本發(fā)明涉及一種交叉口信號(hào)控制控制方法，特別是基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法。

背景技術(shù)：

截止2015年11月公布的數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)已有超過(guò)100個(gè)城市規(guī)劃建設(shè)有軌電車(chē)，到2020年，我國(guó)規(guī)劃建設(shè)的現(xiàn)代有軌電車(chē)線路總里程達(dá)到2500公里，未來(lái)5年內(nèi)我國(guó)現(xiàn)代有軌電車(chē)將迎來(lái)建設(shè)的高峰期。

有軌電車(chē)作為軌道交通的方式之一，相比于地鐵，建設(shè)成本低(僅為地鐵的1/5-1/4)，并且地鐵的運(yùn)能要充分發(fā)揮，必須得等到地鐵交通形成網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)周期至少要10年左右。而有軌電車(chē)布置于城市道路上，可以作為軌道交通網(wǎng)絡(luò)的接駁與加密而緩解交通擁堵壓力。相比于常規(guī)的道路公共交通，有軌電車(chē)較之環(huán)保，能耗僅為其的1/5。有軌電車(chē)一般采用半獨(dú)立路權(quán)的方式運(yùn)營(yíng)，在路段上獨(dú)立運(yùn)行，除了交叉口外一般不會(huì)擁堵，較常規(guī)公交更加準(zhǔn)時(shí)，速度更快，并且單次運(yùn)能比常規(guī)公交更大，有軌電車(chē)可以作為長(zhǎng)途公交在城區(qū)與郊區(qū)之間運(yùn)行，方便通勤。

現(xiàn)代有軌電車(chē)主要采取半獨(dú)立路權(quán)的運(yùn)營(yíng)模式，即有軌電車(chē)在路段上獨(dú)立運(yùn)行，在平面交叉口與城市道路交通、行人等共享路權(quán)。有軌電車(chē)屬于中運(yùn)量的公共交通運(yùn)輸工具，為了貫徹“公交優(yōu)先”原則，吸引更多的人乘坐有軌電車(chē)，則有軌電車(chē)的高效、準(zhǔn)時(shí)運(yùn)行就尤為重要。由于有軌電車(chē)的延誤主要是在交叉口產(chǎn)生的，故本專(zhuān)利立足于有軌電車(chē)的平面交叉口，發(fā)明一種基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法，使得有軌電車(chē)可以不停車(chē)通過(guò)交叉口，并且設(shè)置簡(jiǎn)單，易與實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種為有軌電車(chē)與道路交通在平面交叉口共用的信號(hào)控制方法，該策略可以保證有軌電車(chē)不停車(chē)通過(guò)交叉口，實(shí)現(xiàn)有軌電車(chē)的高效運(yùn)行。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法，包括如下步驟：

步驟1、利用環(huán)形檢測(cè)線圈檢測(cè)有軌電車(chē)在交叉口上游l處的地點(diǎn)速度及時(shí)刻；

步驟2、通過(guò)無(wú)線電傳播方式將得到的數(shù)據(jù)傳輸給中心控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)的時(shí)刻；

步驟3、中心控制計(jì)算機(jī)計(jì)算有軌電車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)交通信號(hào)相位運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)不同的相位狀態(tài)采取不同信號(hào)優(yōu)先措施使得有軌電車(chē)不停車(chē)通過(guò)；

步驟4、根據(jù)上一步驟的結(jié)果，中心控制計(jì)算機(jī)生成相應(yīng)的指令，決定半獨(dú)立路權(quán)下的有軌電車(chē)平交路口的各信號(hào)燈的顯示狀態(tài)；

步驟5、控制中心通過(guò)無(wú)線電傳播方式將指令傳遞給相應(yīng)信號(hào)燈，信號(hào)燈顯示結(jié)果；

步驟6、各路口的駕駛員(包括有軌電車(chē)駕駛員)根據(jù)信號(hào)燈的顯示結(jié)果做出相應(yīng)駕駛行為，有軌電車(chē)不停車(chē)通過(guò)交叉口；

步驟7、環(huán)形檢測(cè)線圈在沒(méi)有檢測(cè)到有軌電車(chē)的情況下，按預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案執(zhí)行。

進(jìn)一步地，所述步驟1中，在有軌電車(chē)平交路口的每個(gè)進(jìn)口道上均設(shè)有停車(chē)線，在有軌電車(chē)線路上游距離停車(chē)線l處埋設(shè)檢測(cè)線圈，當(dāng)有軌電車(chē)通過(guò)檢測(cè)線圈時(shí)，檢測(cè)有軌電車(chē)到檢測(cè)線圈時(shí)的速度及時(shí)刻，其中，l表示檢測(cè)線圈埋設(shè)點(diǎn)到有軌電車(chē)停車(chē)線的距離(單位：m)，主要考慮有軌電車(chē)的制動(dòng)距離，在檢測(cè)線圈處至少能保證有軌電車(chē)在停車(chē)線前停下，計(jì)算公式如下：

式中：v0—有軌電車(chē)經(jīng)過(guò)環(huán)形檢測(cè)線圈的地點(diǎn)車(chē)速，單位km/h；

a—有軌電車(chē)的平均制動(dòng)減速度，一般不小于1.1m/s²。

進(jìn)一步地，所述步驟3具體包括：

(1)預(yù)估計(jì)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)正好處于相位j通行狀態(tài)時(shí)，預(yù)判斷有軌電車(chē)是否能在剩余的綠燈時(shí)間內(nèi)通過(guò)交叉口，若是，則繼續(xù)按預(yù)設(shè)的相位運(yùn)行，否則延長(zhǎng)當(dāng)前相位的綠燈時(shí)間，結(jié)束后繼續(xù)按預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案執(zhí)行；

(2)預(yù)估計(jì)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口不處于相位j通行狀態(tài)而處于相位i狀態(tài)時(shí)，記相位i的綠燈時(shí)長(zhǎng)為ti，相位i的剩余綠燈時(shí)間為ri，信號(hào)優(yōu)先的觸發(fā)閾值為ti，0<tmin<ri<ti，其中tmin、ti與ri是預(yù)設(shè)在信號(hào)控制系統(tǒng)中的固定值，若ri<tmin,則相位i提前結(jié)束，按預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案切換為下一相位，若ri>tmin，則插入相位j，結(jié)束后繼續(xù)按預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案執(zhí)行；

(3)預(yù)估計(jì)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口相位運(yùn)行狀態(tài)為全紅時(shí)，則立即切換至相位j，此時(shí)相位j的綠燈時(shí)長(zhǎng)壓縮至tmin，結(jié)束后繼續(xù)按預(yù)設(shè)的信號(hào)方案執(zhí)行。

進(jìn)一步地，所述步驟5中，所述相應(yīng)信號(hào)燈包括道路交通信號(hào)燈及有軌電車(chē)專(zhuān)用信號(hào)燈，當(dāng)信號(hào)燈顯示綠燈時(shí)，表示擁有通行權(quán)，即可以通過(guò)交叉口；當(dāng)信號(hào)燈顯示紅燈時(shí)，表示禁止通行，需在停車(chē)線前等待；當(dāng)信號(hào)燈顯示黃燈時(shí)，表示警示、提示后面車(chē)輛，信號(hào)燈將馬上轉(zhuǎn)換為紅燈，停車(chē)線前的車(chē)輛禁止通行，已過(guò)停車(chē)線的車(chē)輛可以繼續(xù)通行。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)定基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法，使得有軌電車(chē)可以不停車(chē)通過(guò)交叉口，并且設(shè)置簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，貫徹公交優(yōu)先的原則，吸引更多的人乘坐有軌電車(chē)，促進(jìn)有軌電車(chē)的高效、準(zhǔn)時(shí)運(yùn)行，滿(mǎn)足城市公共交通運(yùn)輸?shù)男枰?/p>

附圖說(shuō)明

圖1是基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法原理流程圖。

圖2是插入相位的示意圖。

圖3是中央布置直行的有軌電車(chē)線路的平面交叉口示意圖。

圖4是基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法的具體實(shí)施步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)的闡述，以中央布置直行的有軌電車(chē)線路的4相位平面交叉口(見(jiàn)圖3)為例論述實(shí)施的過(guò)程。

如圖1所示，一種基于預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻的信號(hào)優(yōu)先控制方法，包括如下步驟：

步驟1，利用環(huán)形檢測(cè)線圈檢測(cè)有軌電車(chē)在交叉口上游l處的地點(diǎn)速度及時(shí)刻。在有軌電車(chē)平交路口的每個(gè)進(jìn)口道上均設(shè)有停車(chē)線，在有軌電車(chē)線路上游距離停車(chē)線l處埋設(shè)檢測(cè)線圈，l表示檢測(cè)線圈埋設(shè)點(diǎn)到有軌電車(chē)停車(chē)線的距離(單位：m)，主要考慮有軌電車(chē)的制動(dòng)距離，在檢測(cè)線圈處至少能保證有軌電車(chē)在停車(chē)線前停下，通常按下式計(jì)算：

式中：v0—有軌電車(chē)經(jīng)過(guò)環(huán)形檢測(cè)線圈的地點(diǎn)車(chē)速，單位km/h；

a—有軌電車(chē)的平均制動(dòng)減速度，一般不小于1.1m/s²；

步驟2，通過(guò)無(wú)線電傳播方式將步驟1得到的有軌電車(chē)速度及時(shí)刻傳給中心控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，預(yù)測(cè)有軌電車(chē)到達(dá)停車(chē)線處的時(shí)刻。

步驟3，中心控制計(jì)算機(jī)計(jì)算有軌電車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)交通信號(hào)相位運(yùn)行狀態(tài)并根據(jù)不同的相位狀態(tài)采取不同信號(hào)優(yōu)先措施使得有軌電車(chē)不停車(chē)通過(guò)，參考圖4，具體包括如下步驟：

步驟s1，根據(jù)預(yù)估計(jì)有軌電車(chē)從檢測(cè)器到達(dá)交叉口的時(shí)刻判斷電車(chē)到達(dá)交叉口的相位狀態(tài)，若為相位1，則執(zhí)行s2；若為相位2，則執(zhí)行s3；若為相位3，則執(zhí)行s4；若為相位4，則執(zhí)行s5；若為全紅狀態(tài)，則執(zhí)行s6。

步驟s2，判斷相位1的剩余綠燈時(shí)間r1是否大于t1(取t1＝20s，以保證能有7、8輛通過(guò)交叉口，避免上游倒流式大堵塞)，若否，則執(zhí)行s201；若是，執(zhí)行s202。

步驟s201，延長(zhǎng)相位1的綠燈時(shí)間，延長(zhǎng)時(shí)間為(20-r1)。

步驟s202，不作處理，保持預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案執(zhí)行。

步驟s3，判斷相位2的剩余綠燈時(shí)間r2是否大于t2(取t2＝5s，以保證能有2、3輛左轉(zhuǎn)車(chē)輛能駛離交叉口)，若否，則執(zhí)行s301；若是，執(zhí)行s302。

步驟s301，提前結(jié)束相位2，按預(yù)設(shè)信號(hào)相位方案執(zhí)行。

步驟s302，插入相位1，相位1結(jié)束后繼續(xù)運(yùn)行相位2的剩余綠燈時(shí)間。

步驟s4，判斷相位3的剩余綠燈時(shí)間r3是否大于t3(取t3＝20s)，若否，則執(zhí)行s401；若是，執(zhí)行s402。

步驟s401，提前結(jié)束相位3，按預(yù)設(shè)信號(hào)相位方案執(zhí)行。

步驟s402，插入相位1，相位1結(jié)束后繼續(xù)運(yùn)行相位3的剩余綠燈時(shí)間。

步驟s5，判斷相位4的剩余綠燈時(shí)間r4是否大于t4(取t4＝5s)，若否，則執(zhí)行s501；若是，執(zhí)行s502。

步驟s501，提前結(jié)束相位4，按預(yù)設(shè)信號(hào)相位方案執(zhí)行。

步驟s502，插入相位1，相位1結(jié)束后繼續(xù)運(yùn)行相位4的剩余綠燈時(shí)間。

步驟s6，立即切換至相位1，相位1結(jié)束后按預(yù)設(shè)信號(hào)相位方案執(zhí)行。

步驟4、根據(jù)步驟3的結(jié)果，中心控制計(jì)算機(jī)生成相應(yīng)的指令，決定半獨(dú)立路權(quán)下的有軌電車(chē)平交路口的各信號(hào)燈的顯示狀態(tài)；

步驟5、控制中心通過(guò)無(wú)線電傳播方式將指令傳遞給相應(yīng)信號(hào)燈，包括道路交通信號(hào)燈及有軌電車(chē)專(zhuān)用信號(hào)燈，當(dāng)信號(hào)燈顯示綠燈時(shí)，表示擁有通行權(quán)，即可以通過(guò)交叉口；當(dāng)信號(hào)燈顯示紅燈時(shí)，表示禁止通行，需在停車(chē)線前等待；當(dāng)信號(hào)燈顯示黃燈時(shí)，表示警示、提示后面車(chē)輛，信號(hào)燈馬上轉(zhuǎn)換為紅燈了，停車(chē)線前的車(chē)輛禁止通行，已過(guò)停車(chē)線的車(chē)輛可以繼續(xù)通行。

步驟6、各路口的駕駛員(包括有軌電車(chē)駕駛員)根據(jù)信號(hào)燈的顯示結(jié)果做出相應(yīng)駕駛行為，正常情況下，有軌電車(chē)專(zhuān)用信號(hào)燈是顯示綠燈的，有軌電車(chē)是不停車(chē)通過(guò)交叉口，除非特殊情況，例如交叉口發(fā)生交通事故無(wú)法通行，有軌電車(chē)專(zhuān)用信號(hào)燈才會(huì)顯示其它顏色。

步驟7、環(huán)形檢測(cè)線圈在沒(méi)有檢測(cè)到有軌電車(chē)的情況下，按預(yù)設(shè)的信號(hào)相位方案執(zhí)行，預(yù)設(shè)的為四相位信號(hào)方案，其中有軌電車(chē)與道路交通的東西直行車(chē)流共享相位1，東西進(jìn)口道的左轉(zhuǎn)車(chē)流在相位2的信號(hào)顯示狀態(tài)下通行，南北方向的直行車(chē)流在相位3的信號(hào)狀態(tài)下通行，南北進(jìn)口的左轉(zhuǎn)車(chē)流在相位4的信號(hào)狀態(tài)下通行。

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。