CN102063791B - 一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，针对快速公交线路，该方法综合使用车辆GPS定位、路口车辆识别、站台车辆识别信息，在行车路线区段划分的基础上，实现车辆运动信息的推算。给出了一种理想最小间隔计算方法，并利用理想最小间隔给出了畅通、饱和畅通、拥挤、严重拥挤、极端拥挤的道路使用情况等级量化划分标准。在预测或出现道路拥挤情况下，给出了信号控制与车辆定监控相结合的行车控制方法，可以达到合理调节车辆间距，有效降低“串车”、不合理的大间隔情况发生。本方法简单且易于实现，能够解决快速公交线路内车辆间隔不合理的问题，从而达到提高公交线路运输服务水平的目的。

Description

一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法

技术领域

本发明涉及交通行车控制技术，尤其涉及一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法。

背景技术

为解决城市日益增加的车辆、乘客、行人与有限的交通资源之间的矛盾，优先发展公共交通已成为解决城市交通问题的重要手段。而发展公共交通，首先必须提高交通设施的利用效率，提高交通的服务能力，因此，作为交通控制方式的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制就成为主要的方式之一。

现有的快速公交（BRT）具有良好的硬件基础、良好的道路优先权条件，可以提供快捷的运输服务。在高峰期，客流很大，以北京市南中轴BRT线路为例，高峰期的发车间隔已经缩短至50秒以下，由于路口信号控制、车辆行驶控制的不精确性，会导致出现“串车”、“大间隔”的情况发生，因而不利于客流及时疏散。在平峰期，若BRT线路运营车辆数目较少，发车间隔较大，会造成道路资源的明显浪费。为了能够高效利用BRT专用道资源，可以通过开设支线、纳入沿线常规公交车辆的方式有效提高道路使用率，并大大提高公交系统的运输效率，但在这种情况下会加重BRT线路内的“串车”、“大间隔”现象的发生，特别是在有非专用道的车辆进入专用道行驶的情况下，会加剧该现象的发生，因此，进行BRT线路行车控制对于保障行车畅通及车道的充分使用有着十分重要的意义。

现有的BRT线路的行车控制方法，大多只是针对路口或整条线路进行车控制、优化，而对于行车线路进行分区段调控与优化较少；并且，仅仅使用车辆全球定位系统（GPS）定位，当BRT行驶在距路口或站台较远且有遮挡的区域时，车载位置信息难以准确获得；此外，没有形成基于道路拥挤量化等级评定、区段拥挤预测、车辆位置融合推算等技术的系统的行车控制方法，不利于有效抑制公交运营中“串车”、“大间隔”现象的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，以解决高峰期BRT线路内“串车”、“大间隔”的问题、使平峰期内BRT线路能够获得充分利用，提高线路内公交运营效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，该方法包括：

A、根据站台及路口能够实现车辆识别的情况将线路划分为多个区段；

B、根据计划车辆行驶速度、快速公交从进站到出站所需的时间及最小间隔调节参数计算最小理想间隔；

C、以区段为单位给出道路拥挤程度的分级指标，并根据所述最小理想间隔和区段内实际车辆平均间隔确定所述区段的拥挤等级；

D、对线路内车辆运行参数进行估计和车辆位置进行推算；

E、对各区段拥挤事件进行预测；

F、对各区段拥挤事件进行检测；

G、对多区段理想调节能力进行计算；

H、制定行车控制调节策略，对各段道路的车辆进行调节。

其中，其特征在于，所述的划分为多个区段，具体为：按照最小分割原则和最大行驶区间原则进行划分，按照最小分割原则划分：当存在连续可以实现车辆识别的车站或路口的情况下，以相邻的两点之间作为一个区段；按照最大行驶区间原则划分：当有连续车站、路口没车辆识别能力时，将该路段中合适位置的路口或者车站作为切分点，每区段的距离控制在500～800米之间。

所述的车辆理想最小间隔计算公式为：

Dis_min=v_plan(ΔT_{station_delay}+α)

其中：v_plan为计划车辆行驶速度；α为车辆理想最小间隔调节参数，单位为秒；ΔT_{station_delay}为车辆从进站到出站所用的时间。

所述的拥挤程度的分级指标是指依据区段最小理想车辆间隔Dis_min与区段内实际车辆平均间隔Dis_avg确定的该区段的拥挤等级，具体分为5级：

当Dis_avg<2Dis_min时，为极端拥挤；

当Dis_avg∈(2Dis_min,3Dis_min]时，为严重拥挤；

当Dis_avg∈(3Dis_min,4Dis_min]时，为拥挤；

当Dis_avg∈(4Dis_min,7Dis_min]时，为饱和畅通；以及

当Dis_avg>7Dis_min时，为畅通。

所述的对线路内车辆位置的推算是指依据车辆最后由车辆全球定位系统GPS定位或者车站、路口车辆部分别得到的位置信息及车辆所处的运行状态对当前车辆位置进行推算，其推算公式如下：

P_now=P_last+v_bus×(t_now-T_{last_corrected})

其中：P_last为最后一次车辆定位的位置；v_bus为车辆平均行驶速度；t_now为当前时刻；T_{last_corrected}为上一次定位的时刻；T_{last_corrected}为考虑总延误时间下的有效车辆运动时间。

所述的各区段拥挤事件预测是指对线路内当前所有车辆位置进行推算、以30秒为推算间隔，对30秒后线路内车辆位置进行预测、依据预测位置进行拥挤事件判断。

所述的各区段拥挤事件检测是指对区段内车辆数量的检测、对车辆进入区段数量增量的检测、对车辆距离间隔的检测。

所述的行车控制策略遵循以下规则：

调节车辆数目最少原则，依据当前线路内拥挤情况，以拥挤区段内部及相邻区段为调节对象，若在此范围内可以有效调节，并达到避免拥挤现象的出现，便不对该范围以外的车辆进行调节；

调节有效性原则，只考虑绝对指标，距离终点距离小于2站的车辆不进行调节；

严重拥挤下编组处理原则，拥挤情况下采用2车编队方式；明确编队驾驶要求以保证编队效果；车辆在进入路口之前将车辆间隔控制在安全距离之内；站台有2个停车位时，同一编队车辆同时进站同时出站，若没有，合理控制车辆间隔，使车辆能够连续进站、出站；

极端拥挤下调节发车原则，增加支线区间车、依据客流量插入支线发车延迟、依据客流量增大发车间隔；以及

控制信号辅助原则，在高峰期，对下一车辆或编队到达本路口的时间进行预测。

所述控制信号辅助原则，进一步包括如下处置策略：

扩展信号优先放行决策：车辆到达路口时处于绿灯相位的末尾，若当前车辆或编队与上次通过该路口的车辆或编队时间差大于理想最小时间间隔，说明该车辆或编队通过路口后，仍能满足理想最小间隔的要求，对该车辆或编队提供绿灯扩展优先信号，保证车辆或编队通过该路口；

无扩展信号优先阻止通过决策：若车辆到达路口，基本条件与信号优先放行决策相同，只是当前车辆与最后通过该路口车辆或编队的时间差小于理想最小时间间隔，且下一次到达该路口的车辆或编队距离当前时间差大于路口信号周期，即当前车辆不会与下一次到达车辆或编队混行，则采取阻止措施，不对其分配信号；

不施行调用信号优先决策：若车辆到达路口，此时正处于绿灯相位起始时刻，到达时间与起始时刻的时间差为τ₂，且下次到达该路口的车辆或编队与当前时刻差大于绿灯相位时间，即不会出现当前车辆与下次到达车辆混行的情况，若上次车辆通过该路口的时间与当前时刻相差小于理想最小时间间隔，不进行调用优先分配；以及

施行调用信号优先决策：若车辆到达路口，上次车辆通过该路口的时间与当前时刻相差大于理想最小时间间隔，其他条件不变，给与调用优先信号。

本发明所提供的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，具有以下优点：

该方法综合使用车辆GPS定位、站台车辆识别、路口车辆识别信息，在行车路线区段划分的基础上，实现车辆运动信息的推算，给出了一种理想最小间隔计算方法，并利用理想最小间隔给出了畅通、饱和畅通、拥挤、严重拥挤、极端拥挤的道路使用情况的等级量化划分标准。在预测或出现道路拥挤情况下，利用本发明信号控制与车辆定位监控相结合的行车控制方法，可以达到合理调节车辆间距，有效降低“串车”、“大间隔”现象的发生，本方法具有简单、易于实现的特点，能够解决大规模公交网络的协调控制问题，普适性好，并且能够提高区域内车辆运营效率、提高道路的利用率。

附图说明

图1为本发明的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法的流程图；

图2为按本发明方法将行车路线划分为多个区段的最小分割原则中车站到车站作为区段的情况示意图；

图3为按本发明方法将行车路线划分为多个区段的最小分割原则中车站到路口作为区段的情况示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

本发明的基本思路为：在对网络化公交实时行车控制过程中，综合使用车辆GPS定位、路口车辆识别、站台车辆识别信息，在行车路线区段划分的基础上，实现车辆运动信息的推算，通过给出一种理想最小间隔计算方法，并利用理想最小间隔定义了畅通、饱和畅通、拥挤、严重拥挤、极端拥挤的道路使用情况的等级量化划分标准。然后对划分好的各个区段内车辆的平均旅行时间、平均行驶速度进行检测、对车辆区段位置进行确定，在预测或出现道路拥挤情况下，使用该信号控制与车辆定监控相结合的行车控制方法，用以降低“串车”、“大间隔”现象的发生。

图1为本发明实施例信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法流程图，如图1所示，该通过如下步骤实现。

步骤101：根据站台及路口能够实现车辆识别的情况将线路划分为多个区段。

这里，所述将行车路线划分为多个区段的划分原则如下：

1）最小分割原则：若存在连续可以实现车辆识别的车站或路口情况下，以相邻的两点之间作为一个区段，存在以下2种情况：

其一是车站到车站，如图2所示，当车站具有车辆进站、出站识别能力，路口没有优先申请系统无法实现车辆识别定位的情况下，以车站到车站的最短距离作为一个区段。

另一是车站到路口，如图3所示，若车站2不具备车辆进出站识别，路口2不具备公交优先车辆识别能力，而车站1、车站3可实现车辆进出站识别，路口1具备公交信号优先车辆识别能力，则可以构成车站与路口的区段1与区段2。

2）最大行驶时间原则：若有连续的车站、路口没有车辆识别能力，会出现长距离的路段情况，不利于车辆精确控制。通常情况下，依据将该路段中合适位置的路口或车站作为切分点，每区段距离控制在500~800米之间。

步骤102：计算理想最小间隔。

这里，所述的理想最小车辆间隔Dis_min是指两辆及两辆以上数目的快速公交同时进出站的距离。它的计算公式如下：

Dis_min=v_plan×(ΔT_{station_delay}+α)

其中：v_plan为计划车辆行驶速度；α为最小间隔调节参数，以秒为单位，通常取为3秒；ΔT_{station_delay}为快速公交从进站到出站所需要的时间。

步骤103：给出分级指标并对区段的使用情况进行分级。

这里，道路使用情况分级是以区段为单位统计的，依据区段最小理想车辆间隔Dis_min与区段内实际车辆平均间隔Dis_avg确定的该区段的拥挤等级。在这里分为5级：

当Dis_avg<2Dis_min时，为极端拥挤；

当Dis_avg∈(2Dis_min,3Dis_min]时，为严重拥挤；

当Dis_avg∈(3Dis_min,4Dis_min]时，为拥挤；

当Dis_avg∈(4Dis_min,7Dis_min]时，为饱和畅通；

当Dis_avg>7Dis_min时，为畅通。

利用已经计算出的Dis_min与Dis_avg按照上述定义便可得知该区段的使用情况的等级。

需要说明的是，由于区段的划分是按照车辆定位的能力进行的，因此会出现连续具有定位能力的车站、路口之间的距离很短，甚至小于最小理想间距的情况，这是不能机械地判定该区段处于拥堵状态，而应将该区段与其相邻的区段通体考虑，给出可信的拥堵情况判定。

步骤104：对线路内车辆运行参数估计与车辆位置的推算。

这里，所述的线路内车辆运行参数是指区段内的平均旅行时间及区段内平均行驶速度，这里取30分钟为一个观察时段。

所述的平均旅行时间分为上行时间与下行时间。以上行时间为例，其计算公式为：

$T_{\mathrm{travle}\_\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}}=\frac{T_{\mathrm{travel}\_\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}\_\mathrm{all}}}{n_{\mathrm{travel}\_\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}\_\mathrm{all}}};$

其中：T_{travle_seg_k_up}为该时段内第K区段的平均旅行时间；T_{travel_seg_k_up_all}为该时段内所有车辆通过的总时间；n_{travel_seg_k_up_all}为该时段内所通过的车辆数目。

下行时间的计算同上行时间计算方法。

所述的平均旅行速度，其计算公式为：

$v_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}\_t}=\frac{{\mathrm{Dis}}_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}}}{T_{\mathrm{travle}\_\mathrm{seg}\_\mathrm{up}\_k}};$

其中：Dis_{seg_k_up}为第K区段的长度。

所述车辆位置的推算，其计算公式为：

P_now＝P_last+v_bus×(t_now-T_{last_corrected})；其中：P_now为当前车辆所在的位置；P_last为最后一次车辆定位的位置；v_bus为车辆平均行驶速度；t_now为当前时刻；T_{last_corrected}为上一次定位的时刻。

步骤105：对各区段拥挤事件的预测。

这里，所述的区段拥挤事件预测的目的在于：依据当前车辆运行信息，对运行在BRT专用道上的车辆进站、上下客、出站、路口等待等行为进行准确预测，运用拥挤事件检测算法给出可能会出现的事件发生事件、发生地点、规模等方面的预测，结合行车控制可以预防拥挤事件的发生。

步骤106：各区段拥挤事件的检测。

这里，所述的各区段拥挤事件的检测包括区段车辆距离间隔检测，内车辆数量拥挤检测。

所述的车辆数量拥挤检测是指检测出该区段的平均车辆间隔，分为上行车辆拥挤检测与下行车辆拥挤检测。以上行拥挤检测为例，其计算公式为：

${\mathrm{Dis}}_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}\_\mathrm{avg}}=\frac{{\mathrm{Dis}}_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}}}{n_{\mathrm{travle}\_\mathrm{seg}\_\mathrm{up}\_k\_\mathrm{all}}},$

其中：Dis_{seg_k_up_avg}为该区段的平均车辆间隔。依据区段使用情况分级方法，判断出该区段的拥挤情况。下行拥挤检测与上行拥挤检测计算方法相同。

依据车辆位置推算结果，计算区段内相邻车辆间距，若出现任一间距小于2Dismin，认为出现间距不合理的拥挤事件。

步骤107：区段理想调节能力计算。

这里，所述的调节能力分为给定区段BRT道路的调节能力，主线、支线线路重合部分道路系统调节能力。

所述的给定区段BRT道路的调节能力分为上行区段BRT道路的调节能力与下行区段BRT道路的调节能力。这里以上行区段BRT道路调节能力为例，其计算公式为：

$n_{\mathrm{seg}\_\mathrm{adj}\_k\_\mathrm{up}}=\frac{{\mathrm{Dis}}_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}}}{2{\mathrm{Dis}}_{\min }}-n_{\mathrm{seg}\_k\_\mathrm{up}};$

其中：n_{seg_adj_k_up}为上行区段K内车辆调节能力；Dis_{seg_k_up}为上行线路中，区段K的道路长度；n_{seg_k_up}为上行线路中，区段K中现有车辆数目。下行区段BRT道路的调节能力与上行区段BRT道路调节能力计算方法相同。

所述的主线、支线线路重合部分道路系统调节能力，其计算公式为：

$n_{\mathrm{seg}\_\mathrm{adj}\_k\_\mathrm{up}\_\mathrm{co}}=\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{n}_{\mathrm{seg}\_\mathrm{adj}\_k\_\mathrm{up}}{\mathrm{\&lambda;}}_k+n_{\mathrm{out}}-n_{\mathrm{in}};$

其中：n_{seg_adj_k_up_co}为主线、支线线路重合部分道路系统调节能力；n_{seg_adj_k_up}为上行区段K内车辆调节能力;λ_k为若主线与支线重合的区段取值为1，否则为0；n_out为单位时间内重合区段内车辆驶出区段的数量；n_in为单位时间内进入重合区段车辆的数量。

步骤108：根据各段道路的调节能力实行行车控制调节策略。

这里，行车控制调节策略规则如下：

1）调节车辆数目最少原则

其实现方式如下：确定最小的调节范围，也即是依据当前线路内拥挤情况，以拥挤区段内部及相邻区段为调节对象，若在此范围内可以有效调节，并达到避免拥挤现象的出现，便不对该范围以外的车辆进行调节。

2）调节有效性原则

在出现拥挤需要调节时，只考虑绝对指标，对于离终点距离小于2站的车辆不进行调节。

3）严重拥挤下编组处理原则

拥挤情况下采用2车编队方式；明确编队驾驶要求以保证编队效果；车辆在进入路口之前将车辆间隔控制在安全距离之内；站台有2个停车位时，同一编队车辆同时进站同时出站，若没有，合理控制车辆间隔，使车辆能够连续进站、出站。

4）车辆编队构成方法

若当前间隔单车可以满足站台乘客运输或支线剩余部分与主线完全重合，将支线、主线不同车辆进行编队；若线路内出现单车无法满足站台乘客运输要求，采用相同线路车辆编队。

5）极端拥挤下调节发车原则

若2车编队无法满足行车控制要求时，采用如下处理规则：

增加支线区间车，减少主线内车辆数量；若支线、主线重合段极端拥挤，依据客流插入支线发车延迟；若简单插入发车延迟无法改善线路内车辆间隔控制，则依据客流增大发车间隔。

6）信号控制辅助原则

在高峰期，对下一车辆或编队到达本路口的时间进行预测，处置决策包括：

（1）扩展信号优先放行决策

车辆到达路口时处于绿灯相位的末尾，其中τ用来描述车辆到达路口绿灯相位结束时间的变化范围，若当前车辆或编队与上次通过该路口的车辆或编队时间差大于理想最小时间间隔，说明该车辆或编队通过路口后，仍能满足理想最小间隔的要求，可以对该车辆或编队提供绿灯扩展优先信号，保证车辆或编队通过该路口。

pass

$\left\{\begin{array}{c}{t}_{\mathrm{now}}\&Element;[t_{\mathrm{green}\_\mathrm{end}}-{\mathrm{\&tau;}}_1\%,t_{\mathrm{green}\_\mathrm{end}}+{\mathrm{\&tau;}}_1\%]\\ t_{\mathrm{next}}-t_{\mathrm{now}}>T_{\mathrm{period}}\\ t_{\mathrm{now}}-t_{\mathrm{previous}}>\mathrm{\&Delta;}{T}_{\min \_\mathrm{dis}}\end{array}\right.$

其中：t_next为下次到达该路口的车辆或编队的到达时间；t_previous为不含本次车辆或编队最后到达该路口的时间；T_period为路口信号周期，单位为秒；t_{green_end}为绿灯相位结束的时间；τ₁为扩展优先比例常数，通常取为10；ΔT_{min_dis}为车辆间理想最小时间间隔。

（2）无扩展信号优先阻止通过决策

若车辆到达路口，基本条件与信号优先放行决策相同，只是当前车辆与最后通过该路口车辆或编队的时间差小于理想最小时间间隔，且下一次到达该路口的车辆或编队距离当前时间差大于路口信号周期，也就是说，当前车辆不会与下一次到达车辆或编队混行，则可以采取阻止措施，不对其分配信号，从而达到增大车辆间距的目的。

prevent

$\left\{\begin{array}{c}{t}_{\mathrm{now}}\&Element;[t_{\mathrm{green}\_\mathrm{end}}-{\mathrm{\&tau;}}_1\%,t_{\mathrm{green}\_\mathrm{end}}+{\mathrm{\&tau;}}_1\%]\\ t_{\mathrm{next}}-t_{\mathrm{now}}>T_{\mathrm{period}}\\ t_{\mathrm{now}}-t_{\mathrm{previous}}<\mathrm{\&Delta;}{T}_{\min \_\mathrm{dis}}\end{array}\right.$

（3）不施行调用信号优先决策

若车辆到达路口，此时正处于绿灯相位起始时刻，到达时间与起始时刻的时间差为-τ₂，且下次到达该路口的车辆或编队与当前时刻差大于绿灯相位时间，也就是说，不会出现当前车辆与下次到达车辆混行的情况，若上次车辆通过该路口的时间与当前时刻相差小于理想最小时间间隔，不进行调用优先分配。

no priority

t_now∈[t_{green_strat}-τ₂%,t_{green_start}]

t_next-t_now＞t_{green_end}-t_{green_start}

t_now-t_previous<ΔT_{min_dis}

其中：t_{green_start}为绿灯相位开始的时间；τ₂为调用优先比例常数，通常取为10。

（4）施行调用信号优先决策

若车辆到达路口，上次车辆通过该路口的时间与当前时刻相差大于理想最小时间间隔，其他条件不变，可以给与调用优先信号。

bus priority

t_now∈[t_{green_strat}-τ₂%,t_{green_start}]

t_next-t_now＞t_{green_end}-t_{green_strat}

t_now-t_previous＞ΔT_{min_dis}

在以上行车控制模型、算法研究的基础上，以朝阳路为对象，进行了行车控制的仿真分析，朝阳路线路及周边道路模型依据实际工程图绘制，仿真平台采用Paramics软件，通过VC++6.0进行API调用实现对行驶在道路上公交车辆的速度与期望位置控制，控制策略使用行车控制调节策略中的具体规则。

仿真结果说明如下：

在考虑朝阳路支线、主线共用BRT车道的情况下，主线发车间隔为2分钟、支线发车3分钟，以客流高峰期加载路网车流，BRT车辆速度上限设为40公里/小时，正常运行速度30公里/小时，仿真时间2小时，全程双向共使用调节手段38次，有效控制了车辆的间距，由于各别路段因路口与站台距离过近，会出现3~6次串车现象，其它情况等可有效达到合理控制车距的目的。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，该方法包括：

A、根据站台及路口能够实现车辆识别的情况将线路划分为多个区段；

B、根据计划车辆行驶速度、快速公交从进站到出站所需的时间及最小间隔调节参数计算最小理想间隔；

C、以区段为单位给出道路拥挤程度的分级指标，并根据所述最小理想间隔和区段内实际车辆平均间隔确定所述区段的拥挤等级；

D、对线路内车辆运行参数进行估计和车辆位置进行推算；

E、对各区段拥挤事件进行预测；

F、对各区段拥挤事件进行检测；

G、对多区段理想调节能力进行计算；

H、制定行车控制调节策略，对各段道路的车辆进行调节。

2.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的划分为多个区段，具体为：按照最小分割原则和最大行驶区间原则进行划分，按照最小分割原则划分：当存在连续可以实现车辆识别的车站或路口的情况下，以相邻的两点之间作为一个区段；按照最大行驶区间原则划分：当有连续车站、路口没车辆识别能力时，将该路段中合适位置的路口或者车站作为切分点，每区段的距离控制在500～800米之间。

3.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的车辆理想最小间隔计算公式为：

Dis_min=v_plan×(ΔT_{station_delay}+α)

其中：v_plan为计划车辆行驶速度；α为车辆理想最小间隔调节参数，单位为秒；ΔT_{station_delay}为车辆从进站到出站所用的时间。

4.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的拥挤程度的分级指标是指依据区段最小理想车辆间隔Dis_min与区段内实际车辆平均间隔Dis_avg确定的该区段的拥挤等级，具体分为5级：

当Dis_avg<2Dis_min时，为极端拥挤；

当Dis_avg∈(2Dis_min,3Dis_min]时，为严重拥挤；

当Dis_avg∈(3Dis_min,4Dis_min]时，为拥挤；

当Dis_avg∈(4Dis_min,7Dis_min]时，为饱和畅通；以及

当Dis_avg>7Dis_min时，为畅通。

5.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的对线路内车辆位置的推算是指依据车辆最后由车辆全球定位系统GPS定位或者车站、路口车辆部分别得到的位置信息及车辆所处的运行状态对当前车辆位置进行推算，其推算公式如下：

P_now=P_last+v_bus×(t_now-T_{last_corrected})

其中：P_now为当前车辆所在的位置；P_last为最后一次车辆定位的位置；v_bus为车辆平均行驶速度；t_now为当前时刻；T_{last_corrected}为上一次定位的时刻。

6.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的各区段拥挤事件预测是指对线路内当前所有车辆位置进行推算、以30秒为推算间隔，对30秒后线路内车辆位置进行预测、依据预测位置进行拥挤事件判断。

7.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的各区段拥挤事件检测是指对区段内车辆数量的检测、对车辆进入区段数量增量的检测、对车辆距离间隔的检测。

8.根据权利要求1所述的信号控制与定位监控相结合的公交车辆行车控制方法，其特征在于，所述的行车控制策略遵循以下规则：

调节车辆数目最少原则，依据当前线路内拥挤情况，以拥挤区段内部及相邻区段为调节对象，若在此范围内可以有效调节，并达到避免拥挤现象的出现，便不对该范围以外的车辆进行调节；

调节有效性原则，只考虑绝对指标，距离终点距离小于2站的车辆不进行调节；

严重拥挤下编组处理原则，拥挤情况下采用2车编队方式；明确编队驾驶要求以保证编队效果；车辆在进入路口之前将车辆间隔控制在安全距离之内；站台有2个停车位时，同一编队车辆同时进站同时出站，若没有，合理控制车辆间隔，使车辆能够连续进站、出站；

极端拥挤下调节发车原则，增加支线区间车、依据客流量插入支线发车延迟、依据客流量增大发车间隔；以及

控制信号辅助原则，在高峰期，对下一车辆或编队到达本路口的时间进行预测。

Images