一种多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及公共交通信号控制方法，尤其涉及一种多模式多层次地面公交信号优 先协调控制方法。
【背景技术】
[0002] 中国的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》交通专题明确提出"通过优先发展 公共交通解决城市交通拥堵问题"以及"大城市公交出行率达50%以上"的国家战略目标。 并力争在2020年大城市公交出行率达到50%以上。然而，中国目前大部分城市的公交出行 率均在15%以下，部分省会城市公交出行率甚至不足10%。针对目前城市的交通情况，最近 几年，中国国内很多城市都在大力发展建设公共交通，努力完善公交系统结构。一些大城市 正在逐步建成一个由地铁、有轨电车、快速公交(Bus Rapid Transit，BRT)和普通公交组成 的多模式公交系统。与此同时，公交网络也日益发达，并发展为骨架线网、主干线网和支路 线网三层结构的多层次公交线网。多模式多层次公交系统在很大程度上增加了公共交通的 吸引力，但是不同模式不同层次车辆之间的相互干扰也日益增多。
[0003] 公交信号优先是一种有效的提升公交服务水平的方法，但是随着多模式多层次地 面公交网络的形成，交叉口处出现多公交车辆优先请求冲突的可能性大大增加。如何选取 合适的评估优先请求优先水平的指标，从而有效地解决交叉口处多优先冲突问题在很大程 度上决定了多模式多层次地面公交信号优先的效率。
[0004] 申请号为201510436151.6的专利申请文件公开了一种信号交叉口多线路多公交 车辆优先控制方法，该方法提出选择公交车辆乘客延误和下游公交站台乘客等待延误两个 指标来对衡量多优先请求的优先水平，然后，将申请同一个优先策略的多线路多公交车辆 所对应的延误加起来，延误大的优先请求对应的优先水平较高，给予更高优先通行权。该方 法解决了多优先请求冲突问题，提高了公交优先的控制效率，但是其只考虑解决单交叉口 处的优先请求冲突问题，在干线层面缺乏多交叉口之间的协调控制，因此会导致公交车辆 在上游交叉口节省的时间在下游交叉口被浪费掉，大大降低了公交信号优先的效率。
[0005] 申请号为201410730229.0的专利申请文件公开了一种交叉口多线路公交车辆优 先请求冲突协调控制方法，该方法针对存在多线路公交车辆优先请求冲突的交叉口，综合 考虑车辆行程时间延误、优先策略和道路等级等因素，建立了实时多线路优先请求冲突协 调控制策略，解决了原有多线路优先请求冲突解决方法的不公平性。但是该方法同样只考 虑解决单交叉口处的优先请求冲突问题，在干线层面缺乏多交叉口之间的协调控制，公交 信号优先效率较低。
[0006] 综上所述，现有关于多模式多层次地面公交信号优先的研究多从单交叉口之间展 开，解决交叉口处优先请求冲突问题，而忽略了多交叉口之间的协调控制，从而导致上游交 叉口节省的时间有可能在下游交叉口时被浪费掉，大大降低了公交信号优先效率。
【发明内容】
[0007] 发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种多模式多层次地面公交 信号优先协调控制方法，该方法在解决交叉口处多优先请求冲突问题的同时，考虑了多交 叉口之间的协调控制，提高了公交信号优先效率。
[0008] 技术方案:本发明所述的多模式多层次地面公交信号优先协调控制方法，包括：
[0009] (1)根据公交车辆运行数据和公交位置信息，预测公交车到达停车线的到达时刻；
[0010] (2)根据预测的到达时刻，判断针对该公交车是否产生优先请求；
[0011] (3)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机，并判断该优先请求是否 满足预设的优先限制条件；
[0012] (4)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断该优先请求与其他优先请求之 间，以及该优先请求与信号控制机内已有的未执行优先相位之间，是否存在冲突；
[0013] (5)若存在优先请求冲突，则评估该优先请求的优先水平，并判断该优先请求的优 先水平是否为最高；
[0014] (6)若不存在优先请求冲突，或若该优先请求的优先水平为最高，则信号控制机接 受该优先请求，产生优先相位，并评估该优先请求是否使得公交绿波带的宽度达到最大值；
[0015] (7)若达到最大值，则根据所述优先相位更新信号配时，从而完成多模式多层次地 面公交信号优先协调控制。
[0016] 进一步的，步骤(1)具体包括：
[0017] (11)当公交车辆经过到达检测器时，利用车载自动车辆定位系统，获取公交车辆 运行数据；
[0018] (12)利用获取到的公交车辆运行数据和到达检测器的位置信息，预测公交车b到 达停车线的到达时刻;其中，
[0019]
[0020]式中，表示公交车b在相位i期间到达停车线的时间，t为公交车b到达检测器 时间，v为公交车辆平均行驶速度，1为到达检测器至停车线的距离。
[0021] 进一步的，步骤(2)具体包括：
[0022] (21)获取相位i的绿灯开始时刻gs>i和结束时刻gE>i;
[0023] (22)若预测的到达时刻//77 ，:则针对公交车b产生内容为红灯早断策略的优 先请求，需要的优先时间为3 =#-;
[0024] (23)若则针对公交车b产生内容为绿灯延长策略的优先请求，需要的 延长的时间gh;
[0025] (24)若则结束本车辆的流程。
[0026]进一步的，步骤(3)具体包括：
[0027] (31)若产生优先请求，则将该优先请求发送至信号控制机；
[0028] (32)获取预设的优先限制条件;其中，所述优先限制条件包括相位i-Ι最小绿灯时 间相位 i + l最小绿灯时间和相位i的最大优先时间Α?? ;
[0029] (33)若优先请求的内容为绿灯延长策略，则当容w 2 且戌S 时，判定该优 先请求满足优先限制条件;若优先请求的内容为红灯早断策略，则当gM 2 且式?? Δ_ 时，判定该优先请求满足优先限制条件；
[0030] 其中，g1+1、gH分别表示相位i+l、i-l的绿灯持续时间。
[0031]进一步的，步骤(4)具体包括：
[0032] (41)若该优先请求满足所述优先限制条件，则判断信号控制机内是否存在已有的 未执行优先相位;若是，执行(43)，若否，执行(42);
[0033] (42)若在该优先请求所属的车辆处在同一个相位时，判定为不存在优先请求冲 突;若处在不同相位时，判定为存在优先请求冲突；
[0034] (43)将当前优先请求产生时间37]：与已有未执行优先相位的执行开始时间ST和 执行结束时间ET按照如下规则进行对比判断：
[0035] 若<6T，则判定为存在优先请求冲突；
[0036] 若/17;:>,ST|i J 7;;彡ΖΓΓ，则结束本车辆流程；
[0037] 若则判定为不存在优先请求冲突。
[0038]进一步的，步骤(5)具体包括：
[0039] (51)若存在优先请求冲突，则利用车载自动车辆定位系统，获取公交车辆b实际到 达停车线的时间以及实际车头时距;
[0040] (52)选取公交乘客出行延误，包括在公交车上所经历的延误iS?〗和在下游停靠站 等待公交车的延误;其中，
[0041]
[0042]
[0043] 式中，5?是理论上公交车辆b在相位i到达停车线时间，试是公交车辆载客数， AWT1和SWT1分别表示停靠站内乘客的实际等待时间和理论等待时间，表示公交车