A-SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供A

【技术实现步骤摘要】
A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于机场场面交通运行系统
，具体涉及A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着民航事业的发展，社会对航空运输的需求越来越高，机场场面的运行交通体也随之增多，增加了冲突的发生概率和管制员的负荷。
[0003]现有技术中的机场场面冲突管理是通过管制员目视或者系统监测告知管制员后对飞行员下达指令实现的，当管制员指令出错或机场能见度较低时，碰撞事故的概率会增加，场面车辆则是采用停车避让的通行规则。
[0004]现有A
‑
SMGCS控制系统通过信息集成的方式解决机场场面的飞机间监视与冲突检测问题，专利CN 113936460 A提出了一种基于车路协同环境的交通工具避免碰撞方法，通过布设车路协同装置，监测交通工具，广播车辆通行状况，通过路侧设备，计算车辆与交汇点最近的飞机碰撞时间，车辆采取减速或者停车等待策略。但是该专利存在以下局限性：第一，未考虑车辆和车辆之间、飞机与飞机之间存在的冲突问题，且在冲突控制中未考虑任务优先级；第二，目前机场场面全域监测，额外布设车路协同设备，增加成本；第三，路侧探测设备位置固定，无法考虑飞机机型差异和路径差异的问题；第四，没有交通体的轨迹预测；第五，没有对交通体进行速度引导。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法、系统、设备及介质，有效提高机场场面的运行效率，减少管制员负荷，减少人为因素导致的机场场面交通安全问题的发生。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，包括以下步骤：
[0008]S1：确定监测范围，筛选经过交叉口的交通体，确定冲突交通体的通行优先级；实时获取当前交通体速度，预测各个交通体对交叉口的占用时间窗；
[0009]S2：根据冲突交通体的通行优先级、几何尺寸和预测占用时间窗信息，得到通行优先级低的交通体动态的停止线位置；
[0010]S3：设置安全决策点，并根据交通体的通行优先级和冲突信息确定初始信号配时方案；
[0011]S4：判断交通体能否在初始信号配时方案内安全通过交叉口，根据判断信息更新信号配时，并通过速度引导交通体至安全决策点；
[0012]S5：达到安全决策点时，再次判断能否通过交叉口，并得到最终信号配时，若可以通过，通过信号灯和速度引导交通体通过交叉口，否则通过信号灯和速度引导至停止线。
[0013]进一步的，所述步骤S1中确定监测范围，筛选经过交叉口的交通体的过程为：
[0014]监测交叉口一定范围内机场场面的运行交通体，获取交通体的相关信息，包括：类型，几何尺寸，行驶速度和位置等信息；
[0015]预测监测范围内交通体的运动路径信息，剔除不经过该交叉口的交通体。
[0016]进一步的，所述步骤S1中确定冲突交通体的通行优先级，得到优先级排序，其中，飞机的通行优先级高于车辆通行优先级，飞机之间以及车辆之间的优先级根据任务重要程度判断；
[0017]多辆同质交通体到达交叉口存在冲突时，则依次对距离交叉口最近的多个方向交通体的任务属性进行排序。
[0018]进一步的，所述步骤S2中得到所述停止线位置的同时还得到动态通过线位置，其得到的过程为：采用动态停止线和动态通过线，不同的交通体几何尺寸存在差异，通过交叉口时，占用的交叉口空间范围不同，设置不同的安全距离；
[0019]其中，动态停止线是在通行优先级低的交通体冲突前，动态通过线在通行优先级低的交通体冲突后。
[0020]进一步的，所述步骤S3中设置安全决策点的过程为：
[0021][0022]其中，a
x
为减速行驶的加速度，在驾驶员需要在到达安全决策点处降低车速至v
x
。
[0023]进一步的，所述步骤S3中根据交通体的通行优先级和冲突信息确定初始信号配时方案的过程为：
[0024]在通行优先级高的交通体X
i
所在路径交通体赋予绿灯信号相位，确定通行优先级低的另一方向交通体X
j
的绿灯时间窗，其他时间段赋予红灯信号；
[0025]所述交通体X
j
的绿灯时间窗为：
[0026][当前时间+t
i
，当前时间+t
i
+t
g
]；
[0027]其中，t
g
为绿灯时长，t
i
为交通体X
i
预测当前时间到完全通过交叉口的时长，若交通体X
i
已经通过交叉口，则t
i
＝0；
[0028]其中，交通体X
i
预测到达时间早于交通体X
j
预测到达时间，交通体X
j
预测到达时间早于交通体X
i+a
预测到达时间，X
i+a
为X
i
后面第一个的交通体的通行优先级编号；
[0029]绿灯时长为：
[0030][0031]其中，|d
i
‑
d
i+a
|为交通体X
i
与X
i+1
之间的距离，v
i+a
为交通体X
i+a
的平均运行速度；
[0032]当i+a>j时，若交通体X
j
预测达到交叉口时间早于交通体X
i+a
预测到达时间，且交通体X
i
已经通过交叉口，则d
i
＝0，若交通体X
j
预测达到交叉口时间晚于交通体X
i
预测到达时间，且交通体X
i+a
尚未出现，则d
i+a
＝0，v
i+a
＝0，若交通体X
j
预测达到交叉口时间晚于交通体X
i
预测到达时间，且早于交通体X
i+a
预测达到交叉口时间，则|d
i
‑
d
i+a
|为通行优先级高的交通体X
i
与X
i+a
之间的距离，之间的距离，
[0033]当i+a<j时，则不考虑交通体X
i+a
，交通体X
j
绿灯时长t
g
＝∞。
[0034]进一步的，所述步骤S4中
[0035]若交通体X
j
能安全通过交叉口绿灯时长则更新为若不满足如下条件则
[0036][0037]其中，d
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定监测范围，筛选经过交叉口的交通体，确定冲突交通体的通行优先级；实时获取当前交通体速度，预测各个交通体对交叉口的占用时间窗；S2：根据冲突交通体的通行优先级、几何尺寸和预测占用时间窗信息，得到通行优先级低的交通体动态的停止线位置；S3：设置安全决策点，并根据交通体的通行优先级和冲突信息确定初始信号配时方案；S4：判断交通体能否在初始信号配时方案内安全通过交叉口，根据判断信息更新信号配时，并通过速度引导交通体至安全决策点；S5：达到安全决策点时，再次判断能否通过交叉口，并得到最终信号配时，若可以通过，通过信号灯和速度引导交通体通过交叉口，否则通过信号灯和速度引导至停止线。2.根据权利要求1所述A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，所述步骤S1中确定监测范围，筛选经过交叉口的交通体的过程为：监测交叉口一定范围内机场场面的运行交通体，获取交通体的相关信息，包括：类型，几何尺寸，行驶速度和位置等信息；预测监测范围内交通体的运动路径信息，剔除不经过该交叉口的交通体。3.根据权利要求1所述A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，所述步骤S1中确定冲突交通体的通行优先级，得到优先级排序，其中，飞机的通行优先级高于车辆通行优先级，飞机之间以及车辆之间的优先级根据任务重要程度判断；多辆同质交通体到达交叉口存在冲突时，则依次对距离交叉口最近的多个方向交通体的任务属性进行排序。4.根据权利要求1所述A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，所述步骤S2中得到所述停止线位置的同时还得到动态通过线位置，其得到的过程为：采用动态停止线和动态通过线，不同的交通体几何尺寸存在差异，通过交叉口时，占用的交叉口空间范围不同，设置不同的安全距离；其中，动态停止线是在通行优先级低的交通体冲突前，动态通过线在通行优先级低的交通体冲突后。5.根据权利要求1所述A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，所述步骤S3中设置安全决策点的过程为：其中，a
x
为减速行驶的加速度，在驾驶员需要在到达安全决策点处降低车速至v
x
。6.根据权利要求1所述A
‑
SMGCS控制下机场场面交通信号配时方法，其特征在于，所述步骤S3中根据交通体的通行优先级和冲突信息确定初始信号配时方案的过程为：在通行优先级高的交通体X
i
所在路径交通体赋予绿灯信号相位，确定通行优先级低的另一方向交通体X
j
的绿灯时间窗，其他时间段赋予红灯信号；所述交通体X
j
的绿灯时间窗为：[当前时间+t
i
，当前时间+t
i
+t
g
]；其中，t
g
为绿灯时长，t
i
为交通体X
i
预测当前时间到完全通过交叉口的时长，若交通体X
i
已经通过交叉口，则t
i
＝0；其中，交通体X
i
预测到达时间早于交通体X
j
预测到达时间，交通体X
j
预测到达时间早于交通体X
i+a
预测到达时间，X
i+a
为X
i
后面第一个的交通体的通行优先级编号；绿灯时长为：其中，|d
i
‑
d
i+a
|为交通体X
i
与X
i+1
之间的距离，v
i+a
为交通体X
i+a
的平均运行速度；当i+a＞j时，若交通体X
j
预测达到交叉口时间早于交通体X
i+a
预测到达时间，且交通体X
i
已经通过交叉口，则d
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于少伟，刘英宁，郭进祥，王来军，钟聃，岳卓，卫东选，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：