左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法
2023-05-02 08:35:41 2
專利名稱：左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法
技術領域：
本發明涉及城市公共運輸系統領域，它適用於配有公交專用道的城市常規公共運輸體系，主要目標是通過在交叉口設置左開門式的雙向共用站臺以及在原有的控制方案中加入公交專用信號相位，顯著降低公交車在交叉口的延誤，同時實現公交車與其它社會車輛的協同控制。
背景技術：
城市公共運輸是城市綜合交通系統中的重要組成部分，是城市客運交通的主體， 常規公交系統又是城市公共運輸的最常見形式，它包括網絡、線路、節點三個層面。在線路層，為了充分保證公交車輛的通行效率，不少城市的公交系統都設有公交專用道以實現公交車與其它車輛的空間分隔，但目前的公交專用道大多設置在道路邊側，容易受到非機動車的幹擾，一些小客車駕駛員也可能存有僥倖心理，借用公交專用道來節省時間；在節點層，公交站臺的設計往往流於主觀、隨意，不能和其它道路設施——如交叉口、分隔帶、行人過街設施產生協同作用，在不少城市中，同一站點上不同方向的站臺相隔遙遠，無法共享用地，增加了乘客的搜尋時間和出行距離。城市交叉口是交通控制的關鍵區域，它和城市公交系統的運行效率緊密相關。隨著城市現代化的發展，交叉口交通控制技術也趨於豐富和完善，但是，交通控制技術的固有弱點，如增加額外延誤，也制約了城市公交系統運輸效率的發揮，為此，人們提出了一些交叉口公交優先控制措施，如綠燈延長、紅燈早斷、相位插入、預信號控制等，來減少公交車輛在交叉口的延誤，這些措施雖然對公交車輛起到了一定的作用，卻換來了社會車輛較大的時間損失，同時也增加了信號控制的複雜性。例如其中的相位插入措施要求一個相位內所有的社會車流都給公交車讓行，這顯然會增大交叉口的總體延誤水平。為了提升公交系統運行效率，減少公交車停靠、乘客上下車及橫穿機動車道對公交車輛全程運行時間及主線交通流的影響，同時也保障乘客使用公交服務的便利性、安全性和舒適性，在城市公共運輸主通道設置公交專用道、交叉口為信號控制且設有行人專用立體過街設施的前提下，本發明提出一套左開門式交叉口道路中央設站、公交專用信號相位以及公交車與社會車輛的協同控制方法。該技術對於完善城市交通環境，緩解交通阻塞， 改進市民出行狀況，減少出行時間，提高公交公司的經濟和社會效益都具有重要意義。
發明內容
現有的公交站臺設計未能和道路設施、交通信號以及乘客形成聯動效應，往往造成空間資源的浪費和車流的阻塞，給乘客出行帶來不便。現行的交叉口公交車優先通行措施不能明顯地減小公交車輛的延誤，而且與其它社會車輛的協同效果也不理想，往往會造成社會車輛較大的時間損失。針對城市公交客運系統的現狀以及存在的技術問題，本發明提供一種交叉口左開門式雙向共用站臺的設計、公交專用信號相位設置以及與社會車流的協同控制方法，該方法要以路內側公交專用道和行人立體過街設施為前提。
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交叉口左開門式雙向共用站點指的是，將公交站臺設於交叉口的道路中央分隔帶上，把原來兩個方向的站點歸併為一，以供乘客等候以及公交車停靠，站臺與行人立體過街設施相連通。公交專用信號相位指的是藉助公交監測設備和信號控制系統，在公交車通過交叉口時，臨時阻斷可能會對其構成幹擾的一個或幾個方向車流，形成公交車專用的通行信號相位，使得公交車在交叉口的滯留時間達到最少。公交車與社會車流的協同控制指的是利用衝突分析原理，在公交車駛過交叉口時，識別出可能對其構成幹擾的一個或幾個方向的社會車流，阻止它們的通行，但允許其它社會車流的正常通過，也就是把社會車輛的受限程度降至最低。具體步驟如下步驟1 在信號配時方案為三相位及三相位以上，路內側設有公交專用道、公交專用進口道，並且公交專用進口道兼有左轉、直行、右轉三種功能的交叉路口，設置公交站臺於中央分隔帶上，同時增加行人立體過街設施與之相連通，並在公交專用進口道上安裝公交專用信號燈。在交叉口布設具有無線通信功能的信號機，以實現與公交控制中心的信息交換。在距離交叉口停車線xm處的路側位置安裝公交監測設備，檢測設備與交叉口信號機之間用電纜相連。在公交車的車頭位置安裝車載標籤，標籤上記錄公交車車次信息。步驟2 若公交監測設備沒有檢測到公交車到達，則轉入步驟7 ；若檢測到公交車， 則從車載標籤中提取公交車車次信息，並將之傳輸給交叉口信號機，信號機再將它傳送給公交控制中心。步驟3 公交車運行時間的確定控制中心根據步驟2提取的公交車車次信息，從資料庫中獲得公交車沿途經過的站點，從而判斷公交車是否需要在交叉口停靠，進而確定公交車從檢測點到交叉口停車線的運行時間。若公交車不需要在交叉口停靠，則公交監控中心這樣預測公交車從檢測點到達交叉口停車線的時間Ts =Ts = xX3. 6/ub ；若公交車需要在交叉口停靠，則這樣計算Ts =Ts =xX3. 6/ub+Tstop+Trun+max{Tup, T。ff}。式中ub代表公交車行駛速度(單位km/h)，可根據天氣、路面、車況等條件取 25 35 ；Tst。p、Tran分別公交車制動停靠、啟動離站所需時間，可取2 3s ；max{Tup, T。ff}表示乘客上下車所需時間的最大值，可通過實測或經驗估計得到。步驟4 確定公交車通過交叉口時的信號相位步驟4. 1 計算公交車通過交叉口時的信號時刻tp，公式為tp = (ta+Ts) % C。式中ta指的是公交車通過檢測點(即公交檢測設備所在位置)時由交叉口信號機檢測到的信號時刻，Ts為步驟3中算得的公交車行駛時間，C是交叉口信號周期。步驟4.2 確定信號時刻tp所屬的信號相位，方法為找出某個k(k e N*)，使得
權利要求
1. 一種左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法，其特徵在於，包括步驟步驟1 在信號配時方案為三相位及三相位以上，路內側設有公交專用道、公交專用進口道，並且公交專用進口道兼有左轉、直行、右轉三種功能的交叉路口，設置公交站臺於中央分隔帶上，同時增加行人立體過街設施與之相連通，並在公交專用進口道上安裝公交專用信號燈；在交叉口布設具有無線通信功能的信號機，以實現與公交控制中心的信息交換； 在距離交叉口停車線Xm處的路側位置安裝公交監測設備，檢測設備與交叉口信號機之間通信；在公交車的車頭位置安裝車載標籤，標籤上記錄公交車車次信息；步驟2 若公交監測設備沒有檢測到公交車到達，則轉入步驟7 ；若檢測到公交車，則從車載標籤中提取公交車車次信息，並將之傳輸給交叉口信號機，信號機再將它傳送給公交控制中心；步驟3 公交車運行時間的確定控制中心根據步驟2提取的公交車車次信息，從資料庫中獲得公交車沿途經過的站點，從而判斷公交車是否需要在交叉口停靠，進而確定公交車從檢測點到交叉口停車線的運行時間；若公交車不需要在交叉口停靠，則公交監控中心這樣預測公交車從檢測點到達交叉口停車線的時間Ts =Ts = xX3. 6/ub ；若公交車需要在交叉口停靠，則這樣計算Ts =Ts = χ X 3. 6/ub+Tstop+Trun+max {Tup, T。ff}；式中ub代表公交車行駛速度，單位km/h ；Tst。p、T_分別公交車制動停靠、啟動離站所需時間，可取2 3s ；max{Tup, T。ff}表示乘客上下車所需時間的最大值，是通過實測或經驗估計得到；步驟4 確定公交車通過交叉口時的信號相位步驟4. 1 計算公交車通過交叉口時的信號時刻tp，公式為tp = (ta+Ts) % C。 式中ta指的是公交車通過檢測點即公交檢測設備所在位置時，由交叉口信號機檢測到的信號時刻，Ts為步驟3中算得的公交車行駛時間，C是交叉口信號周期。步驟4. 2:確定信號時刻％所屬的信號相位，方法為找出某個k(k e N*)，使得^JiJc ^ Σ ^,Ση] m^r^-t^Liu,，則相位k就是公交車通過交叉口時的信號相位，若 /=1 /=1 /=](jlO-tp<L/uh，則相位k和相位k+Ι或相位1就是公交車通過交叉口時的信號相位；/=I式中，Tk表示第k個相位的時長；L表示公交車在交叉口的行駛軌跡長度，控制中心根據步驟2提取的公交車車次信息，確定公交車行駛路線，進而確定公交車在交叉口的通行方向，從而獲得交車在交叉口的行駛軌跡長度；步驟5 公交專用相位及協同控制方案的設定，設信號是三相位信號配時 步驟4已經獲得公交車在交叉口的通行方向，確定了公交車通過交叉口時的信號相位，因此可以把兩者結合起來，設定公交專用信號及協同控制方案；若公交車需要在交叉口左轉，則轉入步驟5. 1 ；若公交車需要在交叉口直行，則轉入步驟5. 2 ；若公交車需要在交叉口右轉，則轉入步驟5. 3。步驟5. 1 若本方向左轉相位處於綠燈狀態，則不改變原有的信號控制；若本方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷對向直行車流；若另一方向左轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷所有左轉車流；若另一方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷左側進口方向的直行車流；步驟5. 2 若本方向左轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷所有左轉車流；若本方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則不改變原有的信號控制；若另一方向左轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷所有左轉車流；若另一方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷所有直行車流；步驟5. 3 若本方向左轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷所有左轉車流；若本方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷本方向直行車流；若另一方向左轉相位處於綠燈狀態，則不改變原有的信號控制；若另一方向直行、右轉相位處於綠燈狀態，則臨時阻斷左側進口方向的直行車流；步驟6 公交專用信號燈轉為綠色，準許公交車通行，公交車通過交叉口以後，臨時受阻的社會車流立即恢復通行；步驟7 維持交叉口原有信號控制方法。
2.根據權利要求1所述的左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法，其特徵是公交車行駛速度ub，根據天氣、路面、車況等條件取25 35。
3.根據權利要求1所述的左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法，其特徵是所述χ取值是150。
全文摘要
一種左開門式公交專用相位設置及社會車流的協同控制方法，包括步驟公交站臺以及行人過街立體設施的設置；公交車輛的檢測；公交車運行時間的確定；確定公交車通過交叉口時的信號相位；公交專用相位及協同控制方案的設定。本發明將兩個方向的公交站臺合併置於交叉路口的中央分隔帶上，既節省了用地，又使得公交站點更易於辨識，同時也為公交線網規劃和建設提供了新的思路在交叉口布設車站，以此為基礎連接成線網。本方法可以基本實現公交車在無站點的交叉口不停車通過，而在有站點的交叉口避免乘客過多的等待，從而縮短公交車全程在途時間、提高公交系統的整體運營效率；能夠起到和社會車流的協同作用，從而保證了整個交叉路口的通行效率。
文檔編號G08G1/07GK102542817SQ20111043101
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者楊敏, 楊震, 王煒 申請人:東南大學