虑到达交叉口的有轨电车满载率、与前后电车本文档来自技高网...

【技术保护点】
道路交叉口信号控制方法，其特征在于，包括下述步骤：1)检测车辆的位置、速度和满载率，所述车辆为公共交通车辆；2)通过计算车辆位置和速度信息，判断车辆是否在交叉口的红灯时段到达交叉路口，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤3)；3)判断是否符合优先通过条件，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤4)；所述优先通过条件为满足下述各项之任一：a.车辆满载率达到或超过预设的阈值；b.依据车辆位置和速度信息计算车辆到达交叉路口的时间，将计算结果与预存的时刻表对照，判定车辆时间有延误且即使按最高速度也无法在下一个交叉路口补偿延误时间；c.根据同向前后车辆最小行车间隔阈值与车辆的实际行车间隔，计算得到车辆到达交叉口按原信号方案等待将会造成与后到同向车辆行车间隔达到或小于最小行车间隔；4)调整交叉口信号灯时序安排，使其满足在车辆到达时为通过信号。

【技术特征摘要】
1.道路交叉口信号控制方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1)检测距离交叉路口最近的相向行驶的两个车辆的位置、速度和满载率，所述车辆为公共交通车辆；步骤2)通过计算两个车辆位置和速度信息，判断两个车辆是否皆在交叉口的红灯时段到达交叉路口，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤3)；步骤3)判断是否两个车辆皆符合优先通过条件，若为否则返回步骤1)，若为是则进入步骤4)；所述优先通过条件为满足下述各项之任一：a.车辆满载率达到或超过预设的阈值；b.依据车辆位置和速度信息计算车辆到达交叉路口的时间，将计算结果与预存的时刻表对照，判定车辆时间有延误且即使按最高速度也无法在下一个交叉路口补偿延误时间；c.根据同向前后车辆最小行车间隔阈值与车辆的实际行车间隔，计算得到车辆到达交叉口按原信号方案等待将会造成与后到同向...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜梅，张杰亮，余颜丽，易立富，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51