专利名称：一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法
技术领域：
本发明涉及信号控制技术及城市公交优先技术，具体来说，涉及一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法。
背景技术：
现阶段，我国巨大的城市交通需求与整体相对落后的交通系统、交通结构形成了尖锐的矛盾，城市交通拥堵及其伴生的环境污染与安全等问题已引起整个社会的广泛关注。在通勤出行的高峰时段，在许多重要交通节点上，长时间、常态性的交通拥堵制约了城市经济的快速发展。公共交通系统具有运载量大、运送效率高、能源消耗低、相对污染少、运输成本低等优点，因此，发展公共交通是缓解城市交通问题的首选途径。近年来，交通专家与学者均提出大力发展公共交通、保障公共交通优先运行的思路以缓解日益严峻的交通问题，许多大中城市也相应的提出了优先发展与建立先进的公共交通系统的政策及措施，以公交信号优先及路权优先为代表的一些先进的技术、设备及方法已经投入日常的公交运营与管理当中。然而，在公交信号优先控制的实际运用中，往往仅针对一个主要方向的公交线路设计公交优先信号(一般而言以直行的公交线路为主)，很少甚至直接忽视不同转向公交线路间对于公交优先信 号需求的冲突。这种仅考虑主要方向而忽视其他转向公交线路优先需求的处理方法虽然降低了公交优先实现的难度，使之更具有可操作性，但是在许多城市公交系统的实际运营过程中，大量存在着不同转向公交线路共线的情况，因而该种公交信号优先的处理方法并不能很好的应对当下较为复杂的公交运行情况。同时，这种对次要方向公交线路优先请求的忽视牺牲了公交系统的部分利益，因而很难达到系统共赢的最优效果，其实际结果往往仅能优化局部的公交运行效率，而对于公交系统的整体效率提升不够。并且，当次要方向的公交车先于主要方向的公交车进入交叉口，此时即使信号为公交优先信号，但也会因为前车的阻挡而使所有公交车均不能享受公交优先，降低了优先系统的整体运行效率。
发明内容
技术问题:本发明所要解决的技术问题是:提供一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，该车辆调控方法可使公交车最大程度的优先通过交叉口，提升公交系统的运行效率与乘客的出行效率，降低交叉口对公交系统及公交系统不同转向公交线路间的相互影响。技术方案:为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，该调控方法包括以下步骤:步骤10)在高峰小时时段，采集交叉口的交通流数据、道路信息和公交运行信息；步骤20)布设路面:根据步骤10)采集的交叉口的交通流数据和公交运行信息，在路面上设置公交专用道、公交等候区、社会车辆车道、公交停靠站和车辆到达检测器；
步骤30)确定初始信号配时方案:根据社会车流的流向、社会车流的流量和社会车辆车道，确定交叉口各个社会车辆车道的渠化方案，且公交等候区的转向设置与位于该公交等候区后方的社会车辆车道的转向设置相同；然后采用韦伯斯特法，确定初始信号配时方案，并记录该初始信号配时方案的周期时长C，第j个相位的时长Gj、第j个相位的流量比Y」，其中，j为信号相位序号，j=l、2、…、Q，Q表示该交叉口初始信号配时的相位数，Yj表示第j个相位的流量比，Gj表示第j个相位的时长；步骤40)测算各个信号相位的可压缩绿灯信号时长:测算各个信号相位的可压缩绿灯信号时长4，其中，dj表示第j个信号相位的可压缩绿灯信号时长；步骤50)实时监控公交车的运营状态:通过公交车载定位系统实时监控公交车的运营状态，当检测到第i班次的公交车到达交叉口上游的车辆到达检测器时，记录其到达该车辆到达检测器的时刻Ti,并测算该公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T' i，其中，i表示公交车的班次序号，i=l、2、3、…、P，P表示经过交叉口上游的所有公交线路的日总班次数；步骤60)判断是否需要公交优先通行:将步骤50)测得的公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T,,，与步骤30)确定的交叉口的初始信号配时方案进行比对，判断是否需要申请公交优先通行请求；如果需要申请公交优先通行请求，则进入步骤70);否则，进入步骤80)；步骤70)响应该公交优先通行请求，设定步骤50)中第i班次公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T,,为第i班次公交车的优先通行请求时刻，并结合步骤40)确定的各个信号相位的可压缩绿灯信号时长，调整并执行信号配时方案，然后进入步骤90)；步骤80)判断和处理其他公交优先通行请求:如果在公交专用道上，第i班次公交车前方没有其他公交优先通行请求的公交车停留时，则第i班次的公交车直接行驶通过交叉口 ；如果在公交专用道上，第i班次公交车前方存在其他公交优先通行请求的公交车停留时，将第i班次的公交车到达交叉口进口道中的公交专用车道的停车线的时刻T' i，与步骤70)测算并调整得到的其他公交优先通行请求所对应的信号配时方案比对，如果第i班次的公交车直接通过交叉口而不遇到红灯信号，且时刻T' i时，公交专用道前方没有其他公交优先通行请求的公交车辆停留，则不做任何操作；否则，引导公交专用道上前方提出公交优先请求的其他公交车驶入对应转向的公交等候区，并停止响应其公交优先请求，待第i班次的公交车行驶通过交叉口后，修改进入公交等候区的公交车的优先通行请求时刻为V 重新响应该优先通行请求，并结合步骤40)确定的各个信号相位的可压缩绿灯信号时长，重新测算信号配时方案；步骤90)当i〈P时，返回步骤50)，监控公交车的运营状态；当i SP时，结束对交叉口的公交优先通行控制。进一步，所述的步骤10)中，采集交叉口的交通流数据包括高峰小时时段，交叉口的东、西、南、北四个进口道方向的左转车辆数、左转大型车比例、直行车辆数、直行大型车比例、右转车辆数和右转大型车比例，道路信息包括东、西、南、北四个进口道方向的车道数，东、西、南、北进口道中设置有公交专用道的进口道方向上公交专用道的停车线至该公交专用道上游第一个交叉口的距离Ix ;公交运行 信息包括该交叉口的各个进口方向的公交总线路数Nx、左转公交线路数、直行公交线路数Nxt、右转公交线路数Nxk、公交车的最大车身长度L和公交车匀速行驶的最大速度Vmax ;其中，Nx=NxdNxT+NxK。进一步，所述的步骤20)中，包括以下步骤:步骤201)确定公交专用道位置:对于需要设置公交专用道的交叉口进口方
向，该交叉口进口方向的车道编号由道路中央至外侧分别为1、2...、Mx，其中，Mx为设有
公交专用道的交叉口进口方向X的车道总数，Mx ^ 3 ;公交专用道所在的车道编号由
权利要求
1.一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，该调控方法包括以下步骤: 步骤10)在高峰小时时段，采集交叉口的交通流数据、道路信息和公交运行信息； 步骤20)布设路面:根据步骤10)采集的交叉口的交通流数据和公交运行信息，在路面上设置公交专用道、公交等候区、社会车辆车道、公交停靠站和车辆到达检测器； 步骤30)确定初始信号配时方案:根据社会车流的流向、社会车流的流量和社会车辆车道，确定交叉口各个社会车辆车道的渠化方案，且公交等候区的转向设置与位于该公交等候区后方的社会车辆车道的转向设置相同；然后采用韦伯斯特法，确定初始信号配时方案，并记录该初始信号配时方案的周期时长C，第j个相位的时长Gj、第j个相位的流量比Y」，其中，j为信号相位序号，j=l、2、…、Q, Q表不该交叉口初始信号配时的相位数，Yj表不第j个相位的流量比，Gj表示第j个相位的时长； 步骤40)测算各个信号相位的可压缩绿灯信号时长:测算各个信号相位的可压缩绿灯信号时长dp其中，dj表示第j个信号相位的可压缩绿灯信号时长； 步骤50)实时监控公交车的运营状态:通过公交车载定位系统实时监控公交车的运营状态，当检测到第i班次的公交车到达交叉口上游的车辆到达检测器时，记录其到达该车辆到达检测器的时刻Ti,并测算该公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻Τ\，其中，i表示公交车的班次序号，=1、2、3、…、P，P表示经过交叉口上游的所有公交线路的日总班次数； 步骤60)判断是否需要公交优先通行:将步骤50)测得的公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T’ i;与步骤30)确定的交叉口的初始信号配时方案进行比对，判断是否需要申请公交优先通行请求；如果需要申请公交优先通行请求，则进入步骤70)；否则，进入步骤80)； 步骤70)响应该公交优先通行请求，设定步骤50)中第i班次公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T’ i为第i班次公交车的优先通行请求时刻，并结合步骤40)确定的各个信号相位的可压缩绿灯信号时长，调整并执行信号配时方案，然后进入步骤90)； 步骤80)判断和处理其他公交优先通行请求:如果在公交专用道上，第i班次公交车前方没有其他公交优先通行请求的公交车停留时，则第i班次的公交车直接行驶通过交叉口 ；如果在公交专用道上，第i班次公交车前方存在其他公交优先通行请求的公交车停留时，将第i班次的公交车到达交叉口进口道中的公交专用车道的停车线的时刻T’i;与步骤70)测算并调整得到的其他公交优先通行请求所对应的信号配时方案比对，如果第i班次的公交车直接通过交叉口而不遇到红灯信号，且时刻T’ i时，公交专用道前方没有其他公交优先通行请求的公交车辆停留，则不做任何操作；否则，引导公交专用道上前方提出公交优先请求的其他公交车驶入对应转向的公交等候区，并停止响应其公交优先请求，待第i班次的公交车行驶通过交叉口后，修改进入公交等候区的公交车的优先通行请求时刻为T’ i;重新响应该优先通行请求，并结合步骤40)确定的各个信号相位的可压缩绿灯信号时长，重新测算信号配时方案； 步骤90)当i〈P时，返回步骤50)，监控公交车的运营状态；当i ≥P时，结束对交叉口的公交优先通行控制。
2.按照权利要求1所述的保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，所述的步骤10)中，采集交叉口的交通流数据包括高峰小时时段，交叉口的东、西、南、北四个进口道方向的左转车辆数、左转大型车比例、直行车辆数、直行大型车比例、右转车辆数和右转大型车比例，道路信息包括东、西、南、北四个进口道方向的车道数，东、西、南、北进口道中设置有公交专用道的进口道方向上公交专用道的停车线至该公交专用道上游第一个交叉口的距离Ix ;公交运行信息包括该交叉口的各个进口方向的公交总线路数Nx、左转公交线路数Nj1、直行公交线路数Nxt、右转公交线路数Nxk、公交车的最大车身长度L和公交车匀速行驶的最大速度;其中，Nx=NxJNj^Nf
3.按照权利要求1所述的保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，所述的步骤20)中，包括以下步骤: 步骤201)确定公交专用道位置:对于需要设置公交专用道的交叉口进口方向，该交叉口进口方向的车道编号由道路中央至外侧分别为1、2...、Mx，其中，Mx为设有公交专用道的交叉口进口方向X的车道总数，Mx ^ 3 ;公交专用道所在的车道编号由NNMN +fxf四舍五入后的值确定； 步骤202)确定公交等候区位置:将步骤201)确定的公交专用道以外的其余车道作为非公交专用道，非公交专用道的停车线设在公交专用道的停车线后方，且公交专用道的停车线和非公交专用道的停车线之间的距离为1.25L，非公交专用道的停车线至交叉口进口之间的区域设为公交等候区； 步骤203)确定社会车辆车道位置:除了步骤201)确定的公交专用道和步骤202)确定的公交等候区以外的车道，为社会车辆车道，且社会车辆车道与公交专用道之间通过划线进行非物理隔离；· 步骤204)确定公交停靠站位置:公交停靠站设置在交叉口下游距离交叉口 25—50m的机非隔离带处，并在交叉口下游各个出口道设置机动车交织区； 步骤205)布设车辆到达检测器:在交叉口下游的道路上布设车辆到达检测器，且该车辆到达检测器位于机动车交织区的末端。
4.按照权利要求3所述的保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，所述的步骤204)中，机动车交织区的起始端位于交叉口下游各个出口道，机动车交织区的末端位于公交停靠站向下游方向的15m处,机动车交织区布设在路面上。
5.按照权利要求1所述的保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，所述的步骤50)中，测算该公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻的过程如下: 步骤501)测算该公交车的平均行驶速度:该公交车在交叉口上游的平均行驶速度歹由式(I)确定: _ 4-30, ^ =—}~Vmax 式(I)X 步骤502)测算该公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T’ 1:由步骤501)得到的公交车的平均行驶速度F，根据式(2)测算第i班次的公交车到达交叉口进口道中公交专用道的停车线的时刻T’ i:
6.按照权利要求1所述的保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，其特征在于，所述的步骤60)判断是否需要申请公交优先通行请求的判别方法为:当且仅当交叉口的初始信号配时方案在时刻T’ i，在第i班次公交车行驶方向为红灯信号时，需要申请公交优先通行请求；否则,不需要申请公交优先`通行请求。
全文摘要
本发明公开了一种保障公交车辆优先通行的车辆调控方法，步骤10)采集交叉口的交通流数据、道路信息和公交运行信息；步骤20)布设路面；步骤30)确定初始信号配时方案；步骤40)测算各个信号相位的可压缩绿灯信号时长；步骤50)实时监控公交车的运营状态；步骤60)判断是否需要公交优先通行，如果需要，则进入步骤70)；否则，进入步骤80)；步骤70)响应该公交优先通行请求；步骤80)判断和处理其他公交优先通行请求；步骤90)当时，返回步骤50)，监控公交车的运营状态；当时，结束对交叉口的公交优先通行控制。该车辆调控方法可使公交车最大程度的优先通过交叉口，提升公交系统的运行效率与乘客的出行效率。
文档编号G08G1/01GK103236164SQ20131015938
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者王炜, 华雪东, 胡晓健, 吴刚, 赵德 申请人:东南大学