一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法
【专利摘要】本发明公开了一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，具体为：首先，装载公交车载信息仪获取公交车到离站时间和路段行驶时间等实时信息，同时实地调查获取公交系统运营数据、公交线路基础信息和交叉口控制方案等数据；其次，控制中心根据车载信息仪反馈的公交到站时间，预测公交抵到交叉口时所处的信号周期位置；最后，根据公交车到达时刻所处的信号周期位置，生成公交车速度诱导控制策略反馈给车载仪，诱导公交车不停车通过信号交叉口。本方法实现了公交车在绿灯相位内抵达并通过交叉口，确保了公交车辆能不停车通过信号交叉口，提升公交运营效率，且易于操作，实用性强。可在工程实践中大面积应用推广。
【专利说明】一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及城市公共交通运输管理与控制领域，具体涉及一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法。
【背景技术】
[0002]大力发展城市公共交通，改善公共交通服务状况，提升居民公交出行分担率，构建公共交通为主导的城市交通发展体系，对缓解城市交通拥堵、改善人居环境、保障城市快速可持续发展具有重要意义。现阶段，由于城市规模的快速发展和居民出行距离的不断增加，交通运行压力繁重情况下，城市常规公交系统准点率低下、行驶舒适性不足、运行时间不稳定，无法满足增强公交出行竞争力、大力发展公共交通的政策需求。而这其中很大一部分由于交叉口延误所导致的。
[0003]常规公共交通系统之所以容易发生运营紊乱，主要是因为频繁受交叉口信号灯的影响，大量的交叉口延误大大影响了常规公交的营运效率。本专利通过预测公交站点停靠时间、路段行驶时间和诱导公交车辆路段行驶速度，实现公交车不停车通过信号交叉口，保障公共交通高速度、高舒适性、高稳定性的运行。
[0004]而现有的公交车控制技术关注点较为片面，算法复杂，实用性差，且对社会车辆干扰很大，不利于推广。而本文所提出的基于行程时间预测的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法结合了公交车自身运营特征和交叉口配时方案特征，算法简单，且大大减小了对社会车辆的干扰，具有很强的工程应用推广价值。
【发明内容】
[0005]针对现有技术常规公共交通交叉口延误严重，本发明的目的是提供一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，减少常规公交在交叉口的延误。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]本发明交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，包括如下步骤:
[0008](A)通过实地调查获取公交系统运营数据、公交线路基础信息和交叉口信号控制方案；其中，所述公交系统运营数据包括公交站点各线路历史客流量、公交站点各线路客流量时间分布；所述公交线路基础信息包括公交车路段历史行驶时间；所述交叉口信号控制方案包括交叉口绿灯信号起始时刻，交叉口信号配时方案；装载公交车载信息仪，并通过其采集当天公交路段行驶时间、公交车到站时刻和离站时刻，并利用无线通讯系统与公交控制中心实时联通；
[0009](B)根据步骤(A)中采集的公交站点各线路历史客流量、公交站点各线路客流量时间分布，确定各线路各时段平均客流量；
[0010](C)根据公交控制中心利用步骤(B)中确定的各线路各时段平均客流量和步骤(A)中采集的公交车载信息仪发回的公交车抵达公交站的时刻数据，预测公交车辆离开站点的时刻；[0011](D)公交控制中心根据步骤(A)中采集公交车路段历史行驶时间，以及当天当前班次之前的公交车路段行驶时间，推测当前班次公交车路段行驶时间最优预测值；
[0012](E)公交控制中心根据步骤(C)和⑶中分别得到的公交车辆离开站点的时刻和当前班次公交车路段行驶时间最优预测值，预测公交车抵达交叉口的时刻；
[0013](F)公交控制中心根据步骤(E)中所预测的公交车抵达交叉口的时刻和步骤(A)中采集的交叉口信号控制方案，诱导公交车辆运行速度，并将诱导车速发至车载信息仪，实现公交车辆在信号灯绿灯期间通过各交叉口。
[0014]进一步地，所述步骤(A)中，所述公交系统运营数据还包括站点乘客平均上车时间Q ;所述公交线路基础包括线路运营时刻表、公交线路走向、公交站点位置和名称，站点与交叉口间的路段长度。
[0015]进一步地，所述步骤(B)中，公交控制中心以m分钟为一个时间段，m取任意值，查
看当日的前η天同一时段客流量:(Plbt，P2bt，......，Pnbt)，n e [0，365],其中Pnbt表示预测
日前η天公交线路b在t时段的公交客流量，求得前η天同一时间段的平均客流量，并将所述的平均客流量作为当天同一时间段的预测客流量:
[0016]Pbt = (Plbt+P2bt+......+Pnbt) Xn1;
[0017]其中，Pbt为公交线路b在t时间段对应的预测客流量。
[0018]进一步地，所述步骤(C)中，公交控制中心根据公交车载信息仪发回的公交车抵达公交站的时刻Ta(k)，预测的公交车离开公交站点的时刻TB(k)为:
[0019]Tb (k) = Ta (k) +JiT1Pbt [TA (k) -Ta (k_l) ] Q
[0020]其中，Tb (k)为当天预测第k班次公交车离开站点时刻，Ta(k)为第k班次公交车到达站点时刻，Q为站点乘客平均上车时间。
[0021]进一步地，所述步骤(D)包括如下步骤:
[0022](Dl)当k = I时，需要设立初始时间，令TiGO = Ti(I),其值为:
[0023]Ti(I) = (Yh (I) +Yi_2 (I) +Yi_3 (I) +Yi^4(I)) X 4-1
[0024]其中，Ti(I)表示预测当天第I班次公交车行驶时间的最优预测值。Yi^1(I)表示预
测当天前I天第I班次公交车行驶时间的观察值，......，Yp4(I)表示预测当天前4天第I
班次公交车行驶时间的观察值。
[0025](D2)当2≤k〈4时，当天第k班次的路段行驶时间最优预测值为:
【权利要求】
1.一种交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于，包括如下步骤: (A)通过实地调查获取公交系统运营数据、公交线路基础信息和交叉口信号控制方案；其中，所述公交系统运营数据包括公交站点各线路历史客流量、公交站点各线路客流量时间分布；所述公交线路基础信息包括公交车路段历史行驶时间；所述交叉口信号控制方案包括交叉口绿灯信号起始时刻，交叉口信号配时方案；装载公交车载信息仪，并通过其采集当天公交路段行驶时间、公交车到站时刻和离站时刻，并利用无线通讯系统与公交控制中心实时联通； (B)根据步骤(A)中采集的公交站点各线路历史客流量、公交站点各线路客流量时间分布，确定各线路各时段平均客流量； (C)根据公交控制中心利用步骤(B)中确定的各线路各时段平均客流量和步骤(A)中采集的公交车载信息仪发回的公交车抵达公交站的时刻数据，预测公交车辆离开站点的时刻； (D)公交控制中心根据步骤(A)中采集公交车路段历史行驶时间，以及当天当前班次之前的公交车路段行驶时间，推测当前班次公交车路段行驶时间最优预测值； (E)公交控制中心根据步骤(C)和⑶中分别得到的公交车辆离开站点的时刻和当前班次公交车路段行驶时间最优预测值，预测公交车抵达交叉口的时刻； (F)公交控制中心根据步骤(E)中所预测的公交车抵达交叉口的时刻和步骤(A)中采集的交叉口信号控制方 案，诱导公交车辆运行速度，并将诱导车速发至车载信息仪，实现公交车辆在信号灯绿灯期间通过各交叉口。
2.根据权利要求1所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(A)中，所述公交系统运营数据还包括站点乘客平均上车时间Q ;所述公交线路基础包括线路运营时刻表、公交线路走向、公交站点位置和名称，站点与交叉口间的路段长度。
3.根据权利要求1或2所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(B)中，公交控制中心以m分钟为一个时间段，m取任意值，查看当日的前η天同一时段客流量:(Plbt，P2bt，......，Pnbt)，n e [O, 365]，其中Pnbt表示预测日前η天公交线路b在t时段的公交客流量，求得前η天同一时间段的平均客流量，并将所述的平均客流量作为当天同一时间段的预测客流量:
Pbt = (Plbt+P2bt+......+Pnbt) Xn1; 其中，Pbt为公交线路b在t时间段对应的预测客流量。
4.根据权利要求3所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(C)中，公交控制中心根据公交车载信息仪发回的公交车抵达公交站的时刻Ta(k)，预测的公交车离开公交站点的时刻Tb(k)为:
Tb (k) = Ta (k) +HT1Pbt [TA (k) -Ta (k-1) ] Q 其中，Tb(k)为当天预测第k班次公交车离开站点时刻，Ta(k)为第k班次公交车到达站点时刻，Q为站点乘客平均上车时间。
5.根据权利要求4所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(D)包括如下步骤: (Dl)当k = I时，需要设立初始时间，令TiGO = Ti(I)，其值为:Ti(I) = (Yi^1 (I) +Yi^2 (I) +Yi^3 (I) +Y1-4 (I)) X 4_1 其中，Ti(I)表示预测当天第I班次公交车行驶时间的最优预测值。Yp1(I)表示预测当天前I天第I班次公交车行驶时间的观察值，......，Yy(I)表示预测当天前4天第I班次公交车行驶时间的观察值。 (D2)当2≤k〈4时，当天第k班次的路段行驶时间最优预测值为:
6.根据权利要求5所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(E)中，公交控制中心结合公交车载信息仪返回的数据，预测得到公交车辆到达交叉口的时刻为:Tc (k) = τΒ (k)+TiGO 其中,TeQO表示当天预测第k班次公交车辆到达交叉口的时刻，TB (k)为当天预测第k班次公交车离开站点时刻，TiGO表示当天第k班次公交车路段行驶时间的最优预测值。
7.根据权利要求6所述的交叉口处公交车辆不停车通过的公交诱导方法，其特征在于:所述步骤(F)包括如下步骤: (Fl)公交控制中心根据步骤㈧中调查所得的交叉口绿灯信号起始时刻、交叉口信号配时方案和步骤(E)中得到预测第k班次公交车辆到达交叉口的时刻TJk)，判断TJk)位于信号周期的具体时段，并根据Te(k)所处的位置，实时选取控制策略，确保TJk)处于所述信号周期的任何时段时，公交车辆均在本次信号周期内不停车通过交叉口 ；具体地，所述信号周期分为3个时段: 第一时段为绿灯时段小一七2 ； 第二时段为红灯与黄灯相位之和的前半段:t2—t4 ； 第三时段为红灯与黄灯相位之和的后半段:t4—t5 ；其中，表示绿灯起始时刻，t2表示绿灯结束、黄灯起始时刻，t3表示黄灯结束、红灯起始时刻，t5表示红灯结束时刻，t4表示黄灯与红灯两相位中点时刻，即t4 = (t2+t5) X2—1 ；(F2)当Tc(k)位于&和12之间时，即预测的公交车辆到达交叉口的时刻在绿灯时段的情况下，则车辆正常通 过交叉口，公交控制中心只需通过公交车载信息仪向驾驶员提供正常行驶的车速诱导信息，诱导速度V (k)为:
【文档编号】G08G1/09GK103996300SQ201410206567
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】杨敏, 王宝杰, 王炜, 蒲翔 申请人:东南大学, 南京全司达交通科技有限公司