[发明专利]基于GPS的特殊车辆信号优先控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通信号控制领域，具体涉及一种基于GPS定位数据的特殊车辆交通信号优先控制方法。

背景技术

特殊车辆，诸如消防车、救护车、抢险车、警车等，其执行的特殊使命直接关系到人民群众的生命财产安全，因此保障其道路行驶路权，一直是城市交通管理者重要的职责之一。

传统信号优先任务的执行，需要提前调度大量警力至优先车辆途径的信号交叉口，通过执勤交警间的协作，人为调整信号机工作状态，为特殊车辆开辟信号优先路径。随着分布式城市交通信号控制系统的普及，前端信号机的远程控制得以实现，使得指挥中心执勤民警可直接通过操作后台信号控制系统设置信号优先方案，有效降低了路口执勤交警的工作量，但是特殊车辆行进的实时位置及状态仍需要人工辅助确认，在缺乏精确信息支持的条件下，信号优先控制方案执行和撤销时机无法准确把握，由此容易对城市道路常规交通流造成不良的影响。

国内外关于信号优先控制方面的研究主要是针对公交车辆，而对于特殊车辆的信号优先控制的研究相对较少。传统方法由于特殊车辆到达交叉口的时间不确定性，使得无法为特殊车辆提供合适的优先信号时机和恢复交叉口信号相序的时机，从而导致的信号优先控制效果过低；而且当前对特殊车辆的信号优先控制的研究主要集中在单特殊车辆通行信号交叉口的信号优先控制，而对于多特殊车辆同时段到达信号交叉口的信号优先控制研究较少。

综观当前特殊车辆信号优先控制方法的研究和应用，存在的不足及问题主要有：

1．算法实时性和可靠性较差。一般信号优先方法仅将车辆行驶方向下游单个交叉口为控制对象，在车辆快速通行的条件下，未充分考虑到数据处理及信号控制系统切换状态等因素导致的延时；

2. 没有较好的方法确定特殊车辆到达交叉口或通过交叉口的确定时间，无法提供合适的优先通行信号或恢复信号相位的时机，从而导致信号控制效率过低；

3. 未充分考虑多辆特殊车辆的冲突性，即当存在多辆特殊车辆同时需要锁定交叉口信号相位，应对这些特殊车辆有条件主动信号控制。

发明内容

针对现有传统特殊车辆信号优先控制方法无法提供合适的优先信号时机和恢复交叉口信号相序的时机而导致的信号优先控制效果过低，对于多特殊车辆同时段到达信号交叉口的信号优先控制无法给予有条件信号优先控制的现象，本发明提出了一种基于GPS的特殊车辆信号优先控制方法。其目的在于能够自动判别需要执行信号优先控制方案（即相位锁定）和需要恢复正常信号控制方案（即方案恢复）的信号交叉口，同时还兼顾考虑了多信号优先任务并存等特殊情况下的数据处理方法，对提高特殊车辆信号优先服务水平，实现城市交通管理的信息化和智能化有着积极的意义。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种基于GPS的特殊车辆信号优先控制的方法，所述方法步骤包括：

1）实时获取特殊车辆信号优先控制任务配置参数，并构建优先路线交叉口的信号优先信息表；

2）判断任务是否结束，若否，则转入步骤3），否则进行步骤8）

3）实时获取当前任务特殊车辆的GPS数据；

4）结合电子地图数据，将GPS定位点匹配到相应的路段上，以该路段为基准，划分优先路线的下游交叉口集和上游交叉口集；

5）确定下游候选阶段锁定交叉口集和上游候选解锁交叉口集：

5-1）基于下游交叉口集的电子围栏，确定下游候选阶段锁定交叉口集；

5-2）取上游交叉口集作为上游候选解锁交叉口集；

6）确定需锁定阶段的交叉口集和需解除阶段锁定的交叉口集：

6-1）根据下游候选阶段锁定交叉口集的信号优先信息表，确定需锁定阶段的交叉口集；

6-2）根据上游候选解锁交叉口集的信号优先信息表，确定需解除阶段锁定的交叉口集；

7）根据需锁定阶段的交叉口集和需解锁阶段锁定的交叉口集，向信号控制系统下达相应交叉口阶段锁定和解锁指令；

8）根据优先路线交叉口的信号优先信息表，解除该任务路线上相应的交叉口的阶段锁定，然后结束当前任务。

发明内容还包括：

步骤1）中，特殊车辆信号优先控制任务配置参数，主要包括优先路线、优先等级、车队包含车辆数、优先相位；交叉口信号优先信息表用于临时存储信号优先任务的相关信息以及解锁延时计时器，若该表为空，则说明该交叉口未处于阶段锁定状态，若非空，则说明该交叉口处于被一个或多个优先任务同时锁定阶段的状态；

步骤2）中，判断任务结束的条件为：用户在任务结束后或者在任务执行途中发送任务结束指令；