一種信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法
2023-07-24 03:13:46
專利名稱：一種信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法
技術領域：
本發明涉及交通行車控制技術，尤其涉及一種信號控制與定位監控相結合的公交 車輛行車控制方法。
背景技術：
為解決城市日益增加的車輛、乘客、行人與有限的交通資源之間的矛盾，優先發展 公共運輸已成為解決城市交通問題的重要手段。而發展公共運輸，首先必須提高交通設施 的利用效率，提高交通的服務能力，因此，作為交通控制方式的信號控制與定位監控相結合 的公交車輛行車控制就成為主要的方式之一。現有的快速公交(BRT)具有良好的硬體基礎、良好的道路優先權條件，可以提供 快捷的運輸服務。在高峰期，客流很大，以北京市南中軸BRT線路為例，高峰期的發車間隔 已經縮短至50秒以下，由於路口信號控制、車輛行駛控制的不精確性，會導致出現「串車」、 「大間隔」的情況發生，因而不利於客流及時疏散。在平峰期，若BRT線路運營車輛數目較 少，發車間隔較大，會造成道路資源的明顯浪費。為了能夠高效利用BRT專用道資源，可以 通過開設支線、納入沿線常規公交車輛的方式有效提高道路使用率，並大大提高公交系統 的運輸效率，但在這種情況下會加重BRT線路內的「串車」、「大間隔」現象的發生，特別是在 有非專用道的車輛進入專用道行駛的情況下，會加劇該現象的發生，因此，進行BRT線路行 車控制對於保障行車暢通及車道的充分使用有著十分重要的意義。現有的BRT線路的行車控制方法，大多只是針對路口或整條線路進行車控制、優 化，而對於行車線路進行分區段調控與優化較少；並且，僅僅使用車輛全球定位系統(GPS) 定位，當BRT行駛在距路口或站臺較遠且有遮擋的區域時，車載位置信息難以準確獲得；此 外，沒有形成基於道路擁擠量化等級評定、區段擁擠預測、車輛位置融合推算等技術的系統 的行車控制方法，不利於有效抑制公交運營中「串車」、「大間隔」現象的發生。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種信號控制與定位監控相結合的公交車 輛行車控制方法，以解決高峰期BRT線路內「串車」、「大間隔」的問題、使平峰期內BRT線路 能夠獲得充分利用，提高線路內公交運營效率。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的—種信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，該方法包括A、根據站臺及路口能夠實現車輛識別的情況將線路劃分為多個區段；B、根據計劃車輛行駛速度、快速公交從進站到出站所需的時間及最小間隔調節參 數計算最小理想間隔；C、以區段為單位給出道路擁擠程度的分級指標，並根據所述最小理想間隔和區段 內實際車輛平均間隔確定所述區段的擁擠等級；D、對線路內車輛運行參數進行估計和車輛位置進行推算；
E、對各區段擁擠事件進行預測；F、對各區段擁擠事件進行檢測；G、對多區段理想調節能力進行計算；H、制定行車控制調節策略，對各段道路的車輛進行調節。其中，其特徵在於，所述的劃分為多個區段，具體為按照最小分割原則和最大行 駛區間原則進行劃分，按照最小分割原則劃分當存在連續可以實現車輛識別的車站或路 口的情況下，以相鄰的兩點之間作為一個區段；按照最大行駛區間原則劃分當有連續車 站、路口沒車輛識別能力時，將該路段中合適位置的路口或者車站作為切分點，每區段的距 離控制在500 800米之間。所述的車輛理想最小間隔計算公式為Dismin = VplanX ( Δ Tstation delay+ α )其中 -為計劃車輛行駛速度；α為車輛理想最小間隔調節參數，單位為秒；
A Tstation—delay 為車輛從進站到出站所用的時間。所述的擁擠程度的分級指標是指依據區段最小理想車輛間隔Dismin與區段內實際 車輛平均間隔Disavg確定的該區段的擁擠等級，具體分為5級當Disavg 7Dismin 時，為暢通。所述的對線路內車輛位置的推算是指依據車輛最後由車輛全球定位系統GPS定 位或者車站、路口車輛部分別得到的位置信息及車輛所處的運行狀態對當前車輛位置進行 推算，其推算公式如下
權利要求
1.一種信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特徵在於，該方法包括A、根據站臺及路口能夠實現車輛識別的情況將線路劃分為多個區段；B、根據計劃車輛行駛速度、快速公交從進站到出站所需的時間及最小間隔調節參數計 算最小理想間隔；C、以區段為單位給出道路擁擠程度的分級指標，並根據所述最小理想間隔和區段內實 際車輛平均間隔確定所述區段的擁擠等級；D、對線路內車輛運行參數進行估計和車輛位置進行推算；E、對各區段擁擠事件進行預測；F、對各區段擁擠事件進行檢測；G、對多區段理想調節能力進行計算；H、制定行車控制調節策略，對各段道路的車輛進行調節。
2.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其 特徵在於，所述的劃分為多個區段，具體為按照最小分割原則和最大行駛區間原則進行劃 分，按照最小分割原則劃分當存在連續可以實現車輛識別的車站或路口的情況下，以相鄰 的兩點之間作為一個區段；按照最大行駛區間原則劃分當有連續車站、路口沒車輛識別 能力時，將該路段中合適位置的路口或者車站作為切分點，每區段的距離控制在500 800 米之間。
3.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的車輛理想最小間隔計算公式為Dismin 一 VplanX ( Δ Tstation_delay+ ct)其中Vplan為計劃車輛行駛速度；α為車輛理想最小間隔調節參數，單位為秒； A Tstation—delay 為車輛從進站到出站所用的時間。
4.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的擁擠程度的分級指標是指依據區段最小理想車輛間隔Dismin與區段內實際 車輛平均間隔Disavg確定的該區段的擁擠等級，具體分為5級當Disavg 7Dismin 時，為暢通。
5.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的對線路內車輛位置的推算是指依據車輛最後由車輛全球定位系統GPS定位 或者車站、路口車輛部分別得到的位置信息及車輛所處的運行狀態對當前車輛位置進行推 算，其推算公式如下
6.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的各區段擁擠事件預測是指對線路內當前所有車輛位置進行推算、以30秒為 推算間隔，對30秒後線路內車輛位置進行預測、依據預測位置進行擁擠事件判斷。
7.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的各區段擁擠事件檢測是指對區段內車輛數量的檢測、對車輛進入區段數量 增量的檢測、對車輛距離間隔的檢測。
8.根據權利要求1所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述的行車控制策略遵循以下規則調節車輛數目最少原則，依據當前線路內擁擠情況，以擁擠區段內部及相鄰區段為調 節對象，若在此範圍內可以有效調節，並達到避免擁擠現象的出現，便不對該範圍以外的車 輛進行調節；調節有效性原則，只考慮絕對指標，距離終點距離小於2站的車輛不進行調節；嚴重擁擠下編組處理原則，擁擠情況下採用2車編隊方式；明確編隊駕駛要求以保證 編隊效果；車輛在進入路口之前將車輛間隔控制在安全距離之內；站臺有2個停車位時，同 一編隊車輛同時進站同時出站，若沒有，合理控制車輛間隔，使車輛能夠連續進站、出站；極端擁擠下調節發車原則，增加支線區間車、依據客流量插入支線發車延遲、依據客流 量增大發車間隔；以及控制信號輔助原則，在高峰期，對下一車輛或編隊到達本路口的時間進行預測。
9.根據權利要求8所述的信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，其特 徵在於，所述控制信號輔助原則，進一步包括如下處置策略擴展信號優先放行決策車輛到達路口時處於綠燈相位的末尾，若當前車輛或編隊與 上次通過該路口的車輛或編隊時間差大於理想最小時間間隔，說明該車輛或編隊通過路口 後，仍能滿足理想最小間隔的要求，對該車輛或編隊提供綠燈擴展優先信號，保證車輛或編 隊通過該路口；無擴展信號優先阻止通過決策若車輛到達路口，基本條件與信號優先方形決策相同， 只是當前車輛與最後通過該路口車輛或編隊的時間差小於理想最小時間間隔，且下一次到 達該路口的車輛或編隊距離當前時間差大於路口信號周期，即當前車輛不會與下一次到達 車輛或編隊混行，則可以採取阻止措施，不對其分配信號；不施行調用信號優先決策若車輛到達路口，此時正處於綠燈相位起始時刻，到達時間 與起始時刻的時間差為-τ 2，且下次到達該路口的車輛或編隊與當前時刻差大於綠燈相位 時間，即不會出現當前車輛與下次到達車輛混行的情況，若上次車輛通過該路口的時間與 當前時刻相差小於理想最小時間間隔，不進行調用優先分配；以及施行調用信號優先決策若車輛到達路口，上次車輛通過該路口的時間與當前時刻相 差大於理想最小時間間隔，其他條件不變，可以給與調用優先信號。
全文摘要
本發明公開了一種信號控制與定位監控相結合的公交車輛行車控制方法，針對快速公交線路，該方法綜合使用車輛GPS定位、路口車輛識別、站臺車輛識別信息，在行車路線區段劃分的基礎上，實現車輛運動信息的推算。給出了一種理想最小間隔計算方法，並利用理想最小間隔給出了暢通、飽和暢通、擁擠、嚴重擁擠、極端擁擠的道路使用情況等級量化劃分標準。在預測或出現道路擁擠情況下，給出了信號控制與車輛定監控相結合的行車控制方法，可以達到合理調節車輛間距，有效降低「串車」、不合理的大間隔情況發生。本方法簡單且易於實現，能夠解決快速公交線路內車輛間隔不合理的問題，從而達到提高公交線路運輸服務水平的目的。
文檔編號G08G1/08GK102063791SQ201010593889
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月17日 優先權日2010年12月17日
發明者佟強, 劉濤, 吳家慶, 周顯明, 張華 , 張海, 李玉潔, 林正, 羅大明, 董高成 申請人:北京公共運輸控股(集團)有限公司, 北京北航天華時代科技有限公司, 北京航空航天大學