一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法，在公交專用道上布設(shè)公交車檢入檢測器和公交車檢出檢測器；根據(jù)公交車檢入檢測器和其下游相鄰的公交車檢出檢測器檢測到的公交車經(jīng)過時間及信號控制節(jié)點處信號相位的狀態(tài)，根據(jù)下式計算出待測公交車到達下游信號控制節(jié)點處的停車線的時間Ta=Tt+Tw+Td，其中Tt為待測公交車的當(dāng)前位置至排隊公交車輛尾部的時間，Tw為等待綠燈時間，Td為排隊公交車輛消散時間。通過本發(fā)明方法可以準(zhǔn)確掌握檢測到的公交車輛在各信號控制節(jié)點通行時間上的需求，使得公交信號優(yōu)先控制措施的實施更合理、更高效。
【專利說明】一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通工程領(lǐng)域，特別是公交車到達時間預(yù)測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著公交優(yōu)先上升為國家戰(zhàn)略，我國各大城市公交專用道規(guī)劃里程日益增加，但目前國內(nèi)實際應(yīng)用中，許多公交專用道沿線仍然采用傳統(tǒng)的信號控制方案，致使現(xiàn)狀公交專用道運行效益并不十分明顯，尤其是在出行高峰期間的信號控制節(jié)點處，公交車輛仍需要長時間停車等待通行相位綠燈。即便有的采用了公交信號優(yōu)先控制的情況下，目前的公交信號優(yōu)先控制也往往是一種被動優(yōu)先控制策略，而不能根據(jù)動態(tài)公交車輛到達情況實時進行公交信號優(yōu)先控制決策及相應(yīng)的優(yōu)先策略選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法，解決現(xiàn)有的公交信號優(yōu)先控制策略不能動態(tài)反映公交車輛到達情況下就給予優(yōu)先信號從而不能保證為公交車輛提供實時優(yōu)先信號的問題。
[0004]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于線圈檢 測器的公交車到達時間預(yù)測方法，在公交專用道上布設(shè)公交車檢入檢測器和公交車檢出檢測器，其中公交車檢入檢測器布設(shè)在直行進口車道禁止變換車道線與虛線相接位置或者公交?？空境稣疚恢?，公交車檢出檢測器布設(shè)在信號控制節(jié)點處的停車線外；根據(jù)公交車檢入檢測器和其下游相鄰的公交車檢出檢測器檢測到的公交車經(jīng)過時間及信號控制節(jié)點處信號相位的狀態(tài)，根據(jù)下式計算出待測公交車到達下游信號控制節(jié)點處的停車線的時間Ta=Tt+Tw+Td，其中Tt為待測公交車的當(dāng)前位置至排隊公交車輛尾部的時間，Tw為等待綠燈時間，Td為排隊公交車輛消散時間。
[0006]本發(fā)明的核心是根據(jù)檢測器檢測公交車輛到達時間及當(dāng)時所處的信號相位狀態(tài)，確定下游停車線前排隊車輛數(shù)，從而通過本發(fā)明所建立的公交車到達下游停車線的時間預(yù)測模型計算該公交車到達下游停車線的時間，最終為調(diào)整信號控制策略提供數(shù)據(jù)支持。
[0007]具體的，在本發(fā)明中按照下述方法計算待測公交車到達下游信號控制節(jié)點處的停車線的時間Ta;
[0008]步驟一、計算排隊公交車輛消散時間Td:
[0009]Td=k.^fNahead.hs
[0010]其中:
[0011]tsl為信號控制節(jié)點處公交專用道上排隊公交車輛啟動損失時間，單位:s ;
[0012]hs為排隊公交車輛的平均消散時間，單位:s/輛；
[0013]Natead為公交車檢入檢測器檢測到待測公交車經(jīng)過時刻，其下游尚未通過信號控制節(jié)點的公交車數(shù)量，即下游信號控制節(jié)點處公交專用道上等待通行相位綠燈的公交車輛數(shù)，單位:輛，根據(jù)下式計算得到:[0014]Nahead=Nin-Nout-1
[0015]這里:
[0016]Nin為通過公交車檢入檢測器的公交車輛數(shù)，每通過一輛公交車，自動加I ;
[0017]Nout為通過公交車檢出檢測器的公交車輛數(shù)，每通過一輛公交車，自動加I ;
[0018]k為公交車等待通行相位綠燈開關(guān)系數(shù)，當(dāng)無排隊公交車輛時即Nahead = O則k =
O,當(dāng)有排隊公交車輛時即Nahead > O則k = I ;
[0019]步驟二、計算待測公交車的當(dāng)前位置至排隊公交車輛尾部的時間Tt和等待綠燈時間Tw之和:
[0020](I)、首先按照信號相位劃分控制節(jié)點處的信號燈
[0021]按照信號相位將信號燈的一個周期劃分成η個信號相位，其中公交通行相位相序為q，且qe [1，η]，當(dāng)前通行信號相位相序為p，且P e [1，η]，則信號控制燈的周期時長為
[0022]C = ΣΡ=ι(^ + Ii)
[0023]其中:
[0024]Gi為第i個信號相位的綠燈顯示時間；
[0025]Ii為第i個信號相位的綠燈間隔時間；
[0026]設(shè)定T。為每個周期信號當(dāng)前運行過的時間，并且以每個周期第I個相位即i = I的通行綠燈啟亮?xí)r刻為Tc的計時零點，且Tc隨著信號周期的運行而增長，即在每個信號周期開始時，Tc自動歸零，即Te=0，每個周期結(jié)束時，Tc隨時間自然增長到C，即Te=C ；
[0027](2)然后根據(jù)T。時刻公交車檢入檢測器檢測到公交車輛通過時，公交車檢入檢測器下游信號燈當(dāng)前通行相位與公交通行相位之間的相序關(guān)系，具體分為以下3種情況:
[0028]情況一、p=q
[0029]設(shè)定一臨界值Tetl,當(dāng)Te=Tetl時，公交車檢入檢測器在此刻檢測到有公交車輛到達，則該輛公交車輛為本信號周期最后一輛能夠不停車通過下游停車線的公交車，該臨界值Tc^的計算公式如下:
[0030]Tc0=Sq-Tt0
[0031]其中:
[0032]Dq為公交通行相位的綠燈結(jié)束時刻對應(yīng)的Tc值，KSq =+ Id +Gi
[0033]Tttl為待測公交車恰好能在當(dāng)前相位的綠燈結(jié)束時刻駛過停車線的運行時間的臨界值，且Tttl=LzVf，其中L為公交車檢入檢測器與停車線之間的距離，單位:m，Vf為公交車自由運行速度，單位:m/s ；
[0034]若Tc≤Tc0,必然不存在排隊，則Td = 0，且Tt=TtQ=L/vf，同時待測公交車在當(dāng)前相位綠燈結(jié)束前即可通過停止線，故Tw = O,從而Ta=Tt+Tw-Td=Tt=L/vf ；
[0035]若T。> Tc0,可能存在排隊情況，并且在P = q的前提下，必定滿足+ Ii) <
Tc < E-=1(Gi + 10，因此，在U之后檢測到車輛到達，無法在本周期綠燈結(jié)束之前通過
該信號控制節(jié)點，只能等到下一周期公交通行相位綠燈啟亮?xí)r刻再通過停止線，因而該待測公交車自當(dāng)前位置運行排隊公交車輛尾部的時間Tt和等待綠燈時間Tw之和即等于本周期剩余時間長(C-T。)和下一周期開始至下一周期公交通行相位綠燈啟亮?xí)r間長+ Ii)之和，即 Tt+Tw = C-Tc + Zti(Gi + h)，從而 Ta = Tt + Tw + Td =
C _TC ++ h) + k _ tsi + Nakead.hs；
[0036]情況二、p< q
【權(quán)利要求】
1.一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法，其特征在于:在公交專用道上布設(shè)公交車檢入檢測器和公交車檢出檢測器，其中公交車檢入檢測器布設(shè)在直行進口車道禁止變換車道線與虛線相接位置或者公交?？空境稣疚恢?，公交車檢出檢測器布設(shè)在信號控制節(jié)點處的停車線外；根據(jù)公交車檢入檢測器和其下游相鄰的公交車檢出檢測器檢測到的公交車經(jīng)過時間及信號控制節(jié)點處信號相位的狀態(tài)，根據(jù)下式計算出待測公交車自當(dāng)前位置到達下游信號控制節(jié)點處的停車線的所用的時間Ta=Tt+Tw+Td，其中Tt為待測公交車自當(dāng)前位置運行至排隊公交車輛尾部的時間，Tw為等待綠燈時間，Td為下游信號控制節(jié)點處公交專用道上排隊公交車輛的消散時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線圈檢測器的公交車到達時間預(yù)測方法，其特征在于:按照下述方法計算待測公交車到達下游信號控制節(jié)點處的停車線的時間Ta ； 步驟一、計算排隊公交車輛消散時間Td:
Td=k.tsl+Nahead.hs 其中: tsl為信號控制節(jié)點處公交專用道上排隊公交車輛啟動損失時間，單位:s ； hs為排隊公交車輛的平均消散時間，單位:s/輛； Natead為公交車檢入檢測器檢測到待測公交車經(jīng)過時刻，其下游尚未通過信號控制節(jié)點的公交車數(shù)量，即下游信號控制節(jié)點處公交專用道上等待通行相位綠燈的公交車輛數(shù)，單位:輛，根據(jù)下式計算得到:
Nahead=Nin-Nout-1 這里: Nin為通過公交車檢入檢測器的公交車輛數(shù)，每通過一輛公交車，自動加I ; Nout為通過公交車檢出檢測器的公交車輛數(shù)，每通過一輛公交車，自動加I ; k為公交車等待通行相位綠燈開關(guān)系數(shù)，當(dāng)無排隊公交車輛時即Natead = O則k = O，當(dāng)有排隊公交車輛時即Nahead > O則k = I ; 步驟二、計算待測公交車自當(dāng)前位置運行至排隊公交車輛尾部的時間Tt和等待綠燈時間Tw之和: (1)首先按照信號相位劃分控制節(jié)點處的信號燈 按照信號相位將信號燈的一個周期劃分成η個信號相位，其中公交通行相位相序為q，且qe [1，η]，當(dāng)前通行信號相位相序為P，且P e [I, η]，則信號控制燈的周期時長為c = ΣΠ H-1) 其中: Gi為第i個信號相位的綠燈顯示時間； Ii為第i個信號相位的綠燈間隔時間； 設(shè)定T。為每個周期信號當(dāng)前運行過的時間，并且以每個周期第I個相位即i = I的通行綠燈啟亮?xí)r刻為T。的計時零點，且T。隨著信號周期的運行而增長，即在每個信號周期開始時，Tc自動歸零，即Te=O,每個周期結(jié)束時，Tc隨時間自然增長到C，即Te=C ； (2)然后根據(jù)T。時刻公交車檢入檢測器檢測到公交車輛通過時，公交車檢入檢測器下游信號燈當(dāng)前通行相位與公交通行相位之間的相序關(guān)系，具體分為以下3種情況:情況一、P=q 設(shè)定一臨界值U，當(dāng)Te=Ira時，公交車檢入檢測器在此刻檢測到有公交車輛到達，則該輛公交車輛為本信號周期最后一輛能夠不停車通過下游停車線的公交車，該臨界值Tai的計算公式如下:
TcO-Sq-Tto 其中: Sq為公交通行相位的綠燈結(jié)束時刻對應(yīng)的T。值，且
【文檔編號】G08G1/042GK103927893SQ201410168651
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】李鐵柱, 薛長松, 錢芳 申請人:東南大學(xué)