一种基于移动公交相位时间窗的公交优先信号控制方法与流程

1.本发明属于交通工程中的城市公共交通系统及交通信号控制领域，特别是一种基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法。


背景技术：

2.近年来，我国机动车保有量持续增长，城市路网空间资源有限，交通供需矛盾日益突出，城市交通拥堵逐渐成为常态。公共交通具有人均占用道路资源少、运量大等优势，优先推动城市公交体系发展、改善交通出行结构，是有效缓解交通拥堵问题的重要策略之一。地面常规公交作为公共交通的重要组成部分，其运行效率和服务水平可通过公交信号优先得到有效提高。然而既有公交信号优先方法中存在诸如公交优先策略适用性有限、公交与机动车辆的通行效益难以均衡等不足，很大程度上限制了公交优先效益的充分发挥，因此对这些问题进行深入研究并提出有效的解决方案是提高公交优先适用性和改善实施效果的当务之急。
3.目前，我国已在探索公交优先控制的合理落地方案，但公交信号优先并未在我国城市中得到较好地使用，其主要原因是存在技术缺陷。公交优先信号控制主要包括两个关键步骤：(1)预测公交到达停车线的时间；(2)采取对应的公交优先策略。只有满足预测准确且优先策略合适才能实现有效的公交优先。针对步骤一，当前我国实际应用的预测方法往往是预测公交到达的时刻点，再以公交相位可包含该时刻点为目的进行相位调整，未能充分考虑公交速度实时波动特性。针对步骤二，当前实际应用的公交优先策略主要是公交相位绿灯延长、红灯早断和相位插入等，公交相位适应公交到达的灵活性不足；此外，过分增加公交相位绿灯时长、扰乱原有相位结构也是现有公交优先策略的重要缺陷。
4.上述背景技术方法导致公交优先信号控制系统产生以下问题：(1)预测公交到达时间局限：仅选取一个时刻点作为预测的公交到达时间，或仅估算一个大致的到达时间区间，未能从公交优先效益角度计算公交到达交叉口的可靠时间窗，对公交速度波动性的考虑不足，预测方法的鲁棒性较低，导致相应公交优先策略缺乏正确实施的基础；(2)公交优先控制策略实用性低：公交优先策略停留于较为基础的暴力优先阶段，优先方式未能从公交优先效益、社会车辆权益、各信号相位通行效益的角度综合考虑，灵活性和实用性不足；(3)损害社会车辆权益：当前公交优先策略往往未能较好地平衡公交与社会车辆权益，过分增加公交相位时长、扰乱原有相位结构，导致社会车辆产生较大延误；(4)交叉口整体通行效率不理想：在以上两个原因的共同作用下，信号优先控制未能有效地提高公交优先通过率，但导致社会车辆权益受损，综合而言公交到达时间预测方式及公交优先策略的缺陷反而可能导致交叉口实际整体通行效率下降，最终使公交优先控制弊大于利。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，改进公交优先控制中公交到达时间预测方法，提出更为灵活有效的公交优先控制策略，从而使预测的公交到达时间与公交优
先信号控制策略更好地适应，提高公交优先通过率，平衡公交与社会车辆权益，最终达到提高整个交叉口通行效率的目的。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法，该方法将通过计算获得的公交理论到达时刻点扩展为到公交到达时间窗，以公交相位的绿灯时间完全覆盖公交时间窗为目标调整公交相位时间窗，以不改变公交相位时长和整体相位结构为前提，建立起以公交相位前移/后移为主，以非公交相位压缩/拉伸为辅的公交优先策略集，通过将鲁棒性较强的公交到达时间窗和灵活性较强的公交优先策略结合使用，提高公交优先效益。
7.该方法具体包括以下步骤：
8.步骤s1，结合公交车速波动和理论到达时刻点计算公交时间窗：预测公交到达停车线时刻，结合公交到达检测器时间及公交车辆的行程车速波动特征，基于理论到达时刻点初步计算公交到达时间区间，再考虑信号相位整体结构的稳定性，以防止公交相位为覆盖公交到达时间窗而产生过大幅度的移动为目的，进一步建立模型计算公交到达时间窗，作为相应公交优先控制策略实施的基础；
9.步骤s2，建立基于公交相位时间窗的公交优先策略：为在进行公交优先控制时减小对社会车辆的负面影响，则以不改变公交相位时长和信号相位整体结构为前提，以公交相位的绿灯时间覆盖公交时间窗为目标调整配时方案。根据各个相位的调整特征即起止时刻和相位长度的变化情况，将基于公交时间窗的优先策略集划分为四种基本策略：相位前移、相位后移、相位压缩和相位拉伸；该策略集可进一步划分为针对不同公交到达情况的两种公交优先控制策略组：(1)当公交到达时间窗在原公交相位开始时刻之前，实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组；(2)当公交到达时间窗在原公交相位结束时刻之后，实施公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组；
10.步骤s3，建立整体公交优先控制逻辑：根据公交车辆发出请求时的特征，组合使用步骤s2中由四种基本策略构成的两种公交优先控制策略组，设计配时方案并计算各个相位的绿灯时间调整量、起止时刻，形成最终的公交优先控制方案。
11.进一步地，步骤s1结合公交车速波动和理论到达时刻点计算公交时间窗，具体包括：
12.步骤s1-1，提取当前时刻t0公交车辆与停车线的距离d
bus
和理论行程车速计算公交到达停车线的理论时刻点
[0013][0014]
步骤s1-2，基于公交运行的历史数据，采用概率统计中的区间估计方法，估计公交行程车速的置信区间及上下限须满足
[0015]
根据距离和行程车速上下限计算公交最早和最晚到达停车线的时差，并结合公交时间窗长度阈值计算公交时间窗长度
[0016][0017]
步骤s1-3，根据理论到达时刻点和公交时间窗长度计算公交时间窗的起
止时刻；在公交时间窗的计算公式中引入时间窗偏移因子α
win
，0≤α
win
≤1，当该因子大于0.5时，公交时间窗会偏向于最早到达时刻；当该因子小于0.5时，公交时间窗会偏向于最晚到达时刻；
[0018]
①
若理论到达时刻点在预测到达时间区间中偏向于最早到达时刻，即满足时，则优先确定公交时间窗的开启时刻再确定关闭时刻
[0019]
②
若理论到达时刻点在预测到达时间区间中偏向于最晚到达时刻，即满足时，则优先确定公交时间窗的关闭时刻再确定开启时刻
[0020]
进一步地，步骤2中实施基本策略前后信号周期中各相位起止时间的具体计算公式为：
[0021][0022][0023][0024]
式中，分别为当前周期c的起止时刻；分别为周期中相位i的绿灯启亮与关闭时刻，i＝1，...，n，n为相位数；分别为实施公交优先策略后，周期中相位i的绿灯启亮与关闭时刻，i＝1，...，n；为当前周期已运行时长，单位为s；c0为背景周期的周期时长，单位为s；ii为背景周期中相位i的绿灯间隔时间，单位为s；分别为背景周期中相位i，j的绿灯时间，单位为s；分别为实施公交优先策略后，当前周期中相位i，j的绿灯时间，单位为s。
[0025]
进一步地，步骤s2中基本策略具体为：
[0026]
1)相位前移策略：当公交时间窗位于公交相位的绿灯启亮时刻之前时，压缩公交相位之前尚未运行完成的所有相位，提前启亮公交相位的绿灯时间；该策略移动公交相位且不改变其绿灯时长，其方案调整特征为且
[0027]
2)相位后移策略：当公交时间窗位于公交相位的绿灯启亮时刻之后时，拉伸公交相位之前尚未运行完成的所有相位，延迟开启公交相位的绿灯时间；该策略移动公交相位且不改变其绿灯时长，其方案调整特征为且
[0028]
3)相位压缩策略：该策略会在以下情况下执行：当采取相位前移策略调整信号方案时受压缩相位的调整方式；该策略针对于非公交相位和未被请求的公交相位，减小其绿灯时长，其方案调整特征为
[0029]
4)相位拉伸策略：该策略会在两种情况下执行：(1)当采取相位后移策略调整信号方案时受拉伸相位的调整方式；(2)当采取公交相位前移策略导致非公交相位被压缩后需对其进行补偿，在执行公交优先的下一周期对非公交相位进行拉伸，各相位拉伸时长应满足恰好可补足其因压缩受损的绿灯时间；该策略针对于非公交相位，增大其绿灯时长，其方案调整特征为
[0030]
进一步地，步骤s3中建立整体公交优先控制逻辑，具体过程包括：
[0031]
步骤s3-1，统计当前产生的公交请求并确定其公交时间窗；依据公交请求的理论到达时刻点即公交时间窗中点确定公交车辆的优先次序总请求数为k；其中分别为第k个请求对应的公交时间窗的开启时刻、理论时刻点和公交时间窗的关闭时刻；
[0032]
步骤s3-2，确定当前运行的相位编号为h及绿灯运行时长以第一个公交请求为基准，确定该请求隶属的目标相位编号i；在优先次序中筛选出隶属于目标相位i的前k1(≥1)个公交请求，忽略后续隶属于其他相位的请求，结果为确定k1个请求中公交到达停车线的最早时刻和最晚时刻
[0033]
步骤s3-3，若前k1个请求的最大到达时差没有超出公交相位的绿灯时长即确定公交相位i的前移量或后移量，为公交相位实施相位移动策略，并确定其他相位的优先策略类型，具体如下：
[0034]
①
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间内，即且无须实施公交优先策略即可保证公交顺利通行；
[0035]
②
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间前，即此时实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿策略组，分别计算公交相位的理论前移量和当前时刻公交相位的最大前移量其中为最小绿灯时间；
[0036]
·
当理论前移量没有超出最大前移量，即时，实施相位前移策略，通过均匀压缩其他相位保障公交车辆不停车通过交叉口；
[0037]
·
当理论前移量超出最大前移量，即时，实施相位前移策略，将其他相位压缩至最小绿灯时间、相位h压缩至在无法避免停车行为的情况下减低公交停车延误；
[0038]
·
相位前移及相位压缩策略实施完成后，在下一周期对非公交相位绿灯时间进行补偿，执行非公交相位绿灯拉伸策略，各相位拉伸时长应恰好可补足其在上一周期因压缩受损的绿灯时间；
[0039]
③
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间后，即此时实施公交相位后移兼非公交相位拉伸策略组，分别计算公交相位的理论后移量和当前时
刻公交相位的最大后移量其中为最大绿灯时间；
[0040]
·
当理论后移量没有超出最大后移量，即时，实施相位后移策略，通过均匀拉伸其他相位保障公交车辆不停车通过交叉口；
[0041]
·
当理论后移量超出最大后移量，即时，不实施公交优先策略；
[0042]
步骤s3-4，若前k1个请求的最大到达时差超出公交相位的绿灯时长即则逐步删除多余的公交优先请求，使得预备响应的公交优先请求中，公交的最大到达时差不超过公交相位绿灯时长；具体计算方法为：若删除最后一个公交请求k1，更新公交请求集k1
set
，转入步骤s3-3重新计算。
[0043]
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
[0044]
(1)提升公交优先控制鲁棒性：本发明未局限于以时刻点作为预测的公交到达时间，而通过理论计算获得公交到达交叉口的时间窗，为相应公交优先策略的实施提供有力基础，有助于提升公交优先通过率。
[0045]
(2)提升公交优先控制灵活性：本发明提出更为灵活的公交优先策略集，灵活响应公交优先请求，减小公交延误，从而提升公交优先控制的有效性。
[0046]
(3)保障社会车辆权益：本发明保证公交相位时长和整体相位结构不变，在实施公交优先的同时尽量考虑社会车辆权益，防止社会车辆因公交优先而产生过大延误。
[0047]
(4)提升交叉口整体通行效益：本发明提出创新的预测方法和优先策略，从公交优先全流程提升公交优先控制水平，进而使交叉口整体通行效率获得提升。
[0048]
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
[0049]
图1是本发明的公交信号优先控制逻辑示意图。
[0050]
图2是相位前移策略示意图。
[0051]
图3是相位后移策略示意图。
[0052]
图4是相位压缩策略示意图。
[0053]
图5是相位拉伸策略示意图。
具体实施方式
[0054]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0055]
需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0056]
在一个实施例中，结合图1，提出了一种基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法，该方法包括如下步骤：
[0057]
1)预测公交到达停车线时刻，结合公交到达检测器时间及公交车辆的行程车速波动特征，基于理论到达时刻点初步计算公交到达时间区间，再考虑信号相位整体结构的稳定性，以防止公交相位为覆盖公交到达时间窗而产生过大幅度的移动为目的，进一步建立模型计算公交到达时间窗，作为相应公交优先控制策略实施的基础。
[0058]
公交时间窗的计算方法如下：
[0059]
s1-1、提取当前时刻t0公交车辆与停车线的距离d
bus
(单位:m)和理论行程车速(单位:m/s)，计算公交到达停车线的理论时刻点
[0060]
s1-2、基于公交运行的历史数据，采用概率统计中的区间估计方法，估计公交行程车速的置信区间及上下限(单位:m/s)，其中须满足根据距离和行程车速上下限计算公交最早和最晚到达停车线的时差，并结合公交时间窗长度阈值(单位:s)，构建公交时间窗长度(单位:s)的计算方法。其中，是预设的长度阈值，该长度限制可避免因公交到达时间的波动范围过大而导致公交相位移动幅度过大，从而标定一个较为稳定的公交时间窗，防止相位整体结构遭受破坏，其取值不超过公交相位的绿灯时间，推荐取[5，10]s：
[0061][0062]
s1-3、根据理论到达时刻点和公交时间窗长度计算公交时间窗的起止时刻。在公交时间窗的计算公式中引入时间窗偏移因子α
win
(0≤α
win
≤1)，当该因子大于0.5时，公交时间窗会偏向于最早到达时刻；当该因子小于0.5时，公交时间窗会偏向于最晚到达时刻。在工程实践中，为了改善因公交实际到达时刻晚于预测时刻而导致公交被迫停车等待下一周期绿灯的情况，可以将公交时间窗尽量偏向于最晚到达时刻，推荐取1/3：
[0063]
①
若理论到达时刻点在预测到达时间区间中偏向于最早到达时刻，即满足时，则优先确定公交时间窗的开启时刻再确定关闭时刻
[0064]
②
若理论到达时刻点在预测到达时间区间中偏向于最晚到达时刻，即满足时，则优先确定公交时间窗的关闭时刻再确定开启时刻
[0065]
2)判断公交到达时间窗和公交相位绿灯时间的偏差程度，为在进行公交优先控制时减小对社会车辆的负面影响，则以尽量不改变公交相位时长和信号相位整体结构为前提，以公交相位的绿灯时间覆盖公交时间窗为目标调整配时方案。根据各个相位的调整特征即起止时刻和相位长度的变化情况，将基于公交时间窗的优先策略划分为四种基本策略：相位前移、相位后移、相位压缩和相位拉伸。该策略集可进一步划分为针对不同公交到达情况的两个策略组：(1)当公交到达时间窗在原公交相位开始时刻之前，实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组，其中补偿即为在实施公交优先后的下一周期对非公
交相位进行拉伸，以补偿因相位压缩而导致的绿灯时间损失；(2)当公交到达时间窗在原公交相位结束时刻之后，实施公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组。
[0066]
四种策略的具体含义如下：
[0067]
(1)相位前移：当在进口道检测到公交请求时，预测其到达时公交相位尚未启亮，则将公交相位适当前移且不改变相位时长，确保其不停车通行或者减少停车等待时间，这种信号调整方式即相位前移。在公交车辆驶离交叉口后，恢复为原有的配时方案。红灯早断策略通过压缩前一相位为公交延长绿灯时间，相位前移是压缩了当前相位至公交相位的所有相位，但未为公交相位延长绿灯时间。
[0068]
以四相位配时方案为例，基于相位前移策略的信号周期调整方式一般如图2所示，其中公交相位执行了前移，其他相位相应执行了压缩策略。
[0069]
(2)相位后移：当在进口道检测到公交请求时，预测其到达时公交相位刚刚关闭，则将公交相位适当后移且不改变相位时长，避免其被迫停车等待下一周期的绿灯时间，这种信号调整方式即相位后移。在公交车辆驶离交叉口后，恢复为原有的配时方案。绿灯延长策略通过压缩该周期内的后续相位为公交延长绿灯时间，相位后移是延长了当前相位至公交相位的所有相位，但未为公交相位延长绿灯时间。
[0070]
以四相位配时方案为例，基于相位后移策略的信号周期调整方式一般如图3所示，其中公交相位执行了后移，其他相位相应执行了拉伸策略。
[0071]
(3)相位压缩：当对公交相位执行前移策略时，前序非公交相位相应执行相位压缩策略，在多线路公交竞争时也可以用于未被请求的公交相位。对于采用压缩策略的相位，其起止时刻和长度皆会变化。
[0072]
以四相位配时方案为例，基于相位压缩和相位前移组合的信号周期调整方法一般如图4所示，其中公交相位执行了前移策略，其他相位执行了压缩策略。
[0073]
(4)相位拉伸：当对公交相位执行后移策略时，前序非公交相位相应执行相位拉伸策略；对受压缩相位进行补偿时，也对其执行相位拉伸策略。对于采用拉伸策略的相位，其起止时刻和长度皆会变化。
[0074]
以四相位配时方案为例，基于相位拉伸和相位后移组合的信号周期调整方法一般如图5所示，其中公交相位执行了后移策略，其他相位执行了拉伸策略。
[0075]
实施基本策略后信号周期中各相位起止时间的具体计算方法为：
[0076][0077][0078][0079]
式中，分别为当前周期c的起止时刻；分别为周期中相位i的绿灯启亮与关闭时刻，i＝1，...，n，n为相位数；分别为实施公交优先策略后，周期中相位i的绿灯启亮与关闭时刻，i＝1，...，n；为当前周期已运行时长，单位为s；c0为背景周期的周期时
长，单位为s；ii为背景周期中相位i的绿灯间隔时间，单位为s；分别为背景周期中相位i，j的绿灯时间，单位为s；分别为实施公交优先策略后，当前周期中相位i，j的绿灯时间，单位为s。
[0080]
s2-1、相位前移策略：当公交时间窗位于公交相位的绿灯启亮时刻之前时，压缩公交相位之前尚未运行完成的所有相位，提前启亮公交相位的绿灯时间。该策略移动公交相位且不改变绿灯时长，其方案调整特征为且
[0081]
s2-2、相位后移策略：当公交时间窗位于公交相位的绿灯启亮时刻之后时，拉伸公交相位之前尚未运行完成的所有相位，延迟开启公交相位的绿灯时间。该策略移动公交相位且不改变绿灯时长，其方案调整特征为且
[0082]
s2-3、相位压缩策略：当采取相位前移等基本策略调整信号方案时受压缩相位的调整方式。该策略主要针对于非公交相位和未被请求的公交相位，减小其绿灯时长，其方案调整特征为
[0083]
s2-4、相位拉伸策略：该策略会在两种情况下执行：(1)当采取相位后移策略调整信号方案时受拉伸相位的调整方式；(2)当采取公交相位前移策略导致非公交相位被压缩后需对其进行补偿，在执行公交优先的下一周期对非公交相位进行拉伸，补足其因压缩受损的绿灯时间。该策略主要针对于非公交相位，增大其绿灯时长，其方案调整特征为
[0084]
3)根据公交车辆发出请求时的特征，组合使用s2中的基本策略设计配时方案并计算各个相位的绿灯时间调整量、起止时刻，形成最终的公交优先控制方案。
[0085]
基于基本优先策略设计公交信号优先控制逻辑，具体实现方法为：
[0086]
s3-1、统计当前产生的公交请求并确定其公交时间窗；依据公交请求的理论到达时刻点即公交时间窗中点确定公交车辆的优先次序总请求数为k。
[0087]
s3-2、确定当前运行的相位编号为h及绿灯运行时长以第一个公交请求为基准，确定该请求隶属的目标相位编号i；在优先次序中筛选出隶属于目标相位i的前k1(≥1)个公交请求，忽略后续隶属于其他相位的请求，结果为确定k1个请求中公交到达停车线的最早时刻和最晚时刻
[0088]
s3-3、若前k1个请求的最大到达时差不超出公交相位的绿灯时长确定公交相位i的前移量或后移量，为公交相位实施相位移动策略，并确定其他相位的优先策略类型。
[0089]
①
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间内，即且无须实施公交优先策略即可保证公交顺利通行。
[0090]
②
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间前，即此时实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿策略组，分别计算公交相位的理论前移量和
当前时刻公交相位的最大前移量其中为最小绿灯时间。
[0091]
·
当理论前移量不超出最大前移量，即时实施相位前移策略，通过均匀压缩其他相位保障公交车辆不停车通过交叉口；
[0092]
·
当理论前移量超出最大前移量，即时实施相位前移策略，将其他相位压缩至最小绿灯时间、相位h压缩至在无法避免停车行为的情况下尽量减低公交停车延误。
[0093]
·
相位前移及相位压缩策略实施完成后，在下一周期对非公交相位绿灯时间进行补偿，执行非公交相位绿灯拉伸策略，各相位拉伸时长应恰好可补足其在上一周期因压缩受损的绿灯时间。
[0094]
③
若公交时间窗处于公交相位的绿灯期间后，即此时实施公交相位后移兼非公交相位拉伸策略组，分别计算公交相位的理论后移量和当前时刻公交相位的最大后移量其中为最大绿灯时间。
[0095]
·
当理论后移量不超出最大后移量，即时实施相位后移策略，通过均匀拉伸其他相位保障公交车辆不停车通过交叉口；
[0096]
·
当理论后移量超出最大后移量，即时不实施公交优先策略。
[0097]
s3-4、若前k1个请求的最大到达时差超出公交相位的绿灯时长则逐步删除多余的公交优先请求，使得预备响应的公交优先请求中，公交的最大到达时差不超过公交相位绿灯时长。其具体计算方法为：若删除最后一个公交请求k1，更新公交请求集k1
set
，转入s3-3重新计算。
[0098]
在其中一个实施例中，提供了一种基于移动公交相位时间窗的公交优先控制系统，所述系统包括：
[0099]
第一模块，用于结合公交车速波动和理论到达时刻点计算公交时间窗；
[0100]
第二模块，用于建立基于公交相位时间窗的公交优先策略：根据各个相位的调整特征即起止时刻和相位长度的变化情况，将基于公交时间窗的优先策略划分为四种基本策略：相位前移、相位后移、相位压缩和相位拉伸；该策略集可进一步划分为针对不同公交到达情况的两种公交优先控制策略组：(1)当公交到达时间窗在原公交相位开始时刻之前，实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组；(2)当公交到达时间窗在原公交相位结束时刻之后，实施公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组；
[0101]
第三模块，用于建立整体公交优先控制逻辑：根据公交车辆发出请求时的特征，组合使用上述由四种基本策略构成的两种公交优先控制策略组，设计配时方案并计算各个相位的绿灯时间调整量、起止时刻，形成最终的公交优先控制方案。
[0102]
关于基于移动公交相位时间窗的公交优先控制系统的具体限定可以参见上文中对于基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法的限定，在此不再赘述。上述基于移动公交相位时间窗的公交优先控制系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合
来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0103]
上述公交优先方法和系统会涉及以下几个部分：检测器、信息处理设备、交通信号控制设备。
[0104]
1.检测器：该检测系统可兼容多种类型的检测器，包括gps、rfid、视频检测器、线圈检测器、雷达检测器、地磁检测器、雷视检测器等各类检测器。
[0105]
2.交通信息处理设备：用于将检测器获取的公交到达信息传输至交通信号控制设备。
[0106]
3.交通信号控制设备：即信号机，是进行社会车辆信号控制和公交优先控制的主体。信号机根据信息处理设备传回的车辆到达信息生成信号配时及公交优先方案，并驱动信号灯色显示。
[0107]
以上所述的检测器、信息处理设备、交通信号控制设备均为现有技术。
[0108]
本发明利用现有技术的检测器、信息处理设备和交通信号机，进行基于公交时间窗的公交优先控制，根据检测器获取的公交到达信息计算公交时间窗，并生成相应的公交优先控制策略，实施控制流程。
[0109]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0110]
s1，结合公交车速波动和理论到达时刻点计算公交时间窗；
[0111]
s2，建立基于公交相位时间窗的公交优先策略：根据各个相位的调整特征即起止时刻和相位长度的变化情况，将基于公交时间窗的优先策略集划分为四种基本策略：相位前移、相位后移、相位压缩和相位拉伸；该策略集可进一步划分为针对不同公交到达情况的两种公交优先控制策略组：(1)当公交到达时间窗在原公交相位开始时刻之前，实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组；(2)当公交到达时间窗在原公交相位结束时刻之后，实施公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组；
[0112]
s3，建立整体公交优先控制逻辑：根据公交车辆发出请求时的特征，组合使用步骤s2中由四种基本策略构成的两种公交优先控制策略组，设计配时方案并计算各个相位的绿灯时间调整量、起止时刻，形成最终的公交优先控制方案。
[0113]
关于每一步的具体限定可以参见上文中对于基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法的限定，在此不再赘述。
[0114]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0115]
s1，结合公交车速波动和理论到达时刻点计算公交时间窗；
[0116]
s2，建立基于公交相位时间窗的公交优先策略：根据各个相位的调整特征即起止时刻和相位长度的变化情况，将基于公交时间窗的优先策略集划分为四种基本策略：相位前移、相位后移、相位压缩和相位拉伸；该策略集可进一步划分为针对不同公交到达情况的两种公交优先控制策略组：(1)当公交到达时间窗在原公交相位开始时刻之前，实施公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组；(2)当公交到达时间窗在原公交相位结束时刻之后，实施公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组；
[0117]
s3，建立整体公交优先控制逻辑：根据公交车辆发出请求时的特征，组合使用步骤s2中由四种基本策略构成的两种公交优先控制策略组，设计配时方案并计算各个相位的绿灯时间调整量、起止时刻，形成最终的公交优先控制方案。
[0118]
关于每一步的具体限定可以参见上文中对于基于移动公交相位时间窗的公交优先控制方法的限定，在此不再赘述。
[0119]
综上，本发明提出的基于公交时间窗的公交优先控制方法，基于公交车速波动特征，将理论上公交到达停车线的时刻点扩展为时间区间，建立模型计算公交到达时间窗，并以公交相位的绿灯时间完全覆盖公交时间窗为目标，在不改变公交相位时长和整体相位结构的基础上，通过灵活调整公交相位的起止时刻，即公交相位时间窗，保障公交车辆顺利通行。根据公交预测到达的时刻，公交相位起止时刻和时长的特征，提出公交相位前移兼非公交相位压缩与补偿的策略组，或公交相位后移兼非公交相位拉伸的策略组，进一步实现公交信号优先控制。本发明可以最大程度地减少因公交优先对其他相位绿灯时间的侵占，避免因到达时间存在误差、无度延长公交相位时长和调整整体相位结构而造成的公交优先失效情况，提高交叉口整体通行效率。
[0120]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。