在线有轨电车优先策略控制系统及其方法与流程

本发明涉及城市智能交通的交通信号控制领域，尤其涉及有轨电车优先策略控制，具体是指一种在线有轨电车优先策略控制系统及其方法。

背景技术：

有轨电车项目在国内正在不断兴起建设的高潮，由于有轨电车很多时候和社会车辆混行，社会车辆对有轨电车的影响也较大。有轨电车运营能力介于普通公交和地铁之间的一种公共交通，在拥堵的城市中运行，应该适当给予优先放行，保证有轨电车的运营能力得到一定的体现。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的问题，本发明提出了一种在线的有轨电车既能准点到站、又不妨碍公共交通的在线有轨电车优先策略控制系统及其方法。

本发明的在线有轨电车优先策略控制系统及其方法具体如下：

该在线有轨电车优先策略控制系统，其主要特点是，所述的系统包括有轨电车检测器和流量采集模块，所述的有轨电车检测器与信号机相连接，所述的流量采集模块与一控制中心相连接，所述的信号机也与所述的控制中心相连接，其中，

所述的有轨电车检测器用以检测有轨电车并获取其速度和位置；

所述的流量采集模块用以获取被测路口的拥堵状况；

所述的控制中心用以根据所述的有轨电车检测器和所述的流量采集模块获取的有轨电车信息对该有轨电车进行优先策略控制。

较佳地，所述的有轨电车检测器包括设置于被测路口的请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器，且所述的请求检测器、确认检测器和停车检测器的安装点根据所述的有轨电车驶入被测路口到驶出被测路口前的顺序依次设置，且其与被测路口的距离匹配于该有轨电车的速度，所述的清空检测器设置于所述的有轨电车驶出被测路口后经过的一清空点。

更佳地，所述的清空点与被测路口的距离至少为该有轨电车的车身长度。

较佳地，所述的信号机存储有所述的有轨电车的时刻表、各站停车时间表以及该信号机的相序表。

较佳地，所述的控制中心包括一优先请求综合判断模块、该优先请求综合判断模块还连接有一有轨电车信息采集模块和一有轨电车数据交互模块，且所述的优先请求综合判断模块还通过一路口流量预处理模块连接一路口流量采集模块。

该根据以上所述的系统实现优先策略控制的方法，其主要特点是，该有轨电车的优先响应等级包括可以优先、绝对优先和不予优先，且所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的有轨电车进入所述的有轨电车检测器的检测范围，所述的有轨电车发送一优先请求信号给所述的信号机；

(2)所述的信号机将该优先请求信号转发给所述的控制中心；

(3)所述的控制中心通过获取当前被测路口以及该被测路口周边的路口的拥堵状况，结合其接收的优先请求信息，获取当前有轨电车的优先响应等级，并将该优先响应等级发送给所述的信号机；

(4)所述的信号机根据其接收到的所述的优先响应等级，结合当前被测路口的拥堵状况获取当前所述的有轨电车的可行策略；

(5)所述的信号机根据当前所述的有轨电车的可行策略、当前的相位信息及该信号机的相序表，判定当前所述的有轨电车的具体实施策略。

较佳地，所述的有轨电车检测器包括依次设置于被测路口前的请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器，且所述的步骤(1)具体为：

所述的有轨电车经过所述的请求检测器，并发送一优先请求信号给所述的信号机，该优先请求信号包括所述的有轨电车的当前延误等级。

较佳地，所述的步骤(3)具体为：

所述的控制中心通过所述的流量采集模块获取当前被测路口以及该被测路口周边的路口的拥堵状况，结合其所述的优先请求信息，获取当前有轨电车的优先响应等级，并将该优先响应等级发送给所述的信号机，其中，所述的优先响应等级包括可以优先、绝对优先和不予优先。

较佳地，所述的步骤(4)具体为：

所述的信号机根据其接收到的所述的优先响应等级，结合当前被测路口的拥堵状况获取当前所述的有轨电车的可行策略，其中，可行策略及其对应的当前被测路口的拥堵状况和所述的优先响应等级如下：

当前拥堵状况为正常，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作和相位调整操作；

当前拥堵状况为较拥堵，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作和红灯早断操作；

当前拥堵状况为拥堵，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作；

当前拥堵状况为正常，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作、相位调整操作和跳转相位操作；

当前拥堵状况为较拥堵，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作、相位调整操作和跳转相位操作；

当前拥堵状况为拥堵，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作；

当前拥堵状况为正常、拥堵或较拥堵，且所述的当前优先响应等级为不予优先时，所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

当前拥堵状况为堵塞，所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作。

较佳地，所述的步骤(5)具体为：

所述的信号机根据当前所述的有轨电车的可行策略、当前的相位信息及该信号机的相序表，判定当前所述的有轨电车的具体实施策略，其中，判定当前的具体实施策略包括以下步骤：

(5.1)所述的信号机判定当前相位是否为有轨电车相位，如果是，则继续步骤(5.2)；否则继续步骤(5.5)；

(5.2)所述的信号机判定当前相位下所述的有轨电车是否能够通过该被测路口，如果可以，则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作，否则继续步骤(5.3)；

(5.3)所述的信号机判定当前可行策略是否包括绿灯延长操作，如果包括，则继续步骤(5.3)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.4)所述的信号机延长该相位使所述的有轨电车能够在该相位内通过该被测路口，并继续所述的步骤(5.8)；

(5.5)所述的信号机判定当前相位的下一相位是否为有轨电车相位，如果是，则继续步骤(5.6)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.6)所述的信号机判定当前可行策略是否包括红灯早断操作，如果是，则所述的信号机根据所述的有轨电车从驶入所述的有轨电车检测器的检测范围至到达路口的时间对本相位进行相应调整，将当前相位进行早断对所述的有轨电车放行，并继续所述的步骤(5.8)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作，并继续步骤(5.7)；

(5.7)所述的信号机判定当前可行策略是否包括相位调整操作，如果是，则继续步骤(5.7)，否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.8)所述的信号机判定当前可行策略是否包括跳转相位操作，如果包括，则该信号机可保持当前相位按相序表继续工作直至该当前相位完成，并跳转至有轨电车相位，或所述的信号机根据所述的优先请求信息判定是否对当前相位和下一相位进行相应调整，以使所述的相位到达有轨电车相位，并继续步骤(5.8)；否则所述的信号机根据所述的优先请求信息判定是否对当前相位和下一相位进行相应调整，以使所述的相位到达有轨电车相位，并继续步骤(5.8)；

(5.8)所述的信号机保持被调整的相位不变，直至所述的有轨电车经过所述的清空检测器，所述的清空检测器向该信号机发送一清空信号，所述的信号机清除当前优先策略控制下的具体实施策略，并按相序表继续工作，如果该信号机从所述的有轨电车经过所述的请求检测器开始，经过一时间阈值T，并接收到所述的清空信号，则所述的信号机进入超时处理，所述的超时处理为所述的信号机清除当前优先策略控制下的具体实施策略，并按相序表继续工作。

采用该在线有轨电车优先策略控制系统及其方法，由于使用有轨电车检测器对有轨电车在信号机附近的状态进行检测，并用该有轨电车检测器获取所述的有轨电车的优先请求，所述的系统通过控制中心对该有轨电车的可行策略进行分析，结合该有轨电车的延误状况、当前路口的拥堵状况、该有轨电车的优先响应等级，以及当前相位信息和相序表，对当前有轨电车分析其具体实施策略，使有轨电车在尽可能减少对公共交通的影响的情况下，实现该有轨电车的准点到站。与一般的有轨电车优先控制策略相比，本发明的效果在于确保有轨电车准点到站的同时兼顾了社会车辆的通行情况、有轨电车路段运行过程中，提前对信号机进行动态相位调整，保证有轨电车能在正常方向相位通过、绝对优先和相对优先相结合，保证有轨电车优先通行过程，对社会车辆影响最小，以及在考虑有轨电车优先情况下，同时考虑有轨电车通过路口附近多个路口车流状态，综合判断其优先响应等级。

附图说明

图1为本发明的在线有轨电车优先策略控制系统的路口信息交互图。

图2为本发明的在线有轨电车优先策略控制系统的系统框架图。

图3为本发明的在线有轨电车优先策略控制系统的控制中心的框架图。

图4为本发明的在线有轨电车优先策略控制系统在一种具体实施例中的优先请求处理流程图。

具体实施方式

为了更好的说明对本发明进行说明，下面举出一些实施例来对本发明进行进一步的说明。

请参阅图2，该在线有轨电车优先策略控制系统，其主要特点是，所述的系统包括有轨电车检测器和流量采集模块，所述的有轨电车检测器与信号机相连接，所述的流量采集模块与一控制中心相连接，所述的信号机也与所述的控制中心相连接，其中，

所述的有轨电车检测器用以检测有轨电车并获取其速度和位置；

所述的流量采集模块用以获取被测路口的拥堵状况；

所述的控制中心用以根据所述的有轨电车检测器和所述的流量采集模块获取的有轨电车信息对该有轨电车进行优先策略控制。

所述的有轨电车检测器包括设置于被测路口的请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器，且所述的请求检测器、确认检测器和停车检测器的安装点根据所述的有轨电车驶入被测路口到驶出被测路口前的顺序依次设置，且其与被测路口的距离匹配于该有轨电车的速度，所述的清空检测器设置于所述的有轨电车驶出被测路口后经过的一清空点。

所述的清空点与被测路口的距离至少为该有轨电车的车身长度。

所述的信号机存储有所述的有轨电车的时刻表、各站停车时间表以及该信号机的相序表。

请参阅图3，所述的控制中心包括一优先请求综合判断模块、该优先请求综合判断模块还连接有一有轨电车信息采集模块和一有轨电车数据交互模块，且所述的优先请求综合判断模块还通过一路口流量预处理模块连接一路口流量采集模块。

请参阅图1，该根据以上所述的系统实现优先策略控制的方法，其主要特点是，该有轨电车的优先响应等级包括可以优先、绝对优先和不予优先，且所述的方法包括以下步骤：

(1)所述的有轨电车进入所述的有轨电车检测器的检测范围，所述的有轨电车发送一优先请求信号给所述的信号机；

(2)所述的信号机将该优先请求信号转发给所述的控制中心；

(3)所述的控制中心通过获取当前被测路口以及该被测路口周边的路口的拥堵状况，结合其接收的优先请求信息，获取当前有轨电车的优先响应等级，并将该优先响应等级发送给所述的信号机；

(4)所述的信号机根据其接收到的所述的优先响应等级，结合当前被测路口的拥堵状况获取当前所述的有轨电车的可行策略；

(5)所述的信号机根据当前所述的有轨电车的可行策略、当前的相位信息及该信号机的相序表，判定当前所述的有轨电车的具体实施策略。

所述的有轨电车检测器包括依次设置于被测路口前的请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器，且所述的步骤(1)具体为：

所述的有轨电车经过所述的请求检测器，并发送一优先请求信号给所述的信号机，该优先请求信号包括所述的有轨电车的当前延误等级。

所述的步骤(3)具体为：

所述的控制中心通过所述的流量采集模块获取当前被测路口以及该被测路口周边的路口的拥堵状况，结合其所述的优先请求信息，获取当前有轨电车的优先响应等级，并将该优先响应等级发送给所述的信号机，其中，所述的优先响应等级包括可以优先、绝对优先和不予优先。

所述的步骤(4)具体为：

所述的信号机根据其接收到的所述的优先响应等级，结合当前被测路口的拥堵状况获取当前所述的有轨电车的可行策略，其中，可行策略及其对应的当前被测路口的拥堵状况和所述的优先响应等级如下：

当前拥堵状况为正常，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作和相位调整操作；

当前拥堵状况为较拥堵，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作和红灯早断操作；

当前拥堵状况为拥堵，且所述的当前优先响应等级为可以优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作；

当前拥堵状况为正常，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作、相位调整操作和跳转相位操作；

当前拥堵状况为较拥堵，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作、相位调整操作和跳转相位操作；

当前拥堵状况为拥堵，且所述的当前优先响应等级为绝对优先时，所述的系统可控制信号机进行绿灯延长操作、红灯早断操作；

当前拥堵状况为正常、拥堵或较拥堵，且所述的当前优先响应等级为不予优先时，所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

当前拥堵状况为堵塞，所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作。

所述的步骤(5)具体为：

所述的信号机根据当前所述的有轨电车的可行策略、当前的相位信息及该信号机的相序表，判定当前所述的有轨电车的具体实施策略，其中，判定当前的具体实施策略包括以下步骤：

(5.1)所述的信号机判定当前相位是否为有轨电车相位，如果是，则继续步骤(5.2)；否则继续步骤(5.5)；

(5.2)所述的信号机判定当前相位下所述的有轨电车是否能够通过该被测路口，如果可以，则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作，否则继续步骤(5.3)；

(5.3)所述的信号机判定当前可行策略是否包括绿灯延长操作，如果包括，则继续步骤(5.3)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.4)所述的信号机延长该相位使所述的有轨电车能够在该相位内通过该被测路口，并继续所述的步骤(5.8)；

(5.5)所述的信号机判定当前相位的下一相位是否为有轨电车相位，如果是，则继续步骤(5.6)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.6)所述的信号机判定当前可行策略是否包括红灯早断操作，如果是，则所述的信号机根据所述的有轨电车从驶入所述的有轨电车检测器的检测范围至到达路口的时间对本相位进行相应调整，将当前相位进行早断对所述的有轨电车放行，并继续所述的步骤(5.8)；否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作，并继续步骤(5.7)；

(5.7)所述的信号机判定当前可行策略是否包括相位调整操作，如果是，则继续步骤(5.7)，否则所述的信号机保持当前相位按相序表继续工作；

(5.8)所述的信号机判定当前可行策略是否包括跳转相位操作，如果包括，则该信号机可保持当前相位按相序表继续工作直至该当前相位完成，并跳转至有轨电车相位，或所述的信号机根据所述的优先请求信息判定是否对当前相位和下一相位进行相应调整，以使所述的相位到达有轨电车相位，并继续步骤(5.8)；否则所述的信号机根据所述的优先请求信息判定是否对当前相位和下一相位进行相应调整，以使所述的相位到达有轨电车相位，并继续步骤(5.8)；

(5.8)所述的信号机保持被调整的相位不变，直至所述的有轨电车经过所述的清空检测器，所述的清空检测器向该信号机发送一清空信号，所述的信号机清除当前优先策略控制下的具体实施策略，并按相序表继续工作，如果该信号机从所述的有轨电车经过所述的请求检测器开始，经过一时间阈值T，并接收到所述的清空信号，则所述的信号机进入超时处理，所述的超时处理为所述的信号机清除当前优先策略控制下的具体实施策略，并按相序表继续工作。

在一种具体实施例中，如果有轨电车处在主干道或者需要绿波的干线上，首先确定有轨电车发车时刻表、各站停车时间、有轨电车行驶速度，根据以上数据准备发车间隔绿波方案。

发车后，根据有轨电车位置、预计到达路口时间和车辆靠站停车时间，动态调整有轨电车所要经过的路口相位差。

在有轨电车预计到达路口前的2～3个周期内对信号机进行相位调整，并且在有轨电车形式过程中进行动态调整，同时考虑到是否存在有轨电车靠站停车时间等因素。

有轨电车在临近路口设置4个有轨电车检测器，分别为请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器。

有轨电车车速在70km/h左右时，所述的请求检测器布设在有轨电车进入交叉口方向距离停车线前250米处；确认检测器布设在有轨电车进入交叉口方向距离停车线前90米处；停车检测器布设在有轨电车进入交叉口方向距离停车线前3米处；清空检测器布设在有轨电车驶出交叉口方向距离交叉口至少一列有轨电车的长度。以上请求检测器、确认检测器、停车检测器和清空检测器与路口的具体距离还可根据实际需要进行调整。

在一种具体实施例中，该在线有轨电车优先策略控制系统的方法包括以下步骤：

(1)有轨电车进入请求检测器后，该有轨电车发送优先请求信号给信号机；

(2)信号机将有轨电车发出的优先请求信号转发给中心系统；

(3)控制中心通过周边路口的流量采集模块采集的数据，综合判断是否给予有轨电车优先响应，反馈给信号机。

(4)信号机根据控制中心给予的是否给予优先及其有轨电车本身延误等级进行综合判断当前情况下的可行策略；

(5)信号机根据当前可行策略、当前相位信息及相序表获取当前具体实施策略。

请参阅图4，在一种具体实施方式中，在当前有轨电车的可行策略包括绿灯延长操作、红灯早断操作、相位调整操作和跳转相位操作时，该信号机根据相位信息及相序表获取当前具体实施策略的具体步骤如下：

(5.1)所述的信号机判定当前相位是否为有轨电车相位(考虑到事先做了绿波情况下，很有可能当前相位或者下一个相位就是有轨电车优先相位)，如果是，则继续步骤(5.2)；否则继续步骤(5.3)；

(5.2)所述的信号机判定当前控制方式下，有轨电车能否顺利通过路口，如果可以，则按原方案运行；如果不行，若可以则延长本相位时长，不行则按原方案进行。

(5.3)所述的信号机判定下一个相位是否为有轨电车相位，如果是，且路上不存在障碍物，则根据有轨电车预计到达路口的时间可调整当前相位，提早结束当前相位放行，如果否，则进入步骤(5.4)。

(5.4)所述的信号机根据有轨电车延误等级、中心系统准许判断条件和是否存在障碍物等条件综合判断，如果时间允许可缩短相应相位，到达所需有轨电车相位；或者结束当前相位后跳转到有轨电车相位方向。

在一种具体的实施例中，有轨电车相位的调整必须要在有轨电车到达确认检测器之前，否则有轨电车进行刹车减速运行，直到给予放行或者停车为止。

调整到位后，保持调整后的相位不变，直到有轨电车达到清空检测器，恢复自主控制。

若调整到位后有轨电车一直没有进入清空检测器，则等待超时，超时后恢复自主控制。

若调整结果是不予优先，则下一个放行时有轨电车也放行。

采用该在线有轨电车优先策略控制系统及其方法，由于使用有轨电车检测器对有轨电车在信号机附近的状态进行检测，并用该有轨电车检测器获取所述的有轨电车的优先请求，所述的系统通过控制中心对该有轨电车的可行策略进行分析，结合该有轨电车的延误状况、当前路口的拥堵状况、该有轨电车的优先响应等级，以及当前相位信息和相序表，对当前有轨电车分析其具体实施策略，使有轨电车在尽可能减少对公共交通的影响的情况下，实现该有轨电车的准点到站。与一般的有轨电车优先控制策略相比，本发明的效果在于确保有轨电车准点到站的同时兼顾了社会车辆的通行情况、有轨电车路段运行过程中，提前对信号机进行动态相位调整，保证有轨电车能在正常方向相位通过、绝对优先和相对优先相结合，保证有轨电车优先通行过程，对社会车辆影响最小，以及在考虑有轨电车优先情况下，同时考虑有轨电车通过路口附近多个路口车流状态，综合判断其优先响应等级。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。