大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法技术

大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法属于智能交通控制技术领域。路中型BRT专用道横穿中心岛，专用道所在的出口方向设置BRT停靠站以及配套的立体过街设施，非专用道所在的进口方向和出口方向错位设置两段人行横道。本发明专利技术以减少BRT车辆延误、高效服务常规车辆为目标，利用5个常规机动车相位、1个BRT相位和2个行人相位，建立5种按照一定顺序切换的通行权分配状态。布设4类BRT车辆检测器、2类常规车辆检测器。定义若干交通事件管理通行权分配状态，支持绿灯延长、绿灯早启、相位插入等信号优先方式，能够感知并满足常规车辆的连续通行需求。本发明专利技术不仅可以确保BRT车辆获得理想的优先通行效果，还在很大程度上保留了环形交叉口的景观价值。

BRT signal priority control method for large four road roundabout

The BRT signal priority control method of large four road roundabout belongs to the field of intelligent traffic control technology. The middle BRT special road crosses the central island. The BRT outlet and the supporting facilities are located at the outlet of the special way, and the two way crosswalk is located in the direction of the import and export of the non dedicated lane. Aiming at reducing the delay of BRT vehicles and serving the conventional vehicles efficiently, the invention uses 5 conventional vehicle phases, 1 BRT phases and 2 pedestrian phases to establish 5 traffic assignment states in a certain order. There are 4 types of BRT vehicle detectors and 2 types of conventional vehicle detectors. A number of traffic incident management assignment status is defined, which supports green light extension, green light early start, phase insertion and other signal priority mode, and it can perceive and meet the continuous traffic demand of conventional vehicles. The invention can not only ensure that the BRT vehicles get the ideal priority, but also retain the landscape value of the roundabout to a large extent.

【技术实现步骤摘要】
大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法
本专利技术属于智能交通控制
，涉及一种大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法。
技术介绍
快速公交(简称BRT)是一种高品质、高效率、低能耗、低污染、低成本的中高运量公共交通系统。为了吸引客流、方便改造道路空间，BRT线路往往布设于城市干道沿线。路中型专用道是BRT系统最常用的通行空间形式。作为BRT系统的重要技术组成部分，信号优先控制可以使BRT车辆在通过交叉口时获得更多的绿灯时间、更少的红灯时间，从而加快它们的运行速度或者改善它们的运行准点性。具有3条或更多环内车道的大型四路环形交叉口是城市干道沿线的标志性景观和关键节点。当路中型BRT专用道延伸至大型四路环形交叉口时，为了简化交通运行组织，通常采用以下3种做法：(1)将环形交叉口改建为常规交叉口；(2)允许BRT车辆与常规车辆共用进口车道和环内车道；(3)允许专用道横穿环形交叉口的中心岛。显然，第3种做法能够确保BRT车辆获得理想的优先通行效果，同时，在很大程度上保留环形交叉口的景观价值。面向路中型BRT专用道横穿中心岛的大型四路环形交叉口，以减少BRT车辆延误、高效服务常规车辆为目标，开发一种支持绿灯延长、绿灯早启、相位插入等信号优先方式、能够感知并满足常规车辆连续通行需求的BRT信号优先控制方法，具有十分重要的应用价值。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法。本专利技术的技术方案为：大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法，从实施条件、通行权分配、交通数据检测、信号运行管理四个方面，叙述本专利技术的技术方案，包括以下内容：一、实施条件(1)构成环形交叉的2条双向通行的道路中，路中型BRT专用道沿其中1条道路双向布设。(2)路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为优先进口方向和优先出口方向，非路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为非优先进口方向和非优先出口方向；(3)BRT车辆的右侧安装有供乘客上下车的车门。(4)优先出口方向设置BRT停靠站以及配套的立体过街设施。(5)非优先进口方向和出口方向错位设置两段人行横道；进口方向人行横道的下游边缘到环内车道边缘的距离不小于10m；出口方向人行横道的上游边缘到环内车道边缘的距离不小于20m；行人过街安全岛的宽度不小于2m。(6)优先进口方向的BRT车辆和常规车辆(右转车辆除外)分别受控于BRT车辆信号灯和常规车辆信号灯；非优先进口方向和出口方向的常规车辆和行人分别受控于常规车辆信号灯和行人信号灯；环内车道的常规车辆受控于常规车辆信号灯。(7)BRT车辆信号和常规车辆信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→黄色→红色”，行人信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→红色”，信号灯色每秒更新一次。(8)分车道独立采集车辆时距和占有时间；车辆时距自上一车辆完全离开检测区域开始计时，当下一车辆进入检测区域时重置为零；占有时间自车辆进入检测区域开始计时，当车辆完全离开检测区域时重置为零。(9)承接通行权的相位启亮绿灯时，与之相关的所有绿灯间隔时间须全部执行完毕。二、通行权分配具备上述实施条件的大型四路环形交叉口，采用以下的信号相位编号方式：(1)非优先进口方向的常规机动车相位K1。(2)优先进口方向的常规机动车相位K2。(3)优先进口方向的BRT相位B2。(4)非优先出口方向的常规机动车相位K3。(5)环内车道的常规机动车相位C1，用以控制与相位K1冲突的环内车辆。(6)环内车道的常规机动车相位C2，用以控制与相位K2、B2冲突的环内车辆。(7)非优先进口方向的行人相位F1。(8)非优先出口方向的行人相位F3。利用上述相位，形成以下的通行权分配状态：(1)非优先进口车辆入环状态：相位K1、K3、C2显示绿灯，其他相位显示红灯。(2)非优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2、F1显示绿灯，其他相位显示红灯。(3)优先进口车辆入环状态：相位K2、B2、C1、F1、F3显示绿灯，其他相位显示红灯。(4)优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2显示绿灯，其他相位显示红灯。(5)优先进口BRT车辆入环状态：相位B2显示绿灯，其他相位显示红灯。不服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→非优先进口车辆入环状态。服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口BRT车辆入环状态→非优先进口车辆入环状态。三、交通数据检测在路中型BRT专用道布设4类BRT车辆检测器，采集BRT车辆的到达时刻。A类检测器位于停止线上游80～120m处；B类检测器位于停止线上游40m处；C类检测器位于停止线下游1m处；D类检测器位于BRT站台的起始位置。在进口车道和环内车道布设2类常规车辆检测器，采集车辆时距和占有时间。非优先进口方向的a类检测器位于直行和左转进口车道停止线上游40m处；优先进口方向的a类检测器与B类检测器处于同一道路横断面；b类检测器位于环内车道停止线上游1m处。某一常规机动车相位停止线上游的a类或b类检测器均归属于该相位。四、信号运行管理(1)非优先进口车辆入环状态用于管理本状态的交通事件[TEnpe(no.)]包括：TEnpe(1)：至少1辆已经到达C类检测器的BRT车辆未到达下游的D类检测器；TEnpe(2)：相位K1达到最大绿灯时间；TEnpe(3)：相位K1达到最小绿灯时间；TEnpe(4)：存在待服务的绿灯早启请求，即至少1辆已经到达A类检测器的BRT车辆未到达下游的C类检测器；TEnpe(5)：相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的直行或左转进口车道的连续通行需求未得到满足，即相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的至少一个a类检测器采集的车辆时距始终小于等于车辆时距阈值；TEnpe(6)：相位K1的上一次红灯结束时，它的直行或左转进口车道形成了较长的车辆排队，即相位K1的上一次红灯结束时，它的任意一个a类检测器采集的占有时间大于等于占有时间阈值；TEnpe(7)：相位C1的停止线后存在较长的车辆排队，即相位C2的任意一个b类检测器采集的占有时间大于等于占有时间阈值；TEnpe(8)：相位K1的直行和左转进口车道的连续通行需求已经得到满足，即相位K1达到最小绿灯时间后，它的所有a类检测器采集的车辆时距先后大于车辆时距阈值。一旦服务了相位插入请求，优先进口BRT车辆入环状态结束后，若发生TEnpe(1)，禁止相位C2启亮绿灯。当满足下列条件之一时，允许相位K1切断绿灯：条件1：发生TEnpe(2)。条件2：同时发生TEnpe(3)、TEnpe(4)，并且未发生TEnpe(5)。条件3：同时发生TEnpe(3)、TEnpe(4)，并且未发生TEnpe(6)。条件4：同时发生TEnpe(3)、TEnpe(7)。条件5：同时发生TEnpe(3)、TEnpe(8)。相位K1的绿灯结束后，通行权将由相位K1传递至相位C1、F1。(2)非优先进口入环左转车辆清环状态用于管理本状态的交本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法，包括实施条件、通行权分配、交通数据检测、信号运行管理四个方面的内容，其特征在于：一、实施条件(1)构成环形交叉的2条双向通行的道路中，路中型BRT专用道沿其中1条道路双向布设；(2)路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为优先进口方向和优先出口方向，非路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为非优先进口方向和非优先出口方向；(3)BRT车辆的右侧安装有供乘客上下车的车门；(4)优先出口方向设置BRT停靠站以及配套的立体过街设施；(5)非优先进口方向和出口方向错位设置两段人行横道；进口方向人行横道的下游边缘到环内车道边缘的距离不小于10m；出口方向人行横道的上游边缘到环内车道边缘的距离不小于20m；行人过街安全岛的宽度不小于2m；(6)优先进口方向的BRT车辆和常规车辆(右转车辆除外)分别受控于BRT车辆信号灯和常规车辆信号灯；非优先进口方向和出口方向的常规车辆和行人分别受控于常规车辆信号灯和行人信号灯；环内车道的常规车辆受控于常规车辆信号灯；(7)BRT车辆信号和常规车辆信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→黄色→红色”，行人信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→红色”，信号灯色每秒更新一次；(8)分车道独立采集车辆时距和占有时间；车辆时距自上一车辆完全离开检测区域开始计时，当下一车辆进入检测区域时重置为零；占有时间自车辆进入检测区域开始计时，当车辆完全离开检测区域时重置为零；(9)承接通行权的相位启亮绿灯时，与之相关的所有绿灯间隔时间须全部执行完毕；二、通行权分配具备上述实施条件的大型四路环形交叉口，采用以下的信号相位编号方式：(1)非优先进口方向的常规机动车相位K1；(2)优先进口方向的常规机动车相位K2；(3)优先进口方向的BRT相位B2；(4)非优先出口方向的常规机动车相位K3；(5)环内车道的常规机动车相位C1，用以控制与相位K1冲突的环内车辆；(6)环内车道的常规机动车相位C2，用以控制与相位K2、B2冲突的环内车辆；(7)非优先进口方向的行人相位F1；(8)非优先出口方向的行人相位F3；利用上述相位，形成以下的通行权分配状态：(1)非优先进口车辆入环状态：相位K1、K3、C2显示绿灯，其他相位显示红灯；(2)非优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2、F1显示绿灯，其他相位显示红灯；(3)优先进口车辆入环状态：相位K2、B2、C1、F1、F3显示绿灯，其他相位显示红灯；(4)优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2显示绿灯，其他相位显示红灯；(5)优先进口BRT车辆入环状态：相位B2显示绿灯，其他相位显示红灯；不服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→非优先进口车辆入环状态；服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口BRT车辆入环状态→非优先进口车辆入环状态；三、交通数据检测在路中型BRT专用道布设4类BRT车辆检测器，采集BRT车辆的到达时刻；A类检测器位于停止线上游80～120m处；B类检测器位于停止线上游40m处；C类检测器位于停止线下游1m处；D类检测器位于BRT站台的起始位置；在进口车道和环内车道布设2类常规车辆检测器，采集车辆时距和占有时间；非优先进口方向的a类检测器位于直行和左转进口车道停止线上游40m处；优先进口方向的a类检测器与B类检测器处于同一道路横断面；b类检测器位于环内车道停止线上游1m处；某一常规机动车相位停止线上游的a类或b类检测器均归属于该相位；四、信号运行管理(1)非优先进口车辆入环状态用于管理本状态的交通事件[TEnpe(no.)]包括：TEnpe(1)：至少1辆已经到达C类检测器的BRT车辆未到达下游的D类检测器；TEnpe(2)：相位K1达到最大绿灯时间；TEnpe(3)：相位K1达到最小绿灯时间；TEnpe(4)：存在待服务的绿灯早启请求，即至少1辆已经到达A类检测器的BRT车辆未到达下游的C类检测器；TEnpe(5)：相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的直行或左转进口车道的连续通行需求未得到满足，即相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的至少一个a类检测器采集的车辆时距始终小于等于车辆时距阈值；TEnpe(6)：相位K1的上一次红灯结束时，它的直行或左转进口车道形成了较长的车辆排队，即相位K1的上一次红灯结束时，它的任意一个a类检测器采集的占有时间大于等于占有时间阈值；TEnpe(7)：相位C1的停止线后存在较长的车辆排队，即相位C2的任意一个b类检测器采集的占有时间大于等于占...

【技术特征摘要】
1.一种大型四路环形交叉口的BRT信号优先控制方法，包括实施条件、通行权分配、交通数据检测、信号运行管理四个方面的内容，其特征在于：一、实施条件(1)构成环形交叉的2条双向通行的道路中，路中型BRT专用道沿其中1条道路双向布设；(2)路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为优先进口方向和优先出口方向，非路中型BRT专用道所在的进口方向和出口方向分别称为非优先进口方向和非优先出口方向；(3)BRT车辆的右侧安装有供乘客上下车的车门；(4)优先出口方向设置BRT停靠站以及配套的立体过街设施；(5)非优先进口方向和出口方向错位设置两段人行横道；进口方向人行横道的下游边缘到环内车道边缘的距离不小于10m；出口方向人行横道的上游边缘到环内车道边缘的距离不小于20m；行人过街安全岛的宽度不小于2m；(6)优先进口方向的BRT车辆和常规车辆(右转车辆除外)分别受控于BRT车辆信号灯和常规车辆信号灯；非优先进口方向和出口方向的常规车辆和行人分别受控于常规车辆信号灯和行人信号灯；环内车道的常规车辆受控于常规车辆信号灯；(7)BRT车辆信号和常规车辆信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→黄色→红色”，行人信号的灯色显示顺序为“红色→绿色→红色”，信号灯色每秒更新一次；(8)分车道独立采集车辆时距和占有时间；车辆时距自上一车辆完全离开检测区域开始计时，当下一车辆进入检测区域时重置为零；占有时间自车辆进入检测区域开始计时，当车辆完全离开检测区域时重置为零；(9)承接通行权的相位启亮绿灯时，与之相关的所有绿灯间隔时间须全部执行完毕；二、通行权分配具备上述实施条件的大型四路环形交叉口，采用以下的信号相位编号方式：(1)非优先进口方向的常规机动车相位K1；(2)优先进口方向的常规机动车相位K2；(3)优先进口方向的BRT相位B2；(4)非优先出口方向的常规机动车相位K3；(5)环内车道的常规机动车相位C1，用以控制与相位K1冲突的环内车辆；(6)环内车道的常规机动车相位C2，用以控制与相位K2、B2冲突的环内车辆；(7)非优先进口方向的行人相位F1；(8)非优先出口方向的行人相位F3；利用上述相位，形成以下的通行权分配状态：(1)非优先进口车辆入环状态：相位K1、K3、C2显示绿灯，其他相位显示红灯；(2)非优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2、F1显示绿灯，其他相位显示红灯；(3)优先进口车辆入环状态：相位K2、B2、C1、F1、F3显示绿灯，其他相位显示红灯；(4)优先进口入环左转车辆清环状态：相位C1、C2显示绿灯，其他相位显示红灯；(5)优先进口BRT车辆入环状态：相位B2显示绿灯，其他相位显示红灯；不服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→非优先进口车辆入环状态；服务相位插入请求时，通行权分配状态的切换顺序为：非优先进口车辆入环状态→非优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口车辆入环状态→优先进口入环左转车辆清环状态→优先进口BRT车辆入环状态→非优先进口车辆入环状态；三、交通数据检测在路中型BRT专用道布设4类BRT车辆检测器，采集BRT车辆的到达时刻；A类检测器位于停止线上游80～120m处；B类检测器位于停止线上游40m处；C类检测器位于停止线下游1m处；D类检测器位于BRT站台的起始位置；在进口车道和环内车道布设2类常规车辆检测器，采集车辆时距和占有时间；非优先进口方向的a类检测器位于直行和左转进口车道停止线上游40m处；优先进口方向的a类检测器与B类检测器处于同一道路横断面；b类检测器位于环内车道停止线上游1m处；某一常规机动车相位停止线上游的a类或b类检测器均归属于该相位；四、信号运行管理(1)非优先进口车辆入环状态用于管理本状态的交通事件[TEnpe(no.)]包括：TEnpe(1)：至少1辆已经到达C类检测器的BRT车辆未到达下游的D类检测器；TEnpe(2)：相位K1达到最大绿灯时间；TEnpe(3)：相位K1达到最小绿灯时间；TEnpe(4)：存在待服务的绿灯早启请求，即至少1辆已经到达A类检测器的BRT车辆未到达下游的C类检测器；TEnpe(5)：相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的直行或左转进口车道的连续通行需求未得到满足，即相位K1的上一次绿灯延长时间内，它的至少一个a类检测器采集的车辆时距始终小于等于车辆时距阈值；TEnpe(6)：相位K1的上一次红灯结束时，它的直行或左转进口车道形成了较长的车辆排队，即相位K1的上一次红灯结束时，它的任意一个a类检测器采集的占有时间大于等于占有时间阈值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪峰，郑启明，章琨，孟庆坤，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21