基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制方法技术

基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制方法，本发明专利技术涉及一种道路交叉口应急车辆信号优先控制方法。解决了现有技术的条件优先控制方法不能让应急车辆具有绝对优先权通过的缺陷。用于交通控制。当应急车辆请求优先通过交叉口时，首先检测到应急车辆的存在，将这些信息发送给智能信号控制器子系统，根据收到的应急车辆信息以及来自不同进口方向各车道排队车辆信息，计算出应急车辆从检测位置到达交叉口的时间以及应急车辆进口方向上排队车辆的消散时间，进而计算出给其它进口方向的绿灯时间大小；根据当前交叉口的信号状态对应急车辆提供信号优先权，提前或延迟绿灯时间，同时减低其它车辆的延误时间。

Signal priority control method for emergency vehicles at intersections based on two stage optimization process

The invention relates to an emergency vehicle signal priority control method for intersections based on a two stage optimization process, which relates to an emergency vehicle signal priority control method for a road intersection. The method solves the defect that the prior priority control method of the prior art can not allow the emergency vehicle to have absolute priority. For traffic control. When the emergency vehicle request priority through the intersection, first to detect the existence of emergency vehicles, will send the information to the intelligent signal controller subsystem, according to the information received from the emergency vehicle and different inlet direction of each lane queuing vehicle information, calculate the dissipation time of emergency vehicles from the vehicle queue detection position at the intersection of time and the emergency vehicle import direction, and then calculate the direction of the green time for other import size; according to the current state of the signal intersection signal priority of emergency vehicles, early or delayed green time, while reducing the time delay of other vehicles.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种道路交叉口应急车辆信号优先控制方法。
技术介绍
城市灾难或突发事件发生后，应急救援车辆在运输救援物资、抢救灾民生命和降 低财产损失方面起到至关重要的作用。但应急救援车辆在响应过程中，经常遇到道路堵塞 等问题，致使应急车辆不能及时到达事发点。实施交叉口应急救援车辆信号优先，可有效地 降低应急车辆救援响应时间，以及降低应急车辆通过交叉口时发生碰撞的危险性，由此提 高应急车辆救援效率与及时性。从国内外的研究成果看，城市公交车辆信号优先的研究较深入。如果将其直接用 于应急车辆的信号优先处理，存在的问题是公交信号优先方法并不完全适用于应急车辆 信号优先。在公交信号优先的研究中，使用公交专用道和交叉口信号优先相结合的控制方 法，但所研究的公交优先都是“条件优先”，即给公交车辆更大的权重，以使在信号配时优化 中给公交车辆的进口方向更多的绿灯时间，通过延长绿灯时间、提前亮绿灯、相位转换等使 公交车辆在交叉口能够有条件的优先通行。但还没有研究信号控制交叉口的公交优先通行 的“绝对优先”问题，这是由于公交优先的级别较低的缘故，而应急车辆信号优先应该是“绝 对优先”，这在交叉口信号优化配时中不能仅仅给应急车辆设置一个比较大的权重来实现 绿灯延长等操作，这需要设置强制信号转化来允许应急车辆优先通行，因此不能简单的把 公交车辆优先技术应用到应急车辆优先中。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制 方法，以解决现有技术的条件优先控制方法不能让应急车辆具有绝对优先权通过的缺陷。 本专利技术基于交叉口的应急车辆信号优先系统实现，所述交叉口的应急车辆信号优先系统包 括包括车辆检测器子系统1、应急车辆检测与定位器子系统2、智能信号控制器子系统3和 通信子系统4 ；车辆检测器子系统1 完成对所有车辆的流量检测；应急车辆检测与定位器子系统2 应急车辆上装载车载单元，定位器安装在道路 交叉口附件的道路两侧，与交叉口相隔一定距离，根据这个距离为依据判断应急车辆到达 交叉口的时刻；智能信号控制器子系统3 根据应急车辆检测与定位器子系统2检测到的应急车 辆的位置和到达交叉口的时刻，以及各进口车道的排队车辆数和信号灯的相位状态，决策 出下一时刻的信号状态；通信子系统4 实现车辆检测子系统与智能信号控制器子系统3之间通信；应急车 辆检测与定位器子系统2与智能信号控制器子系统3之间的通信；智能信号控制器子系统 3内部信号控制器与信号显示器之间的通信；以及相邻交叉口的应急车辆信号优先系统之间的通信；本专利技术的方法包括下述步骤步骤一、根据交叉口的形式以及交通状况，确定应急车辆检测与定位器子系统2 中的定位器与交叉口之间的距离；步骤二、当应急车辆请求优先通过交叉口时，应急车辆检测与定位器子系统2首 先检测到应急车辆的存在，将这些信息发送给智能信号控制器子系统3，同时车辆检测器子 系统1也将检测到的车辆信息发送给智能信号控制器子系统3 ；智能信号控制器子系统3 根据收到的应急车辆信息以及不断接收到的来自不同进口方向各车道排队车辆信息，计算 出应急车辆从检测位置到达交叉口的时间以及应急车辆进口方向上排队车辆的消散时间， 进而计算出给其它进口方向的绿灯时间大小；步骤三、智能信号控制器子系统3根据当前交叉口的信号状态对应急车辆提供信 号优先权，提前或延迟绿灯时间，保证应急车辆安全无延误的通过信号交叉口，同时减低其 它车辆的延误时间；步骤四、应急车辆通过交叉口后，智能信号控制器子系统3根据各个进口方向的 排队车辆数信息，对信号进行优化，保证交叉口状况在最短时间内恢复到正常水平；步骤五、交通信号控制转入正常信号状态。通过在平面信号交叉口实施该应急信号优先控制方法，能够使应急车辆在最短时 间内安全地到达救援地点，且对交叉口的影响最小，有助于保障应急车辆响应速度和降低 对社会车辆正常出行造成的不利影响。本专利技术解决了现有技术的条件优先控制方法不能让 应急车辆具有绝对优先权通过的缺陷。附图说明图1是本专利技术的结构示意图， 图2是实施方式二和三的结构示意图，图3是实施方式四中交叉口区域的车辆行驶的过程示意图， 图4是实施方式四中交叉口应急车辆信号优先各阶段示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式基于交叉口的 应急车辆信号优先系统实现，所述交叉口的应急车辆信号优先系统包括车辆检测器子系统 1、应急车辆检测与定位器子系统2、智能信号控制器子系统3和通信子系统4。车辆检测器子系统1 完成对所有车辆的流量检测；车辆检测器子系统1能完成所 有社会车辆的流量的检测，目前已经投入使用的车辆检测器有很多种，包括磁感应检测器， 波频车辆检测器，视频检测器等。以上三种车辆检测中，其中以环形线圈车辆检测方法技术 最成熟，应用最广泛，成本最低，完全能够满足所有车辆流量信息的要求。因此，在交叉口应 急车辆信号优先系统中，采用环形线圈车辆检测器来完成对所有车辆的流量检测。在交叉口应急车辆信号优先系统中，由于需要计算交叉口各个进口道上排队等待 的车辆数，必须在每个进口道上设置两个环形线圈检测器，一个位于停车线处，用于检测通 过停车线的车辆，上游检测器设在停车线前，具体距离将在后面讨论，用于检测进入交叉口区域的车辆。在不同时刻，交叉口各进口道上的排队车辆数可以根据两个感应线圈检测值计算 得到，当上游感应线圈检测到一辆车时，排队车辆数增加一个；当停车线感应线圈检测到一 车辆时，排队车辆数则减少一个。计算得到的各进口道的车辆排队数就可以作为控制器的 输入信息，用于实时决策应急车辆信号优先的转换和恢复优化的计算。应急车辆检测与定位器子系统2 应急车辆上装载车载单元，定位器安装在道路 交叉口附件的道路两侧，与交叉口相隔一定距离，根据这个距离为依据判断应急车辆到达 交叉口的时刻；应急车辆检测的主要目的是找出应急车辆所在的特定位置，以此为依据判断应急 车辆到达交叉口的时刻，交叉口应急车辆信号优先系统控制信号，消散应急车辆行驶方向 的前方车辆，使应急安全无延误的通过信号交叉口。在综合比较无线检测系统、鸣笛检测系统与红外检测系统基础上，采用红外检测 系统。但检测器位置不是安装在信号灯灯杆上，而是安装道路边上，具体距停车线的距离 将在后面讨论。因此，只需在所需获取数据的位置安装探测设备，当车辆行驶到该位置时， 探测设备即可探测到车辆的位置和经过的时间；在理论上不存在时间和位置误差。应急车 辆上装载车载单元，实现应急车辆和红外灯塔的通信，红外灯塔检测到应急车辆，将信号传 输给智能信号控制器，信号控制器视交叉口信号相位的具体情况实施应急车辆信号优先策 略。智能信号控制器子系统3 根据应急车辆检测与定位器子系统2检测到的应急车 辆的位置和到达交叉口的时刻，以及各进口车道的排队车辆数和信号灯的相位状态，决策 出下一时刻的信号状态；或者改变相位，或者延长当前绿灯时间，控制器将智能决策以信号 灯的形式最终输出。通信子系统4 实现车辆检测子系统与智能信号控制器子系统3之间通信；应急车 辆检测与定位器子系统2与智能信号控制器子系统3之间的通信；智能信号控制器子系统 3内部信号控制器与信号显示器之间的通信；以及相邻交叉口的应急车辆信号优先系统之 间本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制方法，其特征在于它基于交叉口的应急车辆信号优先系统实现，所述交叉口的应急车辆信号优先系统包括车辆检测器子系统（１）、应急车辆检测与定位器子系统（２）、智能信号控制器子系统（３）和通信子系统（４）；车辆检测器子系统（１）：完成对所有车辆的流量检测；应急车辆检测与定位器子系统（２）：应急车辆上装载车载单元，定位器安装在道路交叉口附件的道路两侧，与交叉口相隔一定距离，根据这个距离为依据判断应急车辆到达交叉口的时刻；智能信号控制器子系统（３）：根据应急车辆检测与定位器子系统（２）检测到的应急车辆的位置和到达交叉口的时刻，以及各进口车道的排队车辆数和信号灯的相位状态，决策出下一时刻的信号状态；通信子系统（４）：实现车辆检测子系统与智能信号控制器子系统（３）之间通信；应急车辆检测与定位器子系统（２）与智能信号控制器子系统（３）之间的通信；智能信号控制器子系统（３）内部信号控制器与信号显示器之间的通信；以及相邻交叉口的应急车辆信号优先系统之间的通信；本方法包括下述步骤：步骤一、根据交叉口的形式以及交通状况，确定应急车辆检测与定位器子系统（２）中的定位器与交叉口之间的距离；步骤二、当应急车辆请求优先通过交叉口时，应急车辆检测与定位器子系统（２）首先检测到应急车辆的存在，将这些信息发送给智能信号控制器子系统（３），同时车辆检测器子系统（１）也将检测到的车辆信息发送给智能信号控制器子系统（３）；智能信号控制器子系统（３）根据收到的应急车辆信息以及不断接收到的来自不同进口方向各车道排队车辆信息，计算出应急车辆从检测位置到达交叉口的时间以及应急车辆进口方向上排队车辆的消散时间，进而计算出给其它进口方向的绿灯时间大小；步骤三、智能信号控制器子系统（３）根据当前交叉口的信号状态对应急车辆提供信号优先权，提前或延迟绿灯时间，保证应急车辆安全无延误的通过信号交叉口，同时减低其它车辆的延误时间；步骤四、应急车辆通过交叉口后，智能信号控制器子系统（３）根据各个进口方向的排队车辆数信息，对信号进行优化，保证交叉口状况在最短时间内恢复到正常水平；步骤五、交通信号控制转入正常信号状态。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安实，崔建勋，王泽，王健，胡晓伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93