基於預信號的主動式公交信號優先控制方法
2023-04-28 07:23:26 3
專利名稱：基於預信號的主動式公交信號優先控制方法
技術領域：
本發明涉及一種公交信號優先的控制方法，尤其涉及一種在多相位信號控制交叉口結合預信號技術實現公交優先通行的主動式公交信號優先控制方法。
背景技術：
主動式公交信號優先控制方法是根據設置在交叉口進口道上的車輛檢測器採集到的公交到達信息，合理採用綠燈延長、紅燈縮短、插入相位、跳躍相位、相位倒轉等控制策略調整原有信號配時參數實現交叉口公交優先，最大限度地提高交叉口公共運輸的通行能力和服務水平。進入21世紀後，北美、歐洲等發達國家越來越重視對交叉口公交信號優先控制方法的研究，並在此基礎上在一些城市中嘗試了實際運用，取得了很好的效果。另一方面，由於發達國家的城市交通網絡所具有的高密度、多支路的特點，國外的信號控制交叉口多採用兩相位信號控制方式，因此，國外學者對公交信號優先控制方法的研究也主要集中在綠燈延長和紅燈縮短兩種控制策略上。同時，隨著我國經濟的飛速發展，我國城市的交通需求呈現出爆發性增長的趨勢， 為提高公共運輸出行比例，緩解城市交通擁堵，我國學者開始了對交叉口公交信號優先控制方法的研究。然而，受國外已有研究成果的影響，我國的研究方向也集中在綠燈延長和紅燈縮短這兩種控制策略的模型算法、適用條件等方面，但由於我國主要交叉口多採用多相位信號控制，這兩種控制策略缺乏對通行方向為紅燈信號且下一個執行相位仍為紅燈信號的進口道上公交車輛的優先服務。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種多相位信號控制交叉口的基於預信號的主動式公交信號優先控制方法，在保證通過交叉口的社會車輛服務水平不顯著降低的同時，最大限度的提高通過交叉口公交車輛的服務水平。技術方案為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的步驟1 在信號控制系統為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉專用車道且與相鄰交叉口的間距超過200米的交叉口，安裝檢測器、布設裝有電腦程式的信號機及信號燈，並利用光纜和電線依次將檢測器與信號機連接起來，所述的檢測器採用視頻車輛檢測器，並且能夠自動識別公交車輛並記錄公交車輛通過檢測器時的瞬時車速， 車輛檢測器布設在交叉口進口道停車線上遊25米處，步驟2 在主信號停車線上遊40米處設置預信號停車線，且設定預信號與主信號之間的綠時差為6秒，步驟3 信號機在檢測器檢測到公交優先申請時判斷是否給予信號優先步驟3. 1 設置在車道上的檢測器檢測到有公交車輛通過時，觸發公交優先的申請，並將公交優先的申請反饋給信號機，
步驟3. 2 信號機停止接收檢測器公交優先的申請，步驟3. 3 若交叉口飽和度不大於0. 9，轉入步驟3. 4 ；否則，轉入步驟5，所述交叉口飽和度為通過設置在交叉口各進口道上的車輛檢測器得到的交叉口的當前交通量與交叉口設計通行能力的比值，步驟3. 4 若當前相位在優先公交通行方向為紅燈信號，轉入步驟3. 5 ；否則，轉入步驟5，所述當前相位為優先公交到達主停車線時刻所處相位，若g%t彡L1ZV,則當前相位為優先公交通過檢測器時所處相位；若g%t < L1ZV,則當前相位為優先公交通過檢測器時所處相位的下一執行相位，其中，g%t 優先公交通過檢測器時所處相位在優先公交通過檢測器時刻的剩餘時間^ 檢測器與主停車線之間的距離；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，步驟3. 5 計算優先公交到達主停車線時當前相位的剩餘時間，轉入步驟4，計算公式為若g%t 彡 L1ZV,則 = gVr^/v若g%t < L1ZV,則 g、= g° ^+Q0-L1A式中，Q0 當前相位持續時間，步驟4:若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，且當前相位的剩餘時間大於等於％/2，轉入步驟4. 1，執行綠燈延長控制；若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，且當前相位的剩餘時間小於％/2，轉入步驟 4. 2，執行公交相位插入控制；若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為紅燈信號，且當前相位的下一執行相位在優先公交通行方向也為紅燈信號，轉入步驟4. 2，執行公交相位插入控制；若當前相位的下一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，轉入步驟 4. 3，執行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長控制的方法如下Al)計算所需綠燈延長時間&，執行步驟A2)，計算公式為gl = (Q0irg^t)+L2/v式中，Q011 綠燈延長控制下當前相位的持續時間；優先公交到達主停車線時當前相位的剩餘時間；L2 主停車線至公交車輛駛入出口道時的公交車輛行駛軌跡的長度；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，A2)控制參數初始化，令壓縮信號周期編號為m且m= 1，綠燈延長控制下的總壓縮時間為g^1!且g。= 0，執行步驟A3)，A3)預測綠燈延長控制下後續第m周期內的各個非最後相位的富裕綠燈時間Fmli 且i = 1,2,…η-1，η彡8，其中η為周期相位數，及最後相位的富裕綠燈時間Fln，所述富裕綠燈時間是指相位持續時間扣除上一紅燈期間到達預信號停車線並停車等待車輛通過交叉口所需的綠燈時間，後續第m周期各相位富裕綠燈時間的預測值分別為檢測器檢測到的當前相位所處周期的上一周期各對應相位的富裕綠燈時間，執行步驟A4)，A4)分配綠燈延長控制下後續第m周期內的各個非最後相位的壓縮時間gmn及最後相位的壓縮時間gmln，執行步驟A5)，計算公式為
權利要求
1. 一種基於預信號的主動式公交信號優先控制方法，其特徵在於， 步驟1 在信號控制系統為三相位或三相位以上、具有一條或一條以上的右轉專用車道且與相鄰交叉口的間距超過200米的交叉口，安裝檢測器、布設裝有電腦程式的信號機及信號燈，並利用光纜和電線依次將檢測器與信號機連接起來，所述的檢測器採用視頻車輛檢測器，並且能夠自動識別公交車輛並記錄公交車輛通過檢測器時的瞬時車速，車輛檢測器布設在交叉口進口道停車線上遊25米處，步驟2 在主信號停車線上遊40米處設置預信號停車線，且設定預信號與主信號之間的綠時差為6秒，步驟3 信號機在檢測器檢測到公交優先申請時判斷是否給予信號優先 步驟3. 1 設置在車道上的檢測器檢測到有公交車輛通過時，觸發公交優先的申請，並將公交優先的申請反饋給信號機，步驟3. 2 信號機停止接收檢測器公交優先的申請，步驟3. 3 若交叉口飽和度不大於0. 9，轉入步驟3. 4 ；否則，轉入步驟5，所述交叉口飽和度為通過設置在交叉口各進口道上的車輛檢測器得到的交叉口的當前交通量與交叉口設計通行能力的比值，步驟3. 4 若當前相位在優先公交通行方向為紅燈信號，轉入步驟3. 5 ；否則，轉入步驟 5，所述當前相位為優先公交到達主停車線時刻所處相位，若g%t彡L/v，則當前相位為優先公交通過檢測器時所處相位；若g%t < L/v，則當前相位為優先公交通過檢測器時所處相位的下一執行相位，其中，g%t 優先公交通過檢測器時所處相位在優先公交通過檢測器時刻的剩餘時間^ 檢測器與主停車線之間的距離；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，步驟3. 5 計算優先公交到達主停車線時當前相位的剩餘時間，轉入步驟4，計算公式為若 g%t ^ 「/ν,貝Ij = gVt-L/v 若 g%t < L1ZV，貝IJ = g°^+Q0-L1A 式中，當前相位持續時間，步驟4:若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，且當前相位的剩餘時間大於等於％/2，轉入步驟4. 1，執行綠燈延長控制；若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，且當前相位的剩餘時間小於％/2，轉入步驟4. 2， 執行公交相位插入控制；若當前相位的上一執行相位在優先公交通行方向為紅燈信號，且當前相位的下一執行相位在優先公交通行方向也為紅燈信號，轉入步驟4. 2，執行公交相位插入控制；若當前相位的下一執行相位在優先公交通行方向為綠燈信號，轉入步驟4. 3，執行紅燈縮短控制，步驟4. 1 綠燈延長控制的方法如下Al)計算所需綠燈延長時間&，執行步驟A2)，計算公式為gi = (Q0Irg1At)+L2A式中，Q011 綠燈延長控制下當前相位的持續時間；優先公交到達主停車線時當前相位的剩餘時間； L2 主停車線至公交車輛駛入出口道時的公交車輛行駛軌跡的長度；ν 檢測器檢測到的公交車輛平均車速，A2)控制參數初始化，令壓縮信號周期編號為m且m= 1，綠燈延長控制下的總壓縮時間為g"1、且g"1、= 0，執行步驟A3)，A3)預測綠燈延長控制下後續第m周期內的各個非最後相位的富裕綠燈時間Fli且i =1,2,…η-1，η彡8，其中η為周期相位數，及最後相位的富裕綠燈時間Fln，所述富裕綠燈時間是指相位持續時間扣除上一紅燈期間到達預信號停車線並停車等待車輛通過交叉口所需的綠燈時間，後續第m周期各相位富裕綠燈時間的預測值分別為檢測器檢測到的當前相位所處周期的上一周期各對應相位的富裕綠燈時間，執行步驟A4)，A4)分配綠燈延長控制下後續第m周期內的各個非最後相位的壓縮時間gmn及最後相位的壓縮時間gmln，執行步驟A5)，計算公式為
全文摘要
本發明公開了一種基於預信號的主動式公交信號優先控制方法，旨在保證通過交叉口的社會車輛服務水平不顯著降低的同時，最大限度地提高通過交叉口公交車輛的服務水平。首先，在符合條件的交叉口安裝檢測器、布設裝有電腦程式的信號機及信號燈。其次，設置預信號停車線與主信號、預信號之間的綠時差。再次，在檢測器檢測到公交優先申請時根據交叉口運行狀態判斷是否給予信號優先。隨後，根據當前相位狀況判斷執行何種主動式公交優先控制策略。最後，根據綠燈延長、公交相位插入、紅燈縮短三種主動式公交信號優先控制策略的控制邏輯與算法實現對公交車輛的信號優先服務。
文檔編號G08G1/087GK102236970SQ20111016337
公開日2011年11月9日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者於晨, 任剛, 華璟怡 申請人:東南大學