CN102254444B - 一种相位插入式公交信号优先控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种相位插入式公交信号优先控制方法，通过在相位屏障处插入公交相位，使不能通过绿灯早启、晚断而优先放行的公交车辆最大限度地提前通过交叉口，在相位屏障处插入公交相位，不论单环或多环结构，最大限度地降低了冲突相位之间的影响，对路口交通组织秩序影响小，从而达到了使得公交车优先通过交叉口的目的，提高了公交运营效率。

Description

一种相位插入式公交信号优先控制方法

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种公交优先控制方法。

背景技术

所谓“公交信号优先”，是城市交通“公交优先”的一种实现方式，它通过优化设计城市道路交叉口的信号控制方案，达到普通公交车辆、快速公交车辆较社会普通车辆优先通过交叉口的目的。公交信号优先控制可以极大地改善城市道路公交车辆通行能力，从侧面鼓励了居民选择公交出行方式，有利于推进公共交通事业的发展。在城市交通压力日益陡增的今天，这种控制方法对于快速疏散交通压力，缓解交通拥堵有重要意义。

公交信号优先控制的实现方法主要包括相位早启、晚断、倒转、跳转等。相位早启是指提前启亮公交车辆所在相位的绿灯。相位晚断是指延长公交车辆所在相位的绿灯时间。相位倒转是指改变相位相序，将公交相位调整到最前执行，再按照原相位相序放行其他车辆。相位跳转是指跳过即将执行的相位，直接执行公交相位。根据实际工程经验，相位早启、晚断的公交信号优先方式的实施条件较为苛刻，必须要求产生公交请求的相位为当前放行相位或即将放行的相位，当路口控制方案复杂时，可用于处理公交请求的时间较少，响应时间长。而相位倒转、跳转的优先方式对正常交通秩序影响很大，因路口信号控制方案一般为双环结构，半环内的倒转、跳转收益较低；而跨越半环的相位倒转、跳转极易引起两个半环之间的相位冲突，特别是在环结构中存在搭接相位的情况的时候。

发明内容

针对现有技术存在的公交信号优先控制实现方法实施条件较为苛刻以及对正常交通秩序影响较大的问题，本发明提出一种相位插入式公交信号优先控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种相位插入式公交信号优先控制方法，包括如下步骤：

A、在道路中设置检测装置及信号机；

B、在公交车到达交叉口时，触发检测装置，并向信号机发送通过请求信号，信号机接收信号后控制信号灯，使公交车优先通过交叉口；

在所述步骤B中包括如下步骤：判断当前公交相位是否为绿灯，若是，则将绿灯时间延长；若当前公交相位的前一相位为绿灯，则将当前公交相位绿灯提前启亮；若当前相位屏障处的相位为绿灯，则插入专用公交相位；否则，保持信号配时不变；

所述插入专用公交相位的步骤包括：

b、判断当前半环是否有公交相位插入，若是，则保持信号配时不变，执行c步骤，若否，插入一个专用公交相位，同时半环的相位插入标记取值加1；

c、判断当前周期是否结束，若是，记录本周期相位插入次数，然后删除上述半环的相位插入标记并结束，若否，执行步骤b。

进一步地，所述b步骤之前还包括步骤a：

a、判断前3个周期的专用公交相位插入次数，若大于6，则执行步骤b，否则执行如下步骤；

a1、判断当前半环是否已执行2次相位插入，若是，则保持信号配时不变，执行步骤a2，若否，插入一个专用公交相位，同时半环的相位插入标记取值加1；

a2、判断当前周期是否结束，若是，记录本周期相位插入次数，然后删除上述半环的插入标记并结束，若否，执行步骤a1。

进一步地，所述步骤b、a1中，插入专用公交相位的绿灯持续时间为5-7s。

本发明中，由于在检测到公交车辆后，便启动公交优先的交通控制方法，或者延长公交车所在相位的绿灯时间，或者让公交车所在相位的绿灯提前启亮，或者在相位屏障（barrier即相位屏障，在整个信号周期的放行中，有的相位之间是不允许同时放行的，所以环被切割为若干个段，用于切割环的屏障被称之为barrier。barrier处相位是指位于barrier之前的邻接的相位。）处插入公交相位，使不能通过绿灯早启、晚断而优先放行的公交车辆最大限度地提前通过交叉口。

barrier在信号控制环结构中的作用是用于从时间上分割路口的冲突相位，这些冲突相位在barrier处实现通行权的转换，在环结构其他位置的任何相位变化，都会引发相位冲突，因此，在适当相位清空时间的保障下，barrier处插入相位是相对最安全的，因而在barrier处插入公交相位，不论单环或多环结构，最大限度地降低了冲突相位之间的影响，对路口交通组织秩序影响小，从而达到了使得公交车优先通过交叉口的目的，提高了公交运营效率。

附图说明

图1是本发明公交信号优先控制流程图；

图2是图1中普通相位插入模块的实施例的工作流程图；

图3是图1中具备优先级的相位插入模块实施例的工作流程图；

图4是相位插入式公交信号优先配时与原配时对比图。

具体实施方式

首先，简要阐述本发明的原理。

当公交车到达交叉口时，检测装置将公交信号直接发送到信号机，信号机接收到公交请求信号后，根据实时条件，在符合优先条件后，即改变信号配时，执行信号优先控制，使公交车优先通过交叉口。公交信号优先控制方法降低了公交车在交叉口的延误时间，提高了公交车的运行效率和服务质量。

下面结合附图对本发明进行详细阐述。

参考图1，图示了本发明公交信号优先控制流程图，如图所示，包括以下步骤：

步骤S1，判断是否触发公交优先申请，若是，则执行步骤S2，否则继续检测。

本步骤中，检测公交请求的方式有两种：1、在公交专用道的进口道适当位置设置公交检测器，如环形线圈检测器、视频检测器等，通过常规检测技术检测公交车通过，检测信号通过普通线路传输至信号机。2、设置路边通信设备，公交车上设置车载装置，公交车接近路口时，车载装置能够发送车辆通过信号至通信设备，然后再传输至信号机。当公交车到达交叉口时，触发公交检测器或车载装置与路边通信设备通信，并向信号机发送通过请求信号，信号机接收信号后触发公交优先的申请。所述检测到公交请求的相位即是公交相位。

步骤S2，判断当前公交相位是否为绿灯，若是，则执行步骤S6，否则执行步骤S3。

即，判断当公交车经过检测点（设置所述公交检测器的位置）时，检测到公交请求的相位（也即公交相位）是否为绿灯。

步骤S3，判断当前公交相位的前一相位是否为绿灯，若是，则执行步骤S7，否则执行步骤S4。

步骤S4，判断当前相位屏障处的相位为绿灯，若是，则执行步骤S8；否则执行步骤S5。

步骤S5，请求保存，配时不变。

步骤S6，晚断模块。

即，将当前公交相位的绿灯延长以使得所述公交车可以顺利通过交叉路口，本步骤结束后执行步骤S9。

步骤S7，早启模块。

即，当前公交相位的前一相位为绿灯，而当前公交相位为红灯，此时，则进入提前启亮的过程，使得所述前一相位的绿灯提前结束，而当前公交相位的绿灯提前启亮，以使得所述公交车提前通过所述交叉路口，本步骤结束后执行步骤S9。

步骤S8，相位插入模块。

即，当触发公交优先申请（请求）后，若当前公交相位不是绿灯，其前一相位也不是绿灯，即实时条件不符合公交相位早启、晚断的要求，且当前放行相位处于barrier处，则在barrier前插入一个仅放行请求相位公交车辆的公交专用相位，此时其他相位所有车辆处于红灯禁行状态，保证请求相位公交车辆顺利通过交叉口，其详细控制流程在后续介绍。本步骤结束后执行步骤S9。

步骤S9，请求删除。

值得注意的是，步骤S2及其后续的步骤S6与步骤S3及其后续的步骤S7的顺序可以互换；即，也可以先执行步骤S3的判断再执行步骤S2的判断，由于与本实施例基本相同在此不进行进一步的阐述。

本实施例通过配置紧急公交相位优先时间（指信号机接收到公交请求信号到信号机执行相位插入的时间间隔）和紧急公交相位延迟时间（紧急公交相位延迟时间是公交车辆从发送请求的地点行驶到专用车道停车线所需要的时间，具体数值需要根据实际工程所采用的检测请求的方法以及具体设备的性能而定），实现相位插入式公交信号优先控制，使公交车辆优先通过交叉口。

本实施例普通相位插入模块的详细控制流程如图2所示，图2是图1中相位插入模块的一个实施例的工作流程图，包括以下步骤：

步骤S801，判断当前半环的插入标记n₁ 或n₂是否为1，若是，若是，执行步骤S802，否则执行步骤S803； 

插入标记n₁ 或n₂记录了当前半环是否有相位插入，n₁为第一半环的插入标记；n₂为第二半环的插入标记，其状态为1或0，当为1时，说明当前半环已插入过相位，此时保持配时不变，并保存请求，即执行步骤S802；若为0，则表明当前半环没有插入过相位，此时执行步骤S803。

步骤S802，配时不变，保存请求； 

步骤S803，插入相位j；

步骤S804，n₁= n₁+1或n₂= n₂+1；

步骤S805，判断周期i是否结束，若是，执行步骤S806；否则执行步骤S801；  

步骤S806，将上述标记n₁ 、n₂重置为0； 

本实施例相位插入模块控制流程在一个相位周期内允许最多插入两次相位，插入相位的长短时间至少为公交车从停车线行驶至路口内部冲突点的时间，即保证通过插入相位驶进交叉口内的公交车不会与路口内可能因未及时清空而存在的冲突相位车辆发生交通阻塞或事故。路口内冲突点的位置与数量由具体信号控制方案决定，经过反复大量实验，这个时间绝大多数落在区间[5，7]，为了便于配置，所以相位j的绿灯持续时间取5-7s。

相位插入式公交信号优先控制方法实施前后的交叉口绿灯时间变化参考图4，其中上方图为原配时相位图，下方图为相位插入式公交信号优先配时相位图，如图4所示，一个交叉路口的相位周期包括4个相位，其中A为相位屏障。相位屏障A左边的半环为左半环，右边的半环为右半环。

假设当前放行相位为相位2，在相位4上，公交车经过检测点后检测到公交请求，触发了公交优先的控制流程，经过逻辑判断，符合相位插入模块的要求。此时，通过执行相位插入模块，则在barrier处插入一个仅用于放行相位4公交车辆的专用相位，此时其他所有机动车相位处于红灯状态，当这个插入相位结束之后，信号控制放行顺序进入原方案，即放行相位3、相位4。

图3是一种具备优先级的相位插入模块的实施例的工作流程图，如图所示，包括如下步骤：

步骤S800，判断已执行的前3个周期执行相位插入的次数n(i-3)+n(i-2)+n(i-1)是否大于6，若是，则执行普通相位插入模块（执行步骤S801-步骤S806），若否，则允许对公交请求相位的公交车辆执行2次相位插入，予以更高优先级的通行权，即执行步骤S807；

步骤S807，判断当前半环的插入标记n_i1、n_i2是否等于2，若是，执行步骤S808；否则，执行步骤S809；

步骤S808，配时不变，保存请求；

步骤S809，插入相位j；

步骤S810，n_i1= n_i1+1或者n_i2= n_i2+1；

每次执行插入相位后，记录n_i1= n_i1+1或者n_i2= n_i2+1。

步骤S811，判断本周期是否结束，若是，执行步骤S812，否则，返回步骤S807，继续判断插入标记。

步骤S812，计算本周期执行的相位插入次数n(i)= n_i1+ n_i2

步骤S813,重置n _i1=n _i2=0并结束。

上述过程中的主要参数说明：

n(i)——第i周期执行的相位插入次数。

n_i1、n_i2——第i周期第一半环、第二半环的相位插入标记。

这种相位插入模式需要定义路口某相位相对于其他相位具有更高的优先级，且只能定义一个相位。插入相位的时间仍为5-7s。本实施例的优势是适用于路口某一方向的公交线路覆盖率明显高于其他方向的情况，城市部分路口存在这种情况。劣势是适用范围相对于普通相位插入模式较窄，受社会车辆干扰的程度较大。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种相位插入式公交信号优先控制方法，包括：

A、在道路中设置检测装置及信号机；

B、在公交车到达交叉口时，触发检测装置，并向信号机发送通过请求信号，信号机接收信号后控制信号灯，使公交车优先通过交叉口；

在所述步骤B中包括如下步骤：判断当前公交相位是否为绿灯，若是，则将绿灯时间延长；若当前公交相位的前一相位为绿灯，则将当前公交相位绿灯提前启亮；若当前相位屏障处的相位为绿灯，则插入专用公交相位；否则，保持信号配时不变；

所述插入专用公交相位的步骤包括：

b、判断当前半环是否有公交相位插入，若是，则保持信号配时不变，执行c步骤，若否，插入一个专用公交相位，同时半环的相位插入标记取值加1；

c、判断当前周期是否结束，若是，记录本周期相位插入次数，然后删除上述半环的相位插入标记并结束，若否，执行步骤b。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述b步骤之前还包括步骤a：

a、判断前3个周期的专用公交相位插入次数，若大于6，则执行步骤b，否则执行如下步骤；

a1、判断当前半环是否已执行2次相位插入，若是，则保持信号配时不变，执行步骤a2，若否，插入一个专用公交相位，同时半环的相位插入标记取值加1；

a2、判断当前周期是否结束，若是，记录本周期相位插入次数，然后删除上述半环的插入标记并结束，若否，执行步骤a1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤b、a1中，插入专用公交相位的绿灯持续时间为5-7s。 

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