一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，该方法在交叉口处，采用基于公交乘客出行延误的公交优先请求优先水平评估方法，在多交叉口之间，以公交停靠站为节点，通过交叉口组别分配、组内交叉口信号相位差设置，形成站间不同宽度的双向公交绿波，实现协调控制。本发明专利技术在解决交叉口处多优先请求冲突问题的同时，考虑了多交叉口之间的协调控制，采用分段绿波，有效提高了绿波带宽度，保证了公交优先的准确执行，提升了公交优先效果和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及公共交通信号控制方法，尤其涉及一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法。
技术介绍
中国的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》交通专题明确提出“通过优先发展公共交通解决城市交通拥堵问题”以及“大城市公交出行率达50％以上”的国家战略目标。并力争在2020年大城市公交出行率达到50％以上。然而，中国目前大部分城市的公交出行率均在15％以下，部分省会城市公交出行率甚至不足10％。针对目前城市的交通情况，最近几年，中国国内很多城市都在大力发展建设公共交通，努力完善公交系统结构。一些大城市正在逐步建成一个由地铁、有轨电车、快速公交(BusRapidTransit，BRT)和普通公交组成的多模式公交系统。与此同时，公交网络也日益发达，并发展为骨架线网、主干线网和支路线网三层结构的多层次公交线网。多模式多层次公交系统在很大程度上增加了公共交通的吸引力，但是不同模式不同层次车辆之间的相互干扰也日益增多。公交信号优先是一种有效的提升公交服务水平的方法，但是随着多模式多层次地面公交网络的形成，交叉口处出现多公交车辆优先请求冲突的可能性大大增加。如何选取合适的评估优先请求优先水平的指标，从而有效地解决交叉口处多优先冲突问题在很大程度上决定了多模式多层次地面公交信号优先的效率。申请号为201510436151.6的专利申请文件公开了一种信号交叉口多线路多公交车辆优先控制方法，该方法提出选择公交车辆乘客延误和下游公交站台乘客等待延误两个指标来对衡量多优先请求的优先水平，然后，将申请同一个优先策略的多线路多公交车辆所对应的延误加起来，延误大的优先请求对应的优先水平较高，给予更高优先通行权。该方法解决了多优先请求冲突问题，提高了公交优先的控制效率，但是其只考虑解决单交叉口处的优先请求冲突问题，在干线层面缺乏多交叉口之间的协调控制，因此会导致公交车辆在上游交叉口节省的时间在下游交叉口被浪费掉，大大降低了公交信号优先的效率。申请号为201410730229.0的专利申请文件公开了一种交叉口多线路公交车辆优先请求冲突协调控制方法，该方法针对存在多线路公交车辆优先请求冲突的交叉口，综合考虑车辆行程时间延误、优先策略和道路等级等因素，建立了实时多线路优先请求冲突协调控制策略，解决了原有多线路优先请求冲突解决方法的不公平性。但是该方法同样只考虑解决单交叉口处的优先请求冲突问题，在干线层面缺乏多交叉口之间的协调控制，公交信号优先效率较低。综上所述，现有关于多模式多层次地面公交信号优先的研究多从单交叉口之间展开，解决交叉口处优先请求冲突问题，而忽略了多交叉口之间的协调控制，从而导致上游交叉口节省的时间有可能在下游交叉口时被浪费掉，大大降低了公交信号优先效率。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，该方法在解决交叉口处多优先请求冲突问题的同时，考虑了多交叉口之间的协调控制，提高了公交信号优先效率。技术方案：本专利技术所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，包括：(1)根据公交车辆运行数据和公交位置信息，预测公交车到达停车线的到达时刻；(2)根据预测的到达时刻，判断针对该公交车是否产生优先请求；(3)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机，并判断该优先请求是否满足预设的优先限制条件；(4)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断该优先请求与其他优先请求之间，以及该优先请求与信号控制机内已有的未执行优先相位之间，是否存在冲突；(5)若存在优先请求冲突，则评估该优先请求的优先水平，并判断该优先请求的优先水平是否为最高；(6)若不存在优先请求冲突，或若该优先请求的优先水平为最高，则信号控制机接受该优先请求，产生优先相位，并评估该优先请求是否使得公交绿波带的宽度达到最大值；(7)若达到最大值，则根据所述优先相位更新信号配时，从而完成多模式多层次地面公交信号优先协调控制。进一步的，步骤(1)具体包括：(11)当公交车辆经过到达检测器时，利用车载自动车辆定位系统，获取公交车辆运行数据；(12)利用获取到的公交车辆运行数据和到达检测器的位置信息，预测公交车b到达停车线的到达时刻其中，ATbi=t+lv]]>式中，表示公交车b在相位i期间到达停车线的时间，t为公交车b到达检测器时间，v为公交车辆平均行驶速度，l为到达检测器至停车线的距离。进一步的，步骤(2)具体包括：(21)获取相位i的绿灯开始时刻gS,i和结束时刻gE,i；(22)若预测的到达时刻则针对公交车b产生内容为红灯早断策略的优先请求，需要的优先时间为(23)若则针对公交车b产生内容为绿灯延长策略的优先请求，需要的延长的时间(24)若则结束本车辆的流程。进一步的，步骤(3)具体包括：(31)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机；(32)获取预设的优先限制条件；其中，所述优先限制条件包括相位i-1最小绿灯时间相位i+1最小绿灯时间和相位i的最大优先时间(33)若优先请求的内容为绿灯延长策略，则当且时，判定该优先请求满足优先限制条件；若优先请求的内容为红灯早断策略，则当且时，判定该优先请求满足优先限制条件；其中，gi+1、gi-1分别表示相位i+1、i-1的绿灯持续时间。进一步的，步骤(4)具体包括：(41)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断信号控制机内是否存在已有的未执行优先相位；若是，执行(43)，若否，执行(42)；(42)若在该优先请求所属的车辆处在同一个相位时，判定为不存在优先请求冲突；若处在不同相位时，判定为存在优先请求冲突；(43)将当前优先请求产生时间与已有未执行优先相位的执行开始时间ST和执行结束时间ET按照如下规则进行对比判断：若则判定为存在优先请求冲突；若且则结束本车辆流程；若则判定为不存在优先请求冲突。进一步的，步骤(5)具体包括：(51)若存在优先请求冲突，则利用车载自动车辆定位系统，获取公交车辆b实际到达停车线的时间以及实际车头时距(52)选取公交乘客出行延误，包括在公交车上所经历的延误和在下游停靠站等待公交车的延误其中，IBDbi=(ATbi-STbi)·Obi]]>WDbi=AWTbi-SWTbi=Σb∈Bi(AHbi)22Σb∈BiAHbi-Σb∈Bi(SHbi)22Σb∈BiSH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：包括：(1)根据公交车辆运行数据和公交位置信息，预测公交车到达停车线的到达时刻；(2)根据预测的到达时刻，判断针对该公交车是否产生优先请求；(3)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机，并判断该优先请求是否满足预设的优先限制条件；(4)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断该优先请求与其他优先请求之间，以及该优先请求与信号控制机内已有的未执行优先相位之间，是否存在优先请求冲突；(5)若存在优先请求冲突，则评估该优先请求的优先水平，并判断该优先请求的优先水平是否为最高；(6)若不存在优先请求冲突，或若该优先请求的优先水平为最高，则信号控制机接受该优先请求，产生优先相位，并评估该优先请求是否使得公交绿波带的宽度达到最大值；(7)若达到最大值，则根据所述优先相位更新信号配时，从而完成多模式多层次地面公交信号优先协调控制。

【技术特征摘要】
1.一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：包括：
(1)根据公交车辆运行数据和公交位置信息，预测公交车到达停车线的到达时刻；
(2)根据预测的到达时刻，判断针对该公交车是否产生优先请求；
(3)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机，并判断该优先请求是否满足
预设的优先限制条件；
(4)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断该优先请求与其他优先请求之间，以
及该优先请求与信号控制机内已有的未执行优先相位之间，是否存在优先请求冲突；
(5)若存在优先请求冲突，则评估该优先请求的优先水平，并判断该优先请求的优先水
平是否为最高；
(6)若不存在优先请求冲突，或若该优先请求的优先水平为最高，则信号控制机接受该
优先请求，产生优先相位，并评估该优先请求是否使得公交绿波带的宽度达到最大值；
(7)若达到最大值，则根据所述优先相位更新信号配时，从而完成多模式多层次地面公
交信号优先协调控制。
2.根据权利要求1所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：
步骤(1)具体包括：
(11)当公交车辆经过到达检测器时，利用车载自动车辆定位系统，获取公交车辆运行
数据；
(12)利用获取到的公交车辆运行数据和到达检测器的位置信息，预测公交车到达停车
线的到达时刻其中，
ATbi=t+lv]]>式中，表示公交车b在相位i期间到达停车线的时间，t为公交车b到达检测器时间，v
为公交车辆平均行驶速度，l为到达检测器至停车线的距离。
3.根据权利要求1所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：
步骤(2)具体包括：
(21)获取相位i的绿灯开始时刻gS,i和结束时刻gE,i；
(22)若预测的到达时刻则针对公交车b产生内容为红灯早断策略的优先请
求，需要的优先时间为(23)若则针对公交车b产生内容为绿灯延长策略的优先请求，需要的延长的
时间(24)若则结束本车辆的流程。
4.根据权利要求1所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：
步骤(3)具体包括：
(31)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机；
(32)获取预设的优先限制条件；其中，所述优先限制条件包括相位i-1最小绿灯时间
相位i+1最小绿灯时间和相位i的最大优先时间(33)若优先请求的内容为绿灯延长策略，则当且时，判定该优先请
求满足优先限制条件；若优先请求的内容为红灯早断策略，则当且时，判
定该优先请求满足优先限制条件；
其中，gi+1、gi-1分别表示相位i+1、i-1的绿灯持续时间。
5.根据权利要求1所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：
步骤(4)具体包括：
(41)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断信号控制机内是否存在已有的未执
行优先相位；若是，执行(43)，若否，执行(42)；
(42)若在该优先请求所属的车辆处在同一个相位时，判定为不存在优先请求冲突；若
处在不同相位时，判定为存在优先请求冲突；
(43)将当前优先请求产生时间与已有未执行优先相位的执行开始时间ST和执行结
束时间ET按照如下规则进行对比判断：
若则判定为存在优先请求冲突；
若且则结束本车辆流程；
若则判定为不存在优先请求冲突。
6.根据权利要求1所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，其特征在于：
步骤(5)具体包括：
(51)若存在优先请求冲突，则利用车载自动车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明涛，叶智锐，冯嘉校，王炜，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32