一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法
【专利摘要】本发明公开了一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，在距离交叉口停车线前L处结合RFID设备完成公交车的识别，根据其他数据准确计算公交到达下游交叉口的时间，当公交车到达交叉口时，公交车通行方向信号由红灯转换为绿灯，以满足公交车在交叉口的优先通行，当公交车通行方向与其他方向有冲突，根据各个方向的优先判断权，根据避免冲突的方法确定各个方向的优先通行权，并且车载zigbee无线设备将速度等信息传输给被检测到其它公交车辆。本发明通过对信号灯控制，在交叉口给予公交车优先通行权，减少公交车交叉口通行时的延误或停车行为，使其保持设定的车间间隔运行，提高了公交的运行效率的同时，进一步增强公交的吸引力。
【专利说明】—路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法
【技术领域】
[0001]本发明是一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展，汽车保有量不断增加，城市交通拥堵现象日益严重，公交优先是促进公共交通发展和缓解交通压力的有效措施，公交优先控制技术开始被提出并运用，如一路一线式公交路网的规划和公交专用道的使用等，但其效果等还有待提高。虽然本公交车辆在公交专用道上行驶，但是不能使公交车到达交叉口时立即为绿灯相位通过交叉口，所以本专利采用感性式信号控制在公交车通过交叉口时给与其专用相位，来减少公交车车辆在交叉口延误的时间实现公交信号优先。
[0003]平面交叉口是不同方向车辆产生冲突的集中区域，在采用感性式信号控制也会存在不同方向的冲突。随着车路协同技术的发展，公交车辆可以通过车与车之间的信息交互而获得全信息的驾驶环境，通过在车辆的控制系统中嵌入避免冲突的控制算法就能达到自动避免冲突的目的，使公交车不停车通过交叉口。
[0004]检索现有专利，己有的专利申请主要提出一个避免无信号交叉口车辆冲突的系统。中国专利申请号201210214879.0，专利名称《无信号交叉口车车协同避撞系统》中，车辆的中央处理器将采集到的自车运行状态和驾驶意图信息通过无线通信模块进行广播式发送，并且接收其他车辆的运行状态和驾驶意图信息，判断是否存在潜在碰撞；如果存在潜在碰撞，与中央处理器连接的所述制动控制模块会进行制动避免碰撞，与中央处理器连接的所述人机交互界面会显示预警信息，但是此系统没有应用到公交车通过信号交叉口过程中。
[0005]检索现有论文，己有的论文提供了一些消解交叉口冲突的算法。胡住在《湖南大学学报(自然科学版)(增刊)))》2004，31 (6)上的〃交叉口车辆避免碰撞方式有效性分析〃通过比较冲突车辆的车头进入冲突区和车尾离开冲突区域的时间大小关系，通过比较汽车制动或减速以及加速所需的加速度与能达到的最大加速度，来判断各种避免碰撞方式的有效性，从而建立避免碰撞方式选择准则；但所采用的方法不仅需要采集自车与他车的加速度状态信息，进行冲突判断和避免所需要的数据信息过多。
[0006]本发明通过对交叉口信号灯的控制，在交叉口给予公交车方向优先通行权，并且避免在交叉口不同方向公交车冲突的发生，也减少了公交车交叉口通行时的延误或停车行为，其保持计算的最佳车间间隔运行，提高了公交的运行效率的同时，可靠性高的避免冲突方法对于改善行车安全性及提高交叉口通行效率具有重要的现实意义，可以进一步增强公交的吸引力，使居民或乘客能方便地选用公交的优先出行方式，进一步解决城市拥堵问题。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是:一种在交叉口采用感性式控制给予公交车通行的专用相位，与机动车相比有优先通行权，并且提出了一种消解交叉口公交车冲突的方法，用于改善无信号交叉口的安全性，同时提高公交车通过交叉口的效率。
[0008]1、一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:所述系统适用于一条道路仅布设一条公交线路，公交车辆沿着直行行驶并设置公交专用道的路段，按照道路方向和公交车行驶方向，将与公交站台相邻的两个交叉口称为上游交叉口和下游交叉口；
[0009]由道路、交叉口和公交车基本信息采集、公交车检测和信息处理、信号灯的转换、公交车辆冲突识别、公交车辆冲突类型识别、公交车辆优先判断权的确定、公交车辆优先通过权的确定、执行避免冲突的策略几个步骤循环组成。
[0010]2、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0011](I)所述系统设置的路段，必须为公交专用道，当整条路段上不能提供公交专用道时，在公交站台处和至下游交叉口之间的路段设置为公交专用道或把分隔机非车道的物理设施相应拓宽为公交专用道也可以满足要求，以最大的空间资源来实现交叉口公交优先策略；
[0012](2)每辆公交车预先安装zigbee信号发射接收装置、GPS定位系统、RFID发射接收识别装置，瞬时速度由自身的GPS定位系统测得；
[0013](3)在交叉口分别提前确认不同类型冲突点的位置，并且分别测量交叉口停车线到冲突点的距离，交叉口每个方向分别设有机动车和公交车信号控制灯。
[0014]3、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0015]公交车运行到距下游交叉口进口道停车线L处时，RFID检测器检测到该公交到达时，通知下游交叉口信号灯准备信号调整，通过公式计算通过距离L行驶的时间I；；
[0016]由交叉口信号灯单片机信息处理系统计算公交车到达下游交叉口进口道停车线的时间，其中= L/V ;
[0017]V—该路段公交车正常行驶时的平均行驶速度；
[0018]L—检测器与下游交叉口公交车通行方向进口道停车线间距离。
[0019]4、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0020]在交叉口各个进口道停车线处装有RFID设备，用来检测到公交车的到达，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口设备，并且核对公交车的信息，若信息核对正确，则转换信号灯的相位；
[0021]若机动车通行方向信号灯相位在检测到公交车的时刻起经过?；-3秒后为绿灯相位时，则机动车通行方向信号灯经?；-3秒后变为黄灯进行3秒闪烁倒计时，若进口道机动车通行信号灯相位经过?；-3秒后为黄灯相位时，则执行完黄灯信号变为红灯，若为红灯则继续保持红灯；
[0022]公交车通行方向的信号灯在I；秒后红灯变为绿灯，使公交车不停车通过交叉口，公交车在交叉口行驶的过程中，交叉口的公交通行方向的信号灯一直保持为绿灯。
[0023]5、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0024]公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于距离L区间内行驶时，若其它方向没有检测到公交车的到达，则不存在交通冲突，即无冲突危险状态；
[0025]若其它方向检测到公交车的到达时，所述冲突识别是以当前时刻车辆的状态信息为数据基础，利用车辆保持该运动行驶状态，进而判断在未来的一段时间内不同方向的车辆间是否存在父通冲关。
[0026]6、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0027]所述冲突类型是根据在公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于距离L区间内行驶时间内检测其它方向有到公交车的到达，根据车辆特征把信号交叉口的固定冲突点区分为不同的类别，将不同方向存在交通冲突的车辆确定具体的冲突类型和个数。
[0028](I)公交车通行方向与其它三个方向无冲突，即下游交叉口在检测时间内其它方向无公交车要通过交叉口 ；
[0029](2)公交车直行方向A与交叉口另一方向直行方向D存在冲突；
[0030](3)公交车的直行方向A与交叉口另一方向直行方向D和C存在冲突。
[0031]7、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0032]所述不同方向冲突车辆的优先判断权，是根据某一方向公交车间的时间间隔与设定的车间间隔相差大于30s，或机动车方向的信号交叉口在转换相位时绿灯相位时间执行了大于20%，则此方向的公交车具有优先判断权，便切换到该方向公交车通行绿灯相位，若上述二个条件都不满足或冲突方向分别满足其中一个条件，则服从先到先判断规则，即先检测到的公交车获得优先判断权，对冲突车辆进行优先判断权的确定，建立感性式信号交叉口公交车辆通行规则，可以根据通行规则确定车辆的优先通行权。
[0033]8、如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:
[0034]当存在冲突车辆时，检测交叉口相互冲突的车辆是否能够安全地依次通过冲突点，也即是，以有优先判断权的车辆为基准，公交车速度不超过公交车通过交叉口上限速度，则取该运行速度，反之则取上限速度。根据该车到冲突点之前相距距离和冲突的车辆在冲突点之后的距离，应用公式求解出与基准车辆冲突车辆需调整的速度；
[0035]若速度还不符合，则选择最大的上限速度作为该方向的调整速度。求解出的各车速度会通过车辆本身自带的zigbee把行驶速度或是变化速度的信息传输给进入交叉口其它方向的被检测到的车辆，则其它方向根据相应的提示信息进行调整驾驶速度，则公交车根据此速度进行调整，即执行了避免冲突的策略。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1避免感应式交叉口公交车辆冲突的方法流程。
[0037]图2公交车直行方向与交叉口另一方向直行方向D存在冲突。
[0038]图3公交车直行方向与交叉口另一方向二个直行方向D和C存在冲突。
[0039]图4为基于Zigbee的XBeePro模块的内部数据控制流程图。
【具体实施方式】
[0040]下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0041](I)附图1为交叉口避免冲突公交车通行流程，道路、交叉口和公交车基本信息采集、公交车检测和信息处理、信号灯的转换、公交车辆冲突识别、公交车辆冲突类型识别、公交车辆优先判断权的确定、公交车辆优先通过权的确定、执行避免冲突的策略几个步骤组成循环；
[0042](2)基于一路一线式公交路网，可以减少左转带来的冲突点，一路一线式公交是公交线路设置以道路为基准，一条道路原则上仅布设一条公交线路，公交车辆沿着直行行驶，在通过交叉口时不需要转弯，直行通过交叉口可以提高效率；
[0043](3)所述系统设置的路段，必须为公交专用道，当整条路段上不能提供公交专用道时，按照道路方向和公交车行驶方向，将与公交站台相邻的两个交叉口称为上游交叉口和下游交叉口，在公交站台处和至下游交叉口之间的路段设置为公交专用道或把分隔机非车道的物理设施相应拓宽为公交专用道也可以满足要求，以最大的空间资源来实现交叉口公交优先策略；
[0044](4)每辆公交车预先安装zigbee信号发射接收装置、GPS定位系统、RFID发射接收识别装置，瞬时速度由自身的GPS定位系统测得；
[0045](5)在交叉口分别提前确认不同类型冲突点的位置，并且分别测量交叉口停车线到冲突点的距离，交叉口每个方向分别设有机动车和公交车信号控制灯；
[0046](6)公交车运行到距下游交叉口进口道停车线L处时，RFID检测器检测到该公交到达时，通知下游交叉口信号灯准备信号调整，通过公式计算通过距离L行驶的时间I；；
[0047](7)由交叉口信号灯单片机信息处理系统计算公交车到达下游交叉口进口道停车线的时间，其中Tr = L/V ；
[0048]V—该路段公交车正常行驶时的平均行驶速度；
[0049]L—检测器与下游交叉口公交车通行方向进口道停车线间距离；
[0050](8)在交叉口各个进口道停车线处装有RFID设备，用来检测到公交车的到达，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口设备，并且核对公交车的信息，若信息核对正确，则转换信号灯的相位；
[0051](9)若机动车通行方向信号灯相位在检测到公交车的时刻起经过?；-3秒后为绿灯相位时，则机动车通行方向信号灯经?；-3秒后变为黄灯进行3秒闪烁倒计时，若进口道机动车通行信号灯相位经过?；-3秒后为黄灯相位时，则执行完黄灯信号变为红灯，若为红灯则继续保持红灯；
[0052](10)公交车通行方向的信号灯在I；秒后红灯变为绿灯，使公交车不停车通过交叉口，公交车在交叉口行驶的过程中，交叉口的公交通行方向的信号灯一直保持为绿灯；
[0053](11)公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于距离L区间内行驶时，若其它方向没有检测到公交车的到达，则不存在交通冲突，即无冲突危险状态；
[0054](12)若其它方向检测到公交车的到达时，所述冲突识别是以当前时刻车辆的状态信息为数据基础，利用车辆保持该运动行驶状态，进而判断在未来的一段时间内不同方向的车辆间是否存在交通冲突；
[0055](13)所述冲突类型是根据在公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或是公交车在小于L区间内行驶时间内检测其它方向有到公交车的到达，根据车辆特征把信号交叉口的固定冲突点区分为不同的类别，将不同方向存在交通冲突的车辆确定具体的冲突类型和个数；
[0056](I)公交车通行方向与其它三个方向无冲突，即下游交叉口在检测时间内其它方向无公交车要通过交叉口；
[0057](2)图2为公交车直行方向A与交叉口另一方向直行方向D存在冲突；
[0058](3)图3为公交车的直行方向A与交叉口另一方向直行方向D和C存在冲突；
[0059](14)所述不同方向冲突车辆的优先判断权，是根据某一方向公交车间的时间间隔与设定的车间间隔相差大于30s，或机动车方向的信号交叉口在转换相位时绿灯相位执行了大于20 %，则此方向的公交车具有优先判断权，便转换到该方向公交车通行绿灯相位，若上述二个条件都不满足或冲突方向分别满足其中一个条件，则服从先到先判断规则，即先检测到的公交车获得优先判断权，对冲突车辆进行优先判断权的确定，建立感性式信号交叉口公交车辆通行规则，可以根据通行规则确定车辆的优先通行权；
[0060](15)当存在冲突车辆时，检测交叉口相互冲突的车辆是否能够安全地依次通过冲突点，也即是，以有优先判断权的车辆为基准，公交车速度不超过公交车通过交叉口上限速度，则取该运行速度，反之则取上限速度；
[0061](16)根据该车到冲突点之前相距距离和冲突的车辆在冲突点之后的距离，应用公式求解出与基准车辆冲突车辆需调整的速度，若速度还不符合，则选择最大的上限速度作为该方向的调整速度；
[0062](17)求解出的各车速度会通过车辆本身自带的zigbee模块把行驶速度或是变化速度的信息传输给进入交叉口其它方向的被检测到的车辆，则其它方向根据相应的提示信息进行调整驾驶速度，则公交车根据此速度进行调整，即执行了避免冲突的策略；
[0063](18)在交叉口各个出口道线附近装有RFID设备，用来检测到公交车的到达，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口附近设备，若检测到的信息与进口道的信息一致，则公交通行方向的信号灯立即变为黄灯进行3秒闪烁倒计时，若没有检测到下一辆公交车辆，则信号相位恢复交叉口的最新计算运行相位；
[0064](19)如此循环反复以便达到消解交通冲突的目的。
[0065](20)本实施例用公交车的直行方向A与另一方向二个直行方向D和C存在冲突来展示本方法的工作流程。
[0066](21)基于一路一线式公交路网，可以减少左转带来的冲突点，一路一线式公交是公交线路设置以道路为基准，一条道路原则上仅布设一条公交线路，公交车辆沿着直行行驶，在通过交叉口时不需要转弯，直行通过交叉口可以提高效率；
[0067](22)所述系统设置的路段，必须为公交专用道，当整条路段上不能提供公交专用道时，按照道路方向和公交车行驶方向，将与公交站台相邻的两个交叉口称为上游交叉口和下游交叉口，在公交站台处和至下游交叉口之间的路段设置为公交专用道或把分隔机非车道的物理设施相应拓宽为公交专用道也可以满足要求，以最大的空间资源来实现交叉口公交优先策略；
[0068](23)每辆公交车预先安装zigbee信号发射接收装置、GPS定位系统、RFID发射接收识别装置，瞬时速度由自身的GPS定位系统测得；
[0069](24)在交叉口分别提前确认不同类型冲突点的位置，并且分别测量交叉口停车线到冲突点的距离，交叉口每个方向分别设有机动车和公交车信号控制灯，并且测量得到交叉口停车线到冲突点的位置，公交车直行通行方向A从交叉口停车线到与另一个直行通行方向D冲突点的距离为Dad，直行方向D从交叉口停车线到直行方向A冲突点的距离为Dda，直行方向A从交叉口停车线到与另一个直行方向C冲突点的距离为Da。，直行方向C从交叉口停车线到直行方向冲突点的距离为Dm ；
[0070](25)公交车运行到距下游交叉口进口道停车线L处时，RFID检测器检测到该公交到达时，通知下游交叉口信号灯准备信号调整，直行方向A在tl时刻，RFID设备检测到车辆，再过了时间At1，直行方向C检测到RFID设备检测到车辆，再过了时间At2，直行方向D检测到RFID设备检测到车辆，瞬时速度Va，V。，Vd由自身的GPS定位系统测得，Va, V。，Vd为方向A、C、D路段公交车正常行驶时的平均行驶速度，通过公式计算通过距离L行驶的时间Tr ；
[0071](26)由交叉口信号灯单片机信息处理系统计算公交车到达下游交叉口进口道停车线的时间，其中I； = L/v ；
[0072]V—该路段公交车正常行驶时的平均行驶速度；
[0073]L-检测器与下游交叉口公交车通行方向进口道停车线间距离；
[0074](27)在交叉口各个进口道停车线处装有RFID设备，用来检测到公交车的到达，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口设备，并且核对公交车的信息，若信息核对正确，则转换信号灯的相位；
[0075](28)若机动车通行方向信号灯相位在检测到公交车的时刻起经过?；-3秒后为绿灯相位时，则机动车通行方向信号灯经?；-3秒后变为黄灯进行3秒闪烁倒计时，若进口道机动车通行信号灯相位经过?；-3秒后为黄灯相位时，则执行完黄灯信号变为红灯，若为红灯则继续保持红灯；
[0076](29)公交车通行方向的信号灯在I；秒后红灯变为绿灯，使公交车不停车通过交叉口，公交车在交叉口行驶的过程中，交叉口的公交通行方向的信号灯一直保持为绿灯；
[0077](30)若其它方向检测到公交车的到达时，所述冲突识别是以当前时刻车辆的状态信息为数据基础，利用车辆保持该运动行驶状态，分别以冲突方向的车辆为基准，两车分别到达冲突点的时间落在[0，s/v],s为与基准方向车辆冲突的车辆长度，则确认二车发生冲突碰撞；
[0078](31)图3为所述冲突类型是根据在公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于L区间内行驶时间内检测其它方向有到公交车的到达，确认为公交车的直行方向A与交叉口另一方向直行方向D和C存在冲突；
[0079](33)所述不同方向冲突车辆的优先判断权，若上述二个条件都不满足或冲突方向分别满足其中一个条件，则服从先到先判断规则，即先检测到的公交车获得优先判断权，对冲突车辆进行优先判断权的确定，建立感性式信号交叉口公交车辆通行规则，可以根据通行规则确定方向A、C、D车辆的优先通行权；
[0080](34)检测交叉口相互冲突的车辆能够安全地依次通过冲突点，也即是，C车沿原方向在冲突点之前相距lb，A车沿原方向必须在冲突点之后相距Ia的距离，于是有此公式成立:(L-Va Δ VDJla) /Va 彡 L/V (Dca-1c) /V0, Ia 取值为 5.5m，Ic 的取值为 3.7m，以 A 具有优先权为基准，V。不超过公交车通过交叉口上限速度，则取V。，反之则取上限速度V'。，则求解出Voa = Vo速度，则C车根据此速度Vtla进行调整；
[0081](35)如果速度不符合要求，继续检测交叉口是否相互冲突的车辆能够安全地依次通过冲突点，也即是，以C具有优先权为基准，C车沿原方向在冲突点之后相距1。，A车沿原方向必须在冲突点之前相距Ia的距离，于是有此公式成立:
[0082](L-Va Δ VDJla) /Va ( L/Vc+ (Dca+lc) /V0, Ic 取值为 5.5m，Ia 的取值为 3.7m，若 Vc不超过公交车通过交叉口上限速度，则取V。，反之则取上限速度V'。，不符合条件则选取求解出\c = Vtl速度，则C车根据此速度\c进行调整；
[0083](36)若速度还不符合，则选择最大的上限速度作为C方向的调整速度。求解出的各车速度会通过车辆本身自带的zigbee把行驶速度或是变化速度的信息传输给其它进入交叉口其它方向的被检测到的车辆，则其它方向根据相应的提示信息进行调整驾驶速度；
[0084](37)判断A与D车之间，检测交叉口相互冲突的车辆能够安全地依次通过冲突点，也即是，D车沿原方向在冲突点之前相距ld，A车沿原方向必须在冲突点之后相距Ia的距离，于是有此公式成立:(L-Va ( Λ V Λ t2) +Dad+la) /Va 彡 L/V (Dda-1d) /V0, Ia 取值为 5.5m，Id 的取值为3.7m，若以A具有优先权为基准，若Vd不超过公交车通过交叉口上限速度，则取Vd，反之则取上限速度V' d，则求解出Vla = Vtl速度，则D车根据此速度进行调整；
[0085](38)如果速度不符合要求，检测交叉口相互冲突的车辆能够安全地依次通过冲突点，也即是，以D具有优先权为基准，D车沿原方向在冲突点之后前相距ld，A车沿原方向必须在冲突点之前相距Ia的距离，于是有此公式成立:(L-Va(AtfAt2HDat^la)/VaS L/Vd+(Dda-1d)/V0, Id取值为5.5m, Ia的取值为3.7m，若Vd不超过公交车通过交叉口上限速度，则取Vd，反之则取上限速度V' d，则求解出Vld = Vtl速度，则D车根据此速度进行调整；
[0086](39)若速度还不符合，则选择最大的上限速度作为D方向的调整速度。求解出的各车速度会通过车辆本身自带的zigbee把行驶速度或是变化速度的信息传输给其它进入交叉口其它方向的被检测到的车辆，则其它方向根据相应的提示信息进行调整驾驶速度。
[0087](40)则A、C和D车辆按照此最后确定的速度行驶，不会发生冲突能够安全的穿过冲突点并通过交叉口，在三个通行方向对应的交叉口出口道附近装有RFID设备，可以用来检测到公交车的信息，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口附近RFID设备，RFID设备核对出口道车辆信息是否与进口道的车辆信息一致，则此进口道公交通行方向的信号灯相位值由绿灯变为黄灯进行3秒倒计时，若倒计时3秒后没有检测到下一辆公交车辆，则信号相位恢复交叉口的最新计算运行的相位；
[0088](41)如此循环反复以便达到消解交通冲突的目的。
[0089]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0090]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于:所述方法适用于一条道路仅布设一条公交线路，公交车辆沿着直行行驶并设置公交专用道的路段，按照道路方向和公交车行驶方向，将与公交站台相邻的两个交叉口称为上游交叉口和下游交叉口，其包括以下步骤: A道路、交叉口和公交车基本信息采集； B公交车检测和信息处理； C信号灯的转换； D公交车辆冲突识别； E公交车辆冲突类型识别； F公交车辆优先判断权的确定； G公交车辆优先通过权的确定； H执行避免冲突的策略。
2.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: (1)所述方法设置的路段，必须为公交专用车道，当整条路段上不能提供公交专用道时，在公交站台处和至下游交叉口之间的路段设置为公交专用道或把分隔机非车道的物理设施相应拓宽为公交专用道也可以满足要求，以最大的空间资源来实现交叉口公交优先策略； (2)每辆公交车预先安装zigbee信号发射接收装置、GPS定位系统、RFID发射接收识别装置，瞬时速度由自身的GPS定位系统测得； (3)在交叉口分别提前确认不同类型冲突点的位置，并且分别测量交叉口停车线到冲突点的距离，交叉口每个方向分别设有机动车和公交车信号控制灯。
3.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 公交车运行到距下游交叉口进口道停车线L处时，RFID检测器检测到该公交到达时，通知下游交叉口信号灯准备信号调整，通过公式计算通过距离L行驶的时间I；； 由交叉口信号灯单片机信息处理系统计算公交车到达下游交叉口进口道停车线的时间，其中= L/V ; V—该路段公交车正常行驶时的平均行驶速度； L---检测器与下游交叉口公交车通行方向进口道停车线间距离。
4.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 在交叉口各个进口道停车线处装有RFID设备，用来检测到公交车的到达，公交车上对应设有RFID电子标签装置，并将公交车的信息传递给交叉口设备，并且核对公交车的信息，若信息核对正确，则转换信号灯的相位； 若机动车通行方向信号灯相位在检测到公交车的时刻起经过?；-3秒后为绿灯相位时，则机动车通行方向信号灯经?；-3秒后变为黄灯进行3秒闪烁倒计时，若进口道机动车通行信号灯相位经过?；-3秒后为黄灯相位时，则执行完黄灯信号变为红灯，若为红灯则继续保持红灯； 公交车通行方向的信号灯在I；秒后红灯变为绿灯，使公交车不停车通过交叉口，公交车在交叉口行驶的过程中，交叉口的公交通行方向的信号灯一直保持为绿灯。
5.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于L的区间内行驶时，若其它方向没有检测到公交车的到达，则不存在交通冲突，即无冲突危险状态； 若其它方向检测到公交车的到达时，所述冲突识别是以当前时刻车辆的状态信息为数据基础，利用车辆保持该运动行驶状态，进而判断在未来的一段时间内不同方向的车辆间是否存在交通冲突。
6.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 所述冲突类型是根据在公交车在与下游交叉口进口道停车线距离L处行驶时或小于L区间内行驶时间内检测其它方向有到公交车的到达，根据车辆特征把信号交叉口的固定冲突点区分为不同的类别，将不同方向存在交通冲突的车辆确定具体的冲突类型和个数， (1)公交车通行方向与其它三个方向无冲突，即下游交叉口在检测时间内其它方向无公交车要通过交叉口； (2)公交车直行方向A与交叉口另一方向直行方向D存在冲突； (3)公交车的直行方向A与交叉口另一方向直行方向D和C存在冲突。
7.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 所述不同方向冲突车辆的优先判断权，是根据某一方向公交车间的时间间隔与设定的车间间隔相差大于30s，或机动车方向的信号交叉口在转换相位时绿灯相位时间执行大于20%，则此方向的公交车具有优先判断权，便切换到该方向的公交车通行绿灯相位，若上述二个条件都不满足或冲突方向分别满足其中一个条件，则服从先到先判断规则，即先检测到的公交车获得优先判断权，对冲突车辆进行优先判断权的确定，建立感性式信号交叉口公交车辆通行规则，可以根据通行规则确定车辆的优先通行权。
8.如权利要求1所述的一路一线公交网信号交叉口车路协同避免公交车冲突方法，其特征在于: 当存在冲突车辆时，检测交叉口相互冲突的车辆是否能够安全地依次通过冲突点，也即是，以有优先判断权的车辆为基准，公交车速度不超过公交车通过交叉口上限速度，则取该运行速度，反之则取上限速度。根据该车到冲突点之前相距距离和冲突的车辆在冲突点之后的距离，应用公式求解出与基准车辆冲突车辆需调整的速度； 若速度还不符合，则选择最大的上限速度作为该方向的调整速度，求解出的各车速度会通过车辆本身自带的zigbee把行驶速度或是变化速度的信息传输给进入交叉口其它方向的被检测到的车辆，则其它方向根据相应的提示信息进行调整驾驶速度，则公交车根据此速度进行调整，即执行了避免冲突的策略。
【文档编号】G08G1/16GK104183143SQ201410419846
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】郑元, 张国强 申请人:东南大学