[发明专利]基于绿灯需求度的公交信号优先控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术，尤其涉及一种基于绿灯需求度的公交信号优先控制方法。

背景技术

随着经济的发展和城市规模的不断扩大，城市交通需求与供给之间的矛盾越来越突出，交通拥挤、环境污染等问题日益严重。优先发展公共交通已成为世界各国应对交通拥堵的战略选择之一。

交叉口公交优先通行技术主要包括两个方面，即通行空间上和时间上的优先。空间优先是指设置公交专用进口道等；时间优先则是通过公交信号优先控制实现。公交信号优先按不同的控制策略可分为被动优先、主动优先和实时优先，随着车辆检测技术、车辆自动定位技术及车辆识别技术的发展，依靠检测和定位信息的主动优先和实时优先的研究逐渐成为新的研究热点，也取得了很多有益的成果。

国外公交优先相关研究都是针对本国交通情况进行的，研究成果很难适应我国公交线路多、发车频率高、公交网络复杂和干扰因素多等现状。国内的相关研究更多的是只针对单个交叉口中某一个方向有公交车到达的情况进行研究，未能很好地考虑不同方向同时有多辆公交车到达的普遍情况，也很少考虑公交车、普通机动车、非机动车及行人之间的利益协调和均衡。

本发明针对以上问题的思考和研究，提出了一种基于绿灯需求度的公交信号优先控制方法，来具体解决公交信号优先中多向多车同时到达的实际问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有公交信号优先控制方法中未考虑不同方向、多辆公交车到达的不足，和未考虑公交车与普通机动车、行人和非机动车之间利益均衡的不足，提供了一种基于绿灯需求度的公交信号优先控制方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：该方法首先是安装不同类型的车辆检测器、具有逻辑编程和计算功能的信号机、信号灯组，并通过有线或无线通信方式将它们连接起来，信号机每一秒执行一次下列步骤：

1.信号机通过车辆检测器记录交叉口各个进口道的车辆到达情况：计算出当前绿灯相位的绿灯延长参考时间T_GER，检测到公交车到达时产生优先请求并记录公交优先级BP，记录不同红灯相位中公交车辆到达时刻TB_ij；

2.信号机根据上一步骤中的T_GER、BP和实时车辆检测信息，以最小绿灯时间、最大绿灯时间为参数，以当前绿灯时间作为自变量，计算当前绿灯相位的绿灯持有度GHoldD；根据公交车辆到达时刻TB_ij、各相位的头车等待时间、各相位行人和非机动车的等待时间，以最大红灯时间、行人和非机动车最大等待时间为参数，以各相位红灯时间为自变量，计算各个红灯相位的绿灯需求度GNeedD_i；

3.信号机根据上一步骤计算得到的一个绿灯相位的绿灯持有度GHoldD和多个红灯相位的绿灯需求度GNeedD_i，选取多个绿灯需求度中的最大者GNeedD_max与绿灯持有度GHoldD进行比较：若GHoldD≥GNeedD_max，继续放行当前绿灯相位；否则，切换到下一相位。

技术方案中所述的安装不同类型的车辆检测器有以下四种情况：

1.普通机动车到达检测器：一般布设在交叉口进口道展宽段内的上游较远处，具体视实际路口的道路情况而定；检测器类型没有特殊要求，可以环形线圈检测器或其他新型检测器；

2.普通机动车等待检测器：布设在交叉口进口道的停车线前，用于检测第一辆车的占有时间，即头车开始等待的时间；检测器类型必须是存在型检测器；

3.公交车到达检测器：如果道路情况有公交专用道，公交车到达检测器布设在公交专用道的上游某处，具体视实际路口的道路情况而定；如果道路情况没有公交专用道，公交车到达检测器必须是能区分检测出公交车的特殊检测器，如基于射频技术的检测器等；

若要实现有条件优先，公交车到达检测器必须能识别出不同公交车的不同优先级，如晚点的公交车可以设为较高的优先级，基于射频技术的检测器可以从公交车接收到包括晚点、载客人数等更多有用的信息；

4.行人和非机动车等待检测器：用于检测行人和非机动车的占有、等待情况，可以是行人过街按钮、基于视频的行人和非机动车检测器或其他新型检测器等；行人和非机动车使用相同的控制信号，在信号相位中统一考虑。

技术方案中所述的计算绿灯延长参考时间T_GER采用下列步骤：

1.最小绿灯时间结束前，T_GER等于当前绿灯相位的最小绿灯时间；