CN110009910B - 交叉口公交优先时空资源动态调配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉口公交优先时空资源动态调配方法，基于信号灯组优化控制逻辑，一方面通过对交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，采用分时复用方式动态调配交叉口进口车道的时空资源，解决了交叉口公交专用道侵占机动车车道资源的矛盾；另一方面突破了公交车信号灯和机动车信号灯在同一个信号相位放行的方式，将公交车、机动车信号灯组分别作为独立控制单元，通过基于信号灯组的优化控制逻辑算法和预信号控制相结合的方式，能够有效调节机动车交通流绿灯通行时间的同时实现交叉口各个通行方向的公交信号优先控制，充分体现了交叉口实施公交优先控制的整体效益。

Description

交叉口公交优先时空资源动态调配方法

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，具体是一种基于信号灯组优化控制逻辑的交叉口公交优先时空资源动态调配方法。

背景技术

随着我国私人小汽车保有量的迅猛增加和城市交通拥堵的日益加剧，公共交通出行和公交优先政策是近年来我国大力倡导的重要缓堵举措，全国“公交都市”建设示范工程第一批和第二批创建城市共有37个。目前大部分城市通过在道路中央或两侧设置公交专用道的方式为公交车提供路权优先，少部分城市在实现路权优先的基础上进一步采用路口交通信号灯对公交车实施信号优先控制的方式实现公交车通行权优先，即在既定公交专用道的基础上采用固定信号相位的“绿灯延时”(公交信号灯所在信号相位的绿灯通过延长时间使公交车顺利通过路口)或“红灯早断”(公交信号灯所在信号相位的红灯等待时间缩短使公交车少等红灯)方式实现公交信号优先控制。这种优先控制方式对公交车和机动车交通流的放行均存在较大限制：一方面公交专用道的设置侵占了机动车原有的车道资源，特别是当交叉口没有公交车到达时，机动车不能进入公交专用道而造成车道资源浪费和机动车排队增加；另一方面公交车信号灯和机动车信号灯在同一个信号相位，不能根据不同通行方向、不同车道的公交车以及机动车的实际通行需求灵活调配不同的信号相位和绿灯配时方案，以自动适应交叉口公交车和机动车流量动态变化的通行需求，容易造成交叉口通行效率下降甚至是交通拥堵，不能充分体现我国提倡公交优先的目的和效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种交叉口公交优先时空资源动态调配方法，基于信号灯组优化控制逻辑，解决目前交叉口实施公交优先所产生的信号控制不灵活、动态调配能力不足、对机动车通行造成较大影响等问题，以进一步提升交叉口实施公交优先控制的整体通行效益。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种交叉口公交优先时空资源动态调配方法，基于信号灯组优化控制逻辑，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)、对具备公交专用车道的交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，将交叉口进口车道沿车辆的行驶路径依次划分为预信号控制区、车辆变道区和进口道控制区三个功能区域，实现由道路路段公交专用车道向交叉口公交与机动车复用车道的功能过渡；

(2)、将控制交叉口不同通行方向的公交车信号灯组和机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，将每个公交车信号灯组与由其控制放行的公交车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取公交车交通流流量数据的公交车检测器进行一一关联，将每个机动车信号灯组与由其控制放行的机动车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取机动车交通流流量数据的机动车检测器进行一一关联，其中根据公交车的行驶路径，将公交车检测器分别设置为不同功能的公交请求点检测器、公交到达点检测器、公交通过点检测器和公交离开点检测器；

(3)、为避免公交车与机动车、非机动车以及行人在交叉口内部发生冲突，通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间；

(4)、根据已建立的相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，建立交叉口各路公交通行方向所对应公交车信号灯组的绿灯放行规则和优先控制逻辑，实时满足交叉口四个方向的直行和左转公交车的信号优先控制需求；

(5)、在预信号控制区设置预信号灯组，当公交到达点检测器没有检测到公交车到达时，预信号灯组绿灯持续启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口；当公交到达点检测器检测到有公交车到达时，预信号灯组红灯启亮，公交车通过车辆变道区后，预信号灯组恢复绿灯，公交车信号灯组绿灯启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口，以清空公交专用车道的排队车辆，为公交车提供优先通行权，从而实现交叉口公交专用车道和机动车道的分时复用；交叉口各个方向公交复用信号灯组优先控制逻辑如下：

1)公交请求点检测到有公交车优先请求，交叉口进入公交优先控制状态，此时记录当前正在或将要启亮绿灯的机动车信号灯组，被记录的机动车信号灯组以及与其不冲突的行人或非机动车信号灯组根据其对应的交通流放行需求持续开放绿灯；

2)公交到达点尚未检测到有公交车到达时，若当前启亮绿灯的机动车信号灯组绿灯放行结束，其他方向机动车信号灯组将不放行绿灯，而交叉口所有方向的行人、非机动车信号灯组将获得绿灯通行权，只要有行人或非机动车通行需求即可以开放绿灯；

3)公交到达点检测到有公交车到达时，公交车所在交叉口进口的预信号灯组由绿灯过渡为红灯，待公交车到达公交通过点后方可恢复为绿灯，机动车在预信号控制区排队等候公交车进入交叉口，此时判断公交车通过交叉口的线路是直行还是左转；

4)若公交车通过交叉口的线路是直行，则判断公交车直行复用车道的检测器是否有车辆存在，若是则公交车直行复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车直行信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点后公交车直行复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

5)若公交车通过交叉口的线路是左转，则判断公交车左转复用车道的检测器是否有车辆存在，若是则公交车左转复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车左转信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点后公交车左转复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

6)公交离开点检测到有公交车到达时，判断公交车所在线路后续是否还有公交车到达，若是则等待该线路其余公交车到达公交离开点；若否则当前已启亮绿灯的公交复用信号灯组及同方向的机动车信号灯组关闭绿灯；

7)判断交叉口其他方向的公交线路是否有公交请求或有公交等红灯，若是按照公交复用信号灯组绿灯放行规则继续放行其他方向的公交车，并返回步骤1)；若否则交叉口做常规的信号恢复处理；

8)判断公交信号优先控制前所记录的机动车信号灯组对应的机动车交通流是否有长排队，若是则已记录的机动车信号灯组继续获得绿灯通行权，若否则已记录的机动车信号灯组对应下一个将要放行绿灯的信号灯组获得绿灯通行权；

9)交叉口结束公交优先控制状态，机动车、行人及非机动车按既定的绿灯放行规则和控制逻辑继续恢复常规的信号控制；

(6)、根据公交车、机动车、行人和非机动车交通流的实际通行需求动态调整每个信号灯组本身的绿灯启亮时刻和持续时间，实现公交车与机动车、行人、非机动车交通流绿灯放行组合和绿灯持续放行时间的动态调配。

所述的交叉口公交优先时空资源动态调配方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间A的计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明一方面通过对交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，采用分时复用方式动态调配交叉口进口车道的时空资源，解决了交叉口公交专用道侵占机动车车道资源的矛盾；另一方面突破了公交车信号灯和机动车信号灯在同一个信号相位放行的方式，将公交车、机动车信号灯组分别作为独立控制单元，通过基于信号灯组的优化控制逻辑算法和预信号控制相结合的方式，能够有效调节机动车交通流绿灯通行时间的同时实现交叉口各个通行方向的公交信号优先控制，充分体现了交叉口实施公交优先控制的整体效益。

附图说明

图1为本发明十字交叉口各个方向实施公交信号优先的布局设计图。

图2为本发明十字交叉口公交复用信号灯组与机动车、行人、非机动车信号灯组绿灯间隔矩阵示例图。

图3为本发明十字交叉口各个方向公交复用信号灯组绿灯放行规则图。

图4为本发明十字交叉口各个方向公交复用信号灯组优先控制逻辑图。

图5为本发明十字交叉口公交车与机动车、行人、非机动车交通流的绿灯放行组合图。

具体实施方式

一种交叉口公交优先时空资源动态调配方法，基于信号灯组优化控制逻辑，具体包括以下步骤：

(1)、对具备公交专用车道的交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，将交叉口进口车道沿车辆的行驶路径依次划分为预信号控制区、车辆变道区和进口道控制区三个功能区域，实现由道路路段公交专用车道向交叉口公交与机动车复用车道的功能过渡；

(2)、将控制交叉口不同通行方向的公交车信号灯组和机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，将每个公交车信号灯组与由其控制放行的公交车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取公交车交通流流量数据的公交车检测器进行一一关联，将每个机动车信号灯组与由其控制放行的机动车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取机动车交通流流量数据的机动车检测器进行一一关联，其中根据公交车的行驶路径，将公交车检测器分别设置为不同功能的公交请求点检测器、公交到达点检测器、公交通过点检测器和公交离开点检测器；

(3)、为避免公交车与机动车、非机动车以及行人在交叉口内部发生冲突，通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间；

相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间A的计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间(s)，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间(s)；

(4)、根据已建立的相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，建立交叉口各路公交通行方向所对应公交车信号灯组的绿灯放行规则和优先控制逻辑，实时满足交叉口四个方向的直行和左转公交车的信号优先控制需求；

(5)、在预信号控制区设置预信号灯组，当公交到达点检测器没有检测到公交车到达时，预信号灯组绿灯持续启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口；当公交到达点检测器检测到有公交车到达时，预信号灯组红灯启亮，公交车通过车辆变道区后，预信号灯组恢复绿灯，公交车信号灯组绿灯启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口，以清空公交专用车道的排队车辆，为公交车提供优先通行权，从而实现交叉口公交专用车道和机动车道的分时复用；

(6)、根据公交车、机动车、行人和非机动车交通流的实际通行需求动态调整每个信号灯组本身的绿灯启亮时刻和持续时间，实现公交车与机动车、行人、非机动车交通流绿灯放行组合和绿灯持续放行时间的动态调配。

以下结合附图对本发明作进一步的说明，以标准十字交叉口为例：

如图1所示，标准十字交叉口一共可以区分有28股不同的机动车交通流、非机动车交通流和行人交通流，用a_n表示，n＝1,2,…,28，a₁至a₁₂为12股机动车交通流，a₁₃至a₂₀为8股行人交通流，a₂₁至a₂₈为8股非机动车交通流；一共可以区分有8股不同的公交车交通流，用b_m表示，m＝1,2,…,8，b₁至b₈分别代表交叉口北直行、东直行、南直行、西直行、北左转、东左转、南左转和西左转行驶方向的公交车交通流。

交叉口各个方向均设置了公交专用道，公交专用道分布在道路中央，为了提高交叉口进口车道的利用率，实现交叉口公交车道的分时复用，对交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，把连接进口车道的路段至交叉口出口的范围分别划分为预信号控制区、车辆变道区和进口道控制区三个功能区域，各功能区的距离位置根据交叉口实际情况而定。

其中，预信号控制区的主要元素包括预信号灯组SGij0(i＝1,2,3,4，j＝1,2)、公交请求点4、公交到达点3、路段公交专用道和直左、直右通行方向的机动车道。其工作原理是：当公交请求点4检测到有公交车优先请求时，交叉口进入公交优先控制状态；当公交到达点3检测到有公交车到达时，预信号灯组由绿灯转换为红灯，提前控制从路段机动车道进入交叉口的机动车，机动车在路段机动车道的停车线处排队等候，以便公交车从路段公交专用道优先进入交叉口。

车辆变道区的主要作用是为不同通行方向和行驶路径的公交车和机动车提供变道缓冲区。其中公交车可以根据其行驶路径从路段公交专用道变道进入交叉口直行或左转复用车道，直行或左转复用车道一般选择为交叉口最内侧车道，其车道功能是通过分时复用的方式在有限的道路资源条件下实现公交车车道和机动车车道的复合使用，即当交叉口没有公交车到达时，机动车进入复用车道通过交叉口；当交叉口检测到有公交车到达时，提前启亮绿灯清空复用车道上的排队车辆，为公交车优先通行提供条件。

进口道控制区的主要元素包括公交直行通过点1、公交左转通过点2、公交离开点0、公交和机动车直行复用信号灯组SGbi(i＝1,2,3,4)、公交和机动车左转复用信号灯组SGk(k＝5,6,7,8)、交叉口直行复用车道(公交直行通过点1所在车道)、交叉口左转复用车道(公交左转通过点2所在车道)、机动车请求检测器Dl、机动车排队检测器Dl0(l＝1,2,…,8)和机动车信号灯组。其工作原理是：当交叉口没有公交车请求时，机动车信号灯组和复用信号灯组根据其对应的机动车检测器数据进行绿灯放行时间的动态调配。特别是为了避免机动车排队溢出到车辆变道区时对公交车进入交叉口造成影响，当Dl0检测到其占有率OC>0.8时，预信号灯组SGij0转换为红灯，控制机动车继续进入交叉口，当OC<0.8时，则SGij0在没有公交车到达的情况下可重新转换为绿灯；当有公交车到达直行通过点1时，则SGbi开放绿灯，此时公交车可从直行复用车道通过交叉口；当有公交车到达左转通过点2时，则SGk开放绿灯，此时公交车可从左转复用车道通过交叉口；当有公交车到达公交离开点0时，若对应的公交行驶路径后续无公交车请求且同方向机动车没有通行需求，则可关闭对应的复用信号灯组。

如图2所示，绿灯间隔矩阵的行表示离开交叉口的交通流所关联的信号灯组，列表示进入交叉口的交通流所关联的信号灯组，矩阵中各个数值为两个冲突信号灯组之间的绿灯间隔时间A，由绿灯间隔时间计算公式得出。绿灯间隔矩阵中的公交信号灯组和机动车、行人与非机动车信号灯组的冲突关系由其各自关联的公交车、机动车、行人及非机动车交通流的流向冲突情况而形成。其中，公交直行复用信号灯组b1和信号灯组21、22、41、42、6、7、8、13、19、21、27冲突，公交直行复用信号灯组b2和信号灯组11、12、31、32、5、7、8、14、20、22、28冲突，公交直行复用信号灯组b3和信号灯组21、22、41、42、5、6、8、15、17、23、25冲突，公交直行复用信号灯组b4和信号灯组11、12、31、32、5、6、7、16、18、24、26冲突，公交左转复用信号灯组5和信号灯组21、22、31、32、41、42、6、8、13、16、21、24冲突，公交左转复用信号灯组6和信号灯组11、12、31、32、41、42、5、7、14、19、22、27冲突，公交左转复用信号灯组7和信号灯组11、12、21、22、41、42、6、8、17、20、25、28冲突，公交左转复用信号灯组8和信号灯组11、12、21、22、31、32、5、7、15、18、24、26冲突。

如图3所示，该发明支持十字交叉口四个方向直行和左转行驶路径的公交车实施公交优先控制，为避免不同行驶路径的公交车在交叉口内部发生冲突，各方向公交复用信号灯组绿灯放行规则如下：

(1)公交东直行复用信号灯组SGb2绿灯持续时间结束，判断公交西左转复用信号灯组SG8是否有公交请求，若是则SG8获得绿灯通行权，SG8完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯；若否则判断公交南或北直行复用信号灯SGb1或SGb3是否有公交请求，若是则SGb1或SGb3获得绿灯通行权，SGb1或SGb3完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(2)公交西直行复用信号灯组SGb4绿灯持续时间结束，判断公交东左转复用信号灯组SG6是否有公交请求，若是则SG6获得绿灯通行权，SG6完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯；若否则判断公交南或北直行复用信号灯SGb1或SGb3是否有公交请求，若是则SGb1或SGb3获得绿灯通行权，SGb1或SGb3完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(3)公交东左转复用信号灯组SG6绿灯持续时间结束，判断公交南或北直行复用信号灯SGb1或SGb3是否有公交请求，若是则SGb1或SGb3获得绿灯通行权，SGb1或SGb3完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(4)公交西左转复用信号灯组SG8绿灯持续时间结束，判断公交南或北直行复用信号灯SGb1或SGb3是否有公交请求，若是则SGb1或SGb3获得绿灯通行权，SGb1或SGb3完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(5)公交南直行复用信号灯组SGb3绿灯持续时间结束，判断公交复用北左转信号灯组SG5是否有公交请求，若是则SG5获得绿灯通行权，SG5完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯；若否则判断公交东或西直行复用信号灯SGb2或SGb4是否有公交请求，若是则SGb2或SGb4获得绿灯通行权，SGb2或SGb4完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(6)公交北直行复用信号灯组SGb1绿灯持续时间结束，判断公交南左转复用信号灯组SG7是否有公交请求，若是则SG7获得绿灯通行权，SG7完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯；若否则判断公交东或西直行复用信号灯SGb2或SGb4是否有公交请求，若是则SGb2或SGb4获得绿灯通行权，SGb2或SGb4完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(7)公交南左转复用信号灯组SG7绿灯持续时间结束，判断公交东或西直行复用信号灯SGb2或SGb4是否有公交请求，若是则SGb2或SGb4获得绿灯通行权，SGb2或SGb4完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

(8)公交复用北左转信号灯组SG5绿灯持续时间结束，判断公交东或西直行复用信号灯SGb2或SGb4是否有公交请求，若是则SGb2或SGb4获得绿灯通行权，SGb2或SGb4完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，若否则结束判断。

如图4所示，交叉口各个方向公交复用信号灯组优先控制逻辑如下：

(1)公交请求点4检测到有公交车优先请求，交叉口进入公交优先控制状态，此时记录当前正在或将要启亮绿灯(处于绿灯间隔过渡状态并将要启亮绿灯)的机动车信号灯组，被记录的机动车信号灯组以及与其不冲突的行人或非机动车信号灯组根据其对应的交通流放行需求持续开放绿灯；

(2)公交到达点3尚未检测到有公交车到达时，若当前启亮绿灯的机动车信号灯组绿灯放行结束，其他方向机动车信号灯组将不放行绿灯，而交叉口所有方向的行人、非机动车信号灯组将获得绿灯通行权，只要有行人或非机动车通行需求即可以开放绿灯；

(3)公交到达点3检测到有公交车到达时，公交车所在交叉口进口的预信号灯组SGij0由绿灯过渡为红灯，待公交车到达公交通过点1或2后方可恢复为绿灯，机动车在预信号控制区排队等候公交车进入交叉口，此时判断公交车通过交叉口的线路是直行还是左转；

(4)若公交车通过交叉口的线路是直行，则判断公交车直行复用车道的检测器Dl和Dl0(l＝1,2,3,4)是否有车辆存在，若是则公交车直行复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车直行信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点1后公交车直行复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

(5)若公交车通过交叉口的线路是左转，则判断公交车左转复用车道的检测器Dl和Dl0(l＝5,6,7,8)是否有车辆存在，若是则公交车左转复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车左转信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点2后公交车左转复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

(6)公交离开点0检测到有公交车到达时，判断公交车所在线路后续是否还有公交车到达，若是则等待该线路其余公交车到达公交离开点；若否则当前已启亮绿灯的公交复用信号灯组及同方向的机动车信号灯组关闭绿灯；

(7)判断交叉口其他方向的公交线路是否有公交请求或有公交等红灯，若是按照公交复用信号灯组绿灯放行规则继续放行其他方向的公交车，并返回步骤(1)；若否则交叉口做常规的信号恢复处理；

(8)判断公交信号优先控制前所记录的机动车信号灯组对应的机动车交通流是否有长排队，若是则已记录的机动车信号灯组继续获得绿灯通行权，若否则已记录的机动车信号灯组对应下一个将要放行绿灯的信号灯组获得绿灯通行权；

(9)交叉口结束公交优先控制状态，机动车、行人及非机动车按既定的绿灯放行规则和控制逻辑继续恢复常规的信号控制。

如图5所示，通过已建立的十字交叉口各个方向公交复用信号灯组的绿灯放行规则和优先控制逻辑，在与机动车、行人及非机动车交通流不形成冲突的前提下，可动态形成各种不同的绿灯放行组合，共有17组情况，采用编号1至17进行一一说明：

编号1：北直行公交车、机动车与北出口、南进口、东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号2：南直行公交车、机动车与北进口、南出口、东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号3：东直行公交车、机动车与东出口、西进口、南进口、南出口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号4：西直行公交车、机动车与西出口、东进口、南进口、南出口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号5：北左转公交车、机动车与北出口、南进口、南出口、东进口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号6：南左转公交车、机动车与南出口、北进口、北出口、东进口、东出口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号7：东左转公交车、机动车与东出口、西进口、西出口、北进口、北出口、南进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号8：西左转公交车、机动车与西出口、东进口、东出口、南进口、南出口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号9：南、北直行公交车、机动车与东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号10：北直行和北左转公交车、机动车与北出口、南进口、东进口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号11：南直行和南左转公交车、机动车与南出口、北进口、东进口、东出口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号12：南、北左转公交车、机动车与北出口、南出口、东进口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号13：东、西直行公交车、机动车与北进口、北出口、南进口、南出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号14：东直行和东左转公交车、机动车与东出口、西进口、南进口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号15：西直行和西左转公交车、机动车与西出口、东进口、南进口、南出口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号16：东、西左转公交车、机动车与东出口、西出口、南进口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号17：公交车、机动车信号灯组全红灯，交叉口全部方向的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方案进行描述，并非对本发明的保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种交叉口公交优先时空资源动态调配方法，基于信号灯组优化控制逻辑，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)、对具备公交专用车道的交叉口进口车道的交通组织和功能区域进行重新编排设计，将交叉口进口车道沿车辆的行驶路径依次划分为预信号控制区、车辆变道区和进口道控制区三个功能区域，实现由道路路段公交专用车道向交叉口公交与机动车复用车道的功能过渡；

(2)、将控制交叉口不同通行方向的公交车信号灯组和机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，将每个公交车信号灯组与由其控制放行的公交车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取公交车交通流流量数据的公交车检测器进行一一关联，将每个机动车信号灯组与由其控制放行的机动车交通流以及设置在交叉口停车线后方并用于获取机动车交通流流量数据的机动车检测器进行一一关联，其中根据公交车的行驶路径，将公交车检测器分别设置为不同功能的公交请求点检测器、公交到达点检测器、公交通过点检测器和公交离开点检测器；

(3)、为避免公交车与机动车、非机动车以及行人在交叉口内部发生冲突，通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间；

(4)、根据已建立的相冲突的各信号灯组之间的冲突关系，建立交叉口各路公交通行方向所对应公交车信号灯组的绿灯放行规则和优先控制逻辑，实时满足交叉口四个方向的直行和左转公交车的信号优先控制需求；

(5)、在预信号控制区设置预信号灯组，当公交到达点检测器没有检测到公交车到达时，预信号灯组绿灯持续启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口；当公交到达点检测器检测到有公交车到达时，预信号灯组红灯启亮，公交车通过车辆变道区后，预信号灯组恢复绿灯，公交车信号灯组绿灯启亮，机动车可使用公交专用车道通过交叉口，以清空公交专用车道的排队车辆，为公交车提供优先通行权，从而实现交叉口公交专用车道和机动车道的分时复用；交叉口各个方向公交复用信号灯组优先控制逻辑如下：

1)公交请求点检测到有公交车优先请求，交叉口进入公交优先控制状态，此时记录当前正在或将要启亮绿灯的机动车信号灯组，被记录的机动车信号灯组以及与其不冲突的行人或非机动车信号灯组根据其对应的交通流放行需求持续开放绿灯；

2)公交到达点尚未检测到有公交车到达时，若当前启亮绿灯的机动车信号灯组绿灯放行结束，其他方向机动车信号灯组将不放行绿灯，而交叉口所有方向的行人、非机动车信号灯组将获得绿灯通行权，只要有行人或非机动车通行需求即可以开放绿灯；

3)公交到达点检测到有公交车到达时，公交车所在交叉口进口的预信号灯组由绿灯过渡为红灯，待公交车到达公交通过点后方可恢复为绿灯，机动车在预信号控制区排队等候公交车进入交叉口，此时判断公交车通过交叉口的线路是直行还是左转；

4)若公交车通过交叉口的线路是直行，则判断公交车直行复用车道的检测器是否有车辆存在，若是则公交车直行复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车直行信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点后公交车直行复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

5)若公交车通过交叉口的线路是左转，则判断公交车左转复用车道的检测器是否有车辆存在，若是则公交车左转复用信号灯组获得绿灯通行权，并完成绿灯间隔时间过渡后启亮绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组转换为红灯，同方向的机动车左转信号灯组启亮绿灯；若否则待公交车到达公交通过点后公交车左转复用信号灯组再转换为绿灯，与公交通行方向冲突的信号灯组再转换为红灯；

6)公交离开点检测到有公交车到达时，判断公交车所在线路后续是否还有公交车到达，若是则等待该线路其余公交车到达公交离开点；若否则当前已启亮绿灯的公交复用信号灯组及同方向的机动车信号灯组关闭绿灯；

7)判断交叉口其他方向的公交线路是否有公交请求或有公交等红灯，若是按照公交复用信号灯组绿灯放行规则继续放行其他方向的公交车，并返回步骤1)；若否则交叉口做常规的信号恢复处理；

8)判断公交信号优先控制前所记录的机动车信号灯组对应的机动车交通流是否有长排队，若是则已记录的机动车信号灯组继续获得绿灯通行权，若否则已记录的机动车信号灯组对应下一个将要放行绿灯的信号灯组获得绿灯通行权；

9)交叉口结束公交优先控制状态，机动车、行人及非机动车按既定的绿灯放行规则和控制逻辑继续恢复常规的信号控制；

(6)、根据公交车、机动车、行人和非机动车交通流的实际通行需求动态调整每个信号灯组本身的绿灯启亮时刻和持续时间，实现公交车与机动车、行人、非机动车交通流绿灯放行组合和绿灯持续放行时间的动态调配。

2.根据权利要求1所述的交叉口公交优先时空资源动态调配方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，相冲突的各信号灯组之间的绿灯间隔时间A的计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间。

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