CN102470886B - 用于不由高架电线供电的车辆的运行支持装置 - Google Patents

用于不由高架电线供电的车辆的运行支持装置 Download PDF

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CN102470886B CN201080033988.1A CN201080033988A CN102470886B CN 102470886 B CN102470886 B CN 102470886B CN 201080033988 A CN201080033988 A CN 201080033988A CN 102470886 B CN102470886 B CN 102470886B
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Abstract

公开了一种用于不由高架电线供电的车辆的运行支持装置，该运行支持装置配备有：存储部件(2)，用于预先存储关于不由高架电线供电的车辆的运行时间表的信息、关于行进区段中的下一站的信息、以及关于位于行进区段中的多个信号的信息；以及速度模式计算部件(3)，用于基于所述关于运行时间表的信息、关于下一站的信息、以及关于多个信号的信息来计算不由高架电线供电的车辆的速度模式。速度模式计算部件(3)被配置为计算满足以下条件的速度模式：不由高架电线供电的车辆不停止在第信号处，不由高架电线供电的车辆在离开该车辆当前停靠的站时以恒定加速度“a”加速，以及在加速之后不由高架电线供电的车辆以恒定的第一速度V1行进。

Description

用于不由高架电线供电的车辆的运行支持装置
技术领域
本发明涉及一种用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统。更具体地，本发明涉及一种用于计算从当前停靠站点到下一站点的行进区间中的速度模式的行进辅助系统。
背景技术
传统上，诸如没有接触导线的车辆之类的交通车辆由控制诸如汽车之类的车辆的行进的交通灯系统控制。因此，交通车辆的操作者遵照交通灯的指示操作车辆前进或者使车辆停止。
在这种交通灯系统下，使交通车辆反复地停止和重新启动，因此有可能交通车辆不能根据规律的行进时刻表行进，从而给用户带来不变。专利文献1公开了一种用于计算速度模式的行进辅助系统，该速度模式通过使停止和重新启动最少而使得交通车辆能够根据规律的行进时刻表行进。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请公开No.2006-44492
发明内容
本发明要解决的问题
然而，通过前述专利文献1计算的速度模式包括大量加速和减速区间以及少量恒定速度区间。因此，存在交通车辆能量效率低这样的问题。
鉴于这样的情形而完成了本发明，本发明的目的是提供一种用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，其能够计算速度模式，该速度模式使得能够提高没有接触导线的车辆的能量效率。
解决问题的手段
为了解决上述传统技术的问题，本发明提供了一种用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，该行进辅助系统被配置为计算从当前停靠站点到下一站点的行进区间中的速度模式。该行进辅助系统包括：存储部件，其预先存储车辆的行进时刻表信息、关于位于行进区间上的下一站点的信息、以及关于行进区间上的多个交通灯的信息；以及速度模式计算部件，其基于所述行进时刻表信息、关于下一站点的信息、以及关于多个交通灯的信息来计算车辆的速度模式，其中当计算从当前停靠站点到所述多个交通灯中的第一交通灯的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：车辆始终不停止在第一交通灯处，当车辆离开当前停靠站点时车辆以恒定加速度加速，以及在加速之后车辆以恒定的第一速度行进，并且其中，基于当车辆以最大速度行进时从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间、考虑所述行进时刻表信息计算的从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间、从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离、关于第一交通灯的信息以及所述恒定加速度来计算所述第一速度。
根据本发明，假设车辆以最大速度行进，速度模式计算部件确定车辆是否停止在第一交通灯处，其中，当确定车辆停止在第一交通灯处时，基于以下第一关系表达式和第三关系表达式来计算第一速度，并且其中，当确定车辆可以通过而不停止在第一交通灯处时，基于以下第二关系表达式和第三关系表达式来计算第一速度：
第一关系表达式
tw＝(ttarget-ts)+tm1
第二关系表达式
tw＝(tlimit-ts)+tm1
第三关系表达式
tw＝Lw/V1+V1/2a，
其中，V1是第一速度，a是恒定加速度，tw是从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间，ts是从当前停靠站点的离开时刻，ttarget是当第一交通灯下一次从红色改变为绿色时的时刻，tlimit是当第一交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻，tm1是行进时间tx的裕量，Lw是从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离。
此外，根据本发明，当计算第一交通灯和所述多个交通灯中位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：车辆始终不停止在第二交通灯处，在车辆通过第一交通灯之后车辆以恒定加速度加速或减速，以恒定加速度进行的加速和减速限制为单次(single time)或更少次，以及在加速或减速之后车辆以恒定的第二速度行进，并且基于当车辆以最大速度行进时从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间、考虑所述行进时刻表信息计算的从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间、从第一交通灯到第二交通灯的行进距离、关于第二交通灯的信息以及所述恒定加速度来计算所述第二速度。
根据本发明，假设车辆以最大速度行进，速度模式计算部件确定车辆是否停止在第二交通灯处，其中，当确定车辆停止在第二交通灯处时，基于以下第四关系表达式和第六关系表达式来计算第二速度，并且其中，当确定车辆可以通过第二交通灯而不停止在第二交通灯处时，基于以下第五关系表达式和第六关系表达式来计算第二速度：
第四关系表达式
tx(ttarget-tg1)+tm2
第五关系表达式
tx(tlimit-tg1)+tm2
第六关系表达式
tx＝Lx/V2+(V2-V0)2/2aV2，
其中，V2是第二速度，a是恒定加速度，V0是当车辆通过第一交通灯时的速度，tx是从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间，tg1是车辆通过第一交通灯时的时刻，ttarget是当第二交通灯下一次从红色改变为绿色时的时刻，tlimit是当第二交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻，tm2是行进时间tx的裕量(margin)，Lx是从第一交通灯到第二交通灯的行进距离。
根据本发明，当计算在所述多个交通灯中最后的交通灯和下一站点之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：在车辆到达下一站点之前车辆以恒定加速度减速以及在减速之前，当车辆通过最后的交通灯时车辆恒定地以第三速度行进，并且，基于考虑行进时刻表信息计算的从最后的交通灯到下一站点花费的行进时间、从最后的交通灯到下一站点的行进距离以及所述恒定加速度来计算第三速度。
根据本发明，基于以下第七关系表达式和第八关系表达式来计算第三速度，
第七关系表达式
ty＝(tg-tg2)+tm3
第八关系表达式
ty＝Ly/V3+V3/2a，
其中，V3是第三速度，a是恒定加速度，ty是从最后的交通灯到下一站点花费的行进时间，tg是在下一站点处的到达时刻，tg2是车辆通过最后的交通灯时的时刻，tm3是行进时间ty的裕量，Ly是从最后的交通灯到下一站点的行进距离。
根据本发明，行进辅助系统还包括检测部件，其检测当前行进的车辆的位置和速度，并且速度模式计算部件被配置为基于检测部件检测的车辆的当前位置和速度来校正第一到第三速度。
此外，本发明提供一种用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，该行进辅助系统被配置为计算从当前停靠站点到下一站点的行进区间中的速度模式。该行进辅助系统包括：存储部件，其预先存储车辆的行进时刻表信息以及关于位于所述行进区间上的下一站点的信息；以及速度模式计算部件，其基于所述行进时刻表信息和关于下一站点的信息来计算车辆的速度模式，其中，当计算在当前停靠站点和下一站点之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：当车辆离开当前停靠站点时以及当车辆到达下一站点时，车辆以恒定加速度加速或减速，并且车辆在加速和减速之间以恒定的第四速度行进，并且其中，基于考虑行进时刻表信息计算的从当前停靠站点到下一站点花费的行进时间、从当前停靠站点到下一站点的行进距离以及所述恒定加速度来计算第四速度。
此外，根据本发明，基于以下第九关系表达式和第十关系表达式来计算第四速度，
第九关系表达式
tz＝(tg-ts)+tm4
第十关系表达式
tz＝Lz/V4+V4/a，
其中，V4是第四速度，a是恒定加速度，tz是从当前停靠站点到下一站点花费的行进时间，tg是在下一站点处的到达时刻，ts是离开当前停靠站点的离开时刻，tm4是行进时间tz的裕量，Lz是从当前停靠站点到下一站点的行进距离。
根据本发明，行进辅助系统还包括检测部件，其检测当前行进的车辆的位置和速度，并且速度模式计算部件被配置为基于检测部件检测的车辆的当前位置和速度来校正第四速度。
本发明的效果
根据本发明的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，在当前停靠站点和第一交通灯之间的区间、多个交通灯中的第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间以及最后的交通灯和下一站点之间的区间中，没有接触导线的车辆的加速和减速被限制为单次或更少次。结果，可以抑制由于加速或减速导致的能量消耗。此外，因为计算了恒定速度区间跟随在加速或减速区间之后的速度模式，所以相对于传统的情况可以提高没有接触导线的车辆的能量效率。
此外，根据本发明的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，当在当前停靠站点和下一站点之间不存在交通灯时，计算这样的速度模式，在该速度模式中，加速和减速每个被执行一次，并且在该加速之后，车辆以恒定速度行进。因此，与传统情况相比，可以提高没有接触导线的车辆的能量效率。
此外，根据本发明的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，速度模式计算部件从检测部件获取没有接触导线的车辆的当前位置和速度，并且校正没有接触导线的车辆的速度模式。因此，即使由于诸如交通拥堵之类的各种状况导致在没有接触导线的车辆中出现延迟等，也可以通过校正所述速度模式而根据行进时刻表有规律地运行车辆。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统的配置的图。
图2是示出在当车辆从当前停靠站点行进到多个交通灯中的第一交通灯时要花费的时间t和速度V之间的关系的图。
图3是用于计算当前停靠站点和第一交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
图4是示出在当车辆从第一交通灯向位置紧邻的第二交通灯行进时花费的时间t和速度V之间的关系的图。
图5是用于计算第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
图6是示出在当车辆从最后的交通灯行进到下一站点时的时间t和速度V之间的关系的图。
图7是示出在当车辆从当前停靠站点行进到下一站点时的时间t和速度V之间的关系的图。
图8是示出在当车辆从当前位置行进到位置紧邻的第二交通灯时花费的时间t和速度V之间的关系的图。
图9是用于计算在当前位置和第二交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述根据本发明实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统。图1是示出根据本发明实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统的配置的图。
图1所示的行进辅助系统1被安装在没有接触导线的车辆(未示出)上，并且被配置为计算从当前停靠站点到下一站点的行进区间中的速度模式。
如图1所示，行进辅助系统1包括存储部件2、速度模式计算部件3、检测部件4和显示部件5。存储部件2预先存储没有接触导线的车辆的行进时刻表信息、关于位于行进区间上的下一站点的信息以及关于安装在行进区间上的多个交通灯的信息。速度模式计算部件3基于该行进时刻表信息、关于下一站点的信息和关于所述多个交通灯的信息来计算没有接触导线的车辆的速度模式。此外，检测部件4检测当前行进的车辆的位置和速度。此外，显示部件5显示速度模式。
前述行进时刻表信息包括关于没有接触导线的车辆的时间表的信息，例如关于离开当前停靠站点的离开时刻的信息以及关于在下一站点处的到达时刻的信息。关于下一站点的信息包括下一站点的位置信息和关于到下一站点的距离的信息。此外，关于交通灯的信息包括关于位于行进区间上的交通灯的位置信息和各个交通灯之间的距离以及当交通灯从红色改变为绿色及从绿色改变为红色时的时刻的信息。
如图1所示，速度模式计算部件3连接到存储部件2，速度模式计算部件3获取行进时刻表信息、关于下一站点的信息和关于多个交通灯的信息以计算没有接触导线的车辆的速度模式。速度模式计算部件3计算的速度模式被发送给显示部件5。没有接触导线的车辆的操作者根据显示在显示部件5上的速度模式操作该没有接触导线的车辆。
从当前停靠站点到第一交通灯的区间中的速度模式
在下文中，将参照附图描述使用根据本发明实施例的行进辅助系统计算从当前停靠站点到多个交通灯中的第一交通灯的区间中的速度模式的方法。
图2是示出在当车辆从当前停靠站点行进到多个交通灯中的第一交通灯时花费的时间t和速度V之间的关系的图。图3是示出用于计算在当前停靠站点和第一交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
当计算从当前停靠站点到多个交通灯中的第一交通灯的区间中的速度模式时，速度模式计算部件3计算满足以下条件的速度模式：没有接触导线的车辆始终不停止在第一交通灯处，当车辆离开当前停靠站点时车辆以恒定加速度“a”加速，以及没有接触导线的车辆以恒定的第一速度V1行进。
将参照图2描述第一速度V1的计算方法。假设从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间是tw。这里，假设对于该行进时间tw容许的裕量是tm1。当离开当前停靠站点的离开时刻是ts并且在第一交通灯处的到达时刻是tg’时，行进时间tw可以表示如下。
tw＝(tg’-ts)+tm1        (等式1)
因为裕量tm1被认为是与从当前停靠站点到第一交通灯的距离成比例，所以等式1可以表示如下。
tw＝(tg’-ts)+kLw         (等式2)
其中Lw是从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离，k是比例系数。
当计算第一速度V1时，首先，引入从当前停靠站点到第一交通灯花费的最小行进时间tmin。最小行进时间tmin是当车辆以车辆性能方面的最大速度Vmax(Vmax＞V1)行进时花费的行进时间。因此，如图2所示，加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2如下。
I1＝VmaxtA’/2           (等式3)
I2＝Vmax(tmin-tA’)      (等式4)
其中tA’是速度从0增大到最大速度Vmax为止花费的时间。
接下来，使用加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2，从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离Lw如下。
Lw＝I1+I2＝VmaxtA’/2+Vmax(tmin-tA’)＝Vmaxtmin-VmaxtA’/2   (等式5)
使用关系Vmax＝atA’，等式5如下。
tmin＝Lw/Vmax+Vmax/2a         (等式6)
Lw可以通过使用上述关于交通灯的信息来输入，Vmax和加速度“a”可以从车辆性能预先知晓。
第一速度V1和从当前停靠站点到第一交通灯的行进时间tw之间的关系表达式可以通过用V1替换等式6的Vmax并且用tw替换tmin来获得。
tw＝Lw/V1+V1/2a        (等式7)
接下来，将参照图3描述用于计算第一速度V1的流程图。
如图3所示，在步骤S1中，使用等式6获得最小行进时间tmin。
接下来，在步骤S2中，当在离开时刻ts车辆离开当前停靠站点之后在最小行进时间tmin内该车辆到达第一交通灯时，确定第一交通灯是否指示红色(停止)。在进行这一确定时，使用上述交通灯的信息。
然后，当第一交通灯指示红色时，在步骤S3中，将第一交通灯从红色变为绿色时的时刻ttarget代入等式2中的tg’。等式2被变换如下。
tw＝(ttarget-ts)+kLw     (等式8)
最后，在步骤S4，将从利用等式8的关系获得的tw代入等式7以获得第一速度V1。
另一方面，当第一交通灯没有指示红色(即，指示绿色)时，在步骤S5，将第一交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻tlimit代入等式2中的tg’。等式2被变换如下。
tw＝(tlimit-ts)+kLw     (等式9)
最后，在步骤S4中，将通过利用等式9的关系获得的tw代入等式7以获得第一速度V1。同时，ttarget和tlimit可以通过使用前述关于交通灯的信息来输入，ts可以通过使用前述行进时刻表信息来输入。
通过上述步骤，可以获得第一速度V1。
在多个交通灯中的第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式
在下文中，将参照附图描述使用根据本发明实施例的行进辅助系统计算在多个交通灯中的第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式的方法。
图4是示出在当车辆从第一交通灯行进到位置紧邻的第二交通灯时花费的时间t和速度V之间的关系的图。图5是用于计算在第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
当计算在多个交通灯中的第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件3计算满足以下条件的这种速度模式：没有接触导线的车辆始终不停止在第二交通灯处，在车辆通过第一交通灯之后车辆以恒定加速度“a”加速或减速，以恒定加速度a进行的加速和减速限制为单次或更少次，以及在加速或减速之后没有接触导线的车辆以恒定的第二速度V2行进。
将参照图4来描述第二速度V2的计算方法。
假设从第一交通灯到位置紧邻的第二交通灯的行进时间是tx。这里，假设对于该行进时间tx容许的裕量是tm2。假设车辆通过第一交通灯的时刻是tg1并且在第二交通灯处的到达时刻是tg”，则行进时间tx可以表示如下。
tx＝(tg”-tg1)+tm2       (等式10)
因为裕量tm2被认为是与从第一交通灯到第二交通灯的距离成比例，所以等式10可以表示如下。
tx＝(tg”-tg1)+kLx      (等式11)
其中Lx是从第一交通灯到第二交通灯的行进距离，k是比例系数。
当计算第二速度V2时，首先，引入从第一交通灯到第二交通灯花费的最小行进时间tmin。最小行进时间tmin是当车辆以车辆性能方面的最大速度Vmax(Vmax＞V2)行进时花费的行进时间。当如图4所示假设车辆通过第一交通灯时的速度为V0时，加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2如下。
I1＝V0tA”+(Vmax-V0)tA”/2          (等式12)
I2＝Vmax(tmin-tA”)                 (等式13)
其中tA”是速度增大到最大速度Vmax为止花费的时间。
接下来，使用加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2，从第一交通灯到第二交通灯的行进距离Lx如下。
Lx＝I1+I2＝V0tA”+(Vmax-V0)tA”/2+Vmax(tmin-tA”)
＝Vmaxtmin-(Vmax-V0)tA”/2           (等式14)
使用关系V0+atA”，等式14变换如下。
tmin＝Lx/Vmax+(Vmax-V0)2/2a Vmax     (等式15)
第二速度V2和从第一交通灯到第二交通灯的行进时间tx之间的关系表达式可以通过用V2替换等式15的Vmax并且用tx替换tmin来获得。
tx＝Lx/V2+(V2-V0)2/2aV2         (等式16)
接下来，将参照图5描述用于计算第二速度V2的流程图。
如图5所示，在步骤S11中，使用等式15获得tmin。
接下来，在步骤S12中，当在时刻tg1车辆通过第一交通灯之后在最小行进时间tmin内该车辆到达第二交通灯时，确定第二交通灯是否指示红色(停止)。
然后，当第二交通灯指示红色时，在步骤S13中，将第二交通灯从红色变为绿色时的时刻ttarget代入等式11中的tg”。等式11被变换如下。
tx＝(ttarget-tg1)+kLx      (等式17)
最后，在步骤S14，将从利用等式17的关系获得的tx代入等式16以获得第二速度V2。
另一方面，当第二交通灯没有指示红色(即，指示绿色)时，在步骤S15，将第二交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻tlimit代入等式11中的tg”。
等式11被变换如下。
tx＝(tlimit-ts1)+kLx         (等式18)
最后，在步骤S14中，将通过利用等式18的关系获得的tx代入等式16以获得第二速度V2。
通过上述步骤，可以获得第二速度V2。
多个交通灯中的最后的交通灯和下一站点之间的区间中的速度模式
在下文中，将参照附图描述使用根据本发明实施例的行进辅助系统1计算在多个交通灯中的最后的交通灯和下一站点之间的区间中的速度模式的方法。
图6是示出在当车辆从最后的交通灯行进到下一站点时花费的时间t和速度V之间的关系的图。
当计算在多个交通灯中的最后的交通灯和下一站点之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件3计算满足以下条件的这种速度模式：在车辆到达下一站点之前车辆以恒定加速度“a”减速，以及在减速之前，当没有接触导线的车辆通过最后的交通灯时该车辆恒定地以第三速度V3行进。
将参照图6来描述第三速度V3的计算方法。
假设从最后的交通灯到下一站点的行进时间是ty。这里，假设对于该行进时间ty容许的裕量是tm3。假设车辆通过最后的交通灯的时刻是tg2并且在下一站点处的到达时刻是tg，则行进时间ty可以表示如下。
ty＝(tg-tg2)+tm3               (等式19)
因为裕量tm3被认为是与从最后的交通灯到下一站点的距离成比例，所以等式19可以表示如下。
ty＝(tg-tg2)+kLy              (等式20)
其中Ly是从最后的交通灯到下一站点的行进距离，k是比例系数。
如图6所示，恒定速度区间中的行进距离I1和减速区间中的行进距离I2如下。
I1＝V3(ty-tA”’)             (等式21)
I2＝V3tA”’/2                (等式22)
其中tA”’是速度从V3改变为0为止花费的时间。
接下来，使用恒定速度区间中的行进距离I1和减速区间中的行进距离I2，从最后的交通灯到下一站点的行进距离Ly如下。
Ly＝I1+I2＝V3(ty-tA”’)+V3tA”’/2
＝V3ty-V3tA”’/2              (等式23)
使用关系atA”’，等式23变换如下。
ty＝Ly/V3+V3/2a                (等式24)
结果，可以从等式20和24获得第三速度V3。
在当前停靠站点和下一站点之间的区间中的速度模式
在下文中，将参照附图描述使用根据本发明实施例的行进辅助系统1计算在当前停靠站点和下一站点之间的区间中的速度模式的方法。这一计算方法可以用于在当前停靠站点和下一站点之间不存在交通灯的情况。图7是示出在当车辆从当前停靠站点行进到下一站点时的时间t和速度V之间的关系的图。
当计算在当前停靠站点和下一站点之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件3计算满足以下条件的这种速度模式：当车辆离开当前停靠站点时以及当车辆到达下一站点时，车辆必须以恒定加速度“a”加速或减速，并且在加速之后以及在减速之前，没有接触导线的车辆恒定地以第四速度V4行进。
将参照图7来描述第四速度V4的计算方法。
假设从当前停靠站点到下一站点花费的行进时间是tz。这里，假设对于该行进时间tz容许的裕量是tm4。假设离开当前停靠站点的离开时刻是ts并且在下一站点处的到达时刻是tg，则行进时间tz可以表示如下。
tz＝(tg-ts)+tm4    (等式25)
因为裕量tm4被认为是与从当前停靠站点到下一站点的距离成比例，所以等式25可以表示如下。
tz＝(tg-ts)+kLz    (等式26)
其中Lz是从当前停靠站点到下一站点的行进距离，k是比例系数。
如图7所示，加速区间中的行进距离I1、恒定速度区间中的行进距离I2和减速区间中的行进距离I3表示如下。
I1＝V4tA/2                (等式27)
I2＝V4(tz-tA-tB)          (等式28)
I3＝V4tB/2                (等式29)
其中tA是速度从0改变为V4为止花费的时间，tB是速度从V4改变为0为止花费的时间。
接下来，使用关系tA＝tB，从当前停靠站点到下一站点的行进距离Lz如下。
Lz＝I1+I2+I3
＝V4tA/2+V4(tz-tA-tB)+V4tB/2
＝V4tz-V4tA                (等式30)
此外，由于V4＝atA的原因，将等式30变换如下。
tz＝Lz/V4+V4/a    (等式31)
因此，可以从等式26和31获得第四速度V4。
在车辆行进期间的速度模式的校正
在下文中，将参照附图描述使用根据本发明实施例的行进辅助系统1校正没有接触导线的车辆的行进期间的速度模式的方法。
将作为示例来描述校正当没有接触导线的车辆从第一交通灯行进到位置紧邻的第二交通灯时的恒定速度区间中的速度模式的情况。
图8是示出在当车辆从当前位置行进到位置紧邻的第二交通灯时花费的时间t和速度V之间的关系的图。图9是用于计算在当前位置和第二交通灯之间的区间中的速度模式的流程图。
首先，将描述行进辅助系统1的配置。如图1所示，速度模式计算部件3连接到检测部件4，速度模式计算部件5从检测部件4获取没有接触导线的行进车辆的当前位置和速度，以便校正没有接触导线的车辆的速度模式。
参照图8，将描述校正后的第二速度V2’的计算方法。
假设从当前位置到第二交通灯的行进时间是tx’。这里，假设对于该行进时间tx’容许的裕量是tm2’。在当前时刻是tg1’且在第二交通灯处的到达时刻是tg”时，行进时间tx’可以表示如下。
tx’＝(tg”-tg1’)+tm2’       (等式32)
因为裕量tm2’被认为是与从当前位置到第二交通灯的距离成比例，所以等式32可以表示如下。
tx’＝(tg”-tg1’)+kLx’       (等式33)
其中Lx’是从当前位置到第二交通灯的行进距离，k是比例系数。
当计算校正后的第二速度V2’时，首先，引入从当前位置到第二交通灯花费的最小行进时间tmin。最小行进时间tmin是当车辆以车辆性能方面的最大速度Vmax(Vmax＞V2’)行进时花费的行进时间。因此，如图8所示，假设由检测部件检测的当前速度为V0，则加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2如下。
I1＝V0tA”+(Vmax-V0)tA”/2       (等式34)
I2＝Vmax(tmin-tA”)              (等式35)
其中tA”是速度从V0改变为最大速度Vmax为止花费的时间。
接下来，使用加速区间中的行进距离I1和恒定速度区间中的行进距离I2，从当前位置到第二交通灯的行进距离Lx’如下。
Lx’＝I1+I2＝V0tA”+(Vmax-V0)tA”/2+Vmax(tmin-tA”)
＝Vmaxtmin-(Vmax-V0)tA”/2          (等式36)
使用关系Vmax＝V0+atA”，最小行进时间tmin如下。
tmin＝Lx’/Vmax+(Vmax-V0)2/2aVmax    (等式37)
同时，Lx’可以通过使用上述关于交通灯的信息和由检测部件4检测的当前位置信息来输入。
校正后的第二速度V2’和从当前位置到第二交通灯的行进时间tx’之间的关系表达式可以通过用V2’替换等式37的Vmax并且用tx’替换tmin来获得。
tx’＝Lx’/V2’+(V2’-V0)2/2a V2’     (等式38)
接下来，将参照图9描述计算校正后的第二速度V2’的流程。
如图9所示，在步骤S21，使用等式37获得tmin。
接下来，在步骤S22，当从当前时刻tg1’起车辆在最小行进时间tmin内到达第二交通灯时，确定第二交通灯是否指示红色(停止)。
如果第二交通灯指示红色，则在步骤S23，将第二交通灯下一次从红色改变为绿色的时刻ttarget代入等式33的tg”。结果，等式33变换如下。
tx’＝(ttarget-tg1’)+kLx’           (等式39)
最后，在步骤S24，将通过利用等式39的关系获得的tx’代入等式38以获得校正后的第二速度V2’。
另一方面，如果第二交通灯没有指示红色(即，当它指示绿色时)，在步骤S25，将第二交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻tlimit代入等式33的tg”。然后，等式33变换如下。
tx’＝(tlimit-tg1’)+kLx’       (等式40)
最后，在步骤S24，将通过利用等式40的关系获得的tx’代入等式38以获得校正后的第二速度V2’。
通过上述步骤，可以获得校正后的第二速度V2’。
当没有接触导线的车辆从当前停靠站点行进到第一交通灯时，可以使用与上述计算方法相同的方法来校正恒定速度行进期间的速度模式。
根据本实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统1，在当前停靠站点和第一交通灯之间的区间、多个交通灯中的第一交通灯和位置紧邻的第二交通灯之间的区间以及最后的交通灯和下一站点之间的区间中，没有接触导线的车辆的加速和减速被限制为单次或更少次。结果，可以抑制由于加速或减速导致的能量消耗。此外，因为计算了恒定速度区间跟随在加速或减速区间之后的速度模式，所以相对于传统的情况可以提高没有接触导线的车辆的能量效率。
具体地，通过使用前述速度模式的计算方法，即使在提供多个交通灯时，也可以作为最佳示例而计算这样的速度模式：加速和减速每个被执行一次，并且在车辆在加速和减速之间以恒定速度行进的同时车辆从当前停靠站点行进到下一站。结果，进一步提高没有接触导线的车辆的能量效率。
此外，根据本实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统1，当在当前停靠站点和下一站点之间不存在交通灯时，计算这样的速度模式：在该速度模式中，加速和减速每个被执行一次，并且在该加速之后，车辆以恒定速度行进。因此，与传统情况相比，可以提高没有接触导线车辆的能量效率。
在根据本实施例的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统1中，速度模式计算部件3从检测部件4获取车辆的当前位置和速度，并且校正该车辆的速度模式。因此，即使在由于诸如交通拥堵之类的各种状况导致在车辆中出现延迟等时，也可以通过校正所述速度模式而根据行进时刻表有规律地运行车辆。
尽管在上面描述了本发明的实施例，但是本发明不限于先前描述的实施例，可以按照处于本发明的技术构思内的各种方式来改变或修改它们。
[参考标号的描述]
1：行进辅助系统
2：存储部件
3：速度模式计算部件
4：检测部件
5：显示部件
a：加速度
V1：第一速度
V2：第二速度
V3：第三速度
V4：第四速度
V0：当车辆通过第一交通灯时的速度
tw：从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间
tx：从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间
ty：从最后的交通灯到下一站点花费的行进时间
tz：从当前停靠站点到下一站点花费的行进时间
ts：离开当前站点的离开时刻
ttarget：当第一交通灯下一次从红色改变为绿色时的时刻
tlimit：当第一交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻
tm1、tm2、tm3、tm4：行进时间的裕量
Lw：从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离
Lx：从第一交通灯到第二交通灯的行进距离
Ly：从最后的交通灯到下一站点的行进距离
Lz：从当前停靠站点到下一站点的行进距离
tg1：当车辆通过第一交通灯时的时刻
tg2：当车辆通过最后的交通灯时的时刻
tg：在下一站点处的到达时刻

Claims (7)

1.一种用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，该行进辅助系统被配置为计算从当前停靠站点到下一站点的行进区间中的速度模式，该行进辅助系统包括：
存储部件，其预先存储车辆的行进时刻表信息、关于位于行进区间上的下一站点的信息、以及关于行进区间上的多个交通灯的信息；以及
速度模式计算部件，其基于所述行进时刻表信息、关于下一站点的信息、以及关于多个交通灯的信息来计算车辆的速度模式，
其中，当计算从当前停靠站点到所述多个交通灯中的第一交通灯的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：车辆始终不停止在第一交通灯处，当车辆离开当前停靠站点时车辆以恒定加速度加速，以及在加速之后车辆以恒定的第一速度行进，并且
其中，基于当车辆以最大速度行进时从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间、考虑所述行进时刻表信息计算的从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间、从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离、关于第一交通灯的信息以及所述恒定加速度来计算所述第一速度。
2.如权利要求1所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，其中，假设车辆以最大速度行进，速度模式计算部件确定车辆是否停止在第一交通灯处，
其中，当确定车辆停止在第一交通灯处时，基于以下第一关系表达式和第三关系表达式来计算第一速度，并且
其中，当确定车辆能够通过而不停止在第一交通灯处时，基于以下第二关系表达式和第三关系表达式来计算第一速度：
第一关系表达式
tw＝(ttarget-ts)+tm1
第二关系表达式
tw＝(tlimit-ts)+tm1
第三关系表达式
tw＝Lw/V1+V1/2a，
其中，V1是第一速度，a是恒定加速度，tw是从当前停靠站点到第一交通灯花费的行进时间，ts是离开当前停靠站点的离开时刻，ttarget是当第一交通灯下一次从红色改变为绿色时的时刻，tlimit是当第一交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻，tm1是行进时间tw的裕量，Lw是从当前停靠站点到第一交通灯的行进距离。
3.如权利要求1或2所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，其中，当计算第一交通灯和所述多个交通灯中位置紧邻的第二交通灯之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：车辆始终不停止在第二交通灯处，在车辆通过第一交通灯之后车辆以恒定加速度加速或减速，以恒定加速度进行的加速和减速被限制为单次或更少次，以及在加速或减速之后车辆以恒定的第二速度行进，以及
其中，基于当车辆以最大速度行进时从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间、考虑所述行进时刻表信息计算的从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间、从第一交通灯到第二交通灯的行进距离、关于第二交通灯的信息以及所述恒定加速度来计算所述第二速度。
4.如权利要求3所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，其中，假设车辆以最大速度行进，速度模式计算部件确定车辆是否停止在第二交通灯处，
其中，当确定车辆停止在第二交通灯处时，基于以下第四关系表达式和第六关系表达式来计算第二速度，并且
其中，当确定车辆能够通过第二交通灯而不停止在第二交通灯处时，基于以下第五关系表达式和第六关系表达式来计算第二速度：
第四关系表达式
tx＝(ttarget-tg1)+tm2
第五关系表达式
tx＝(tlimit-tg1)+tm2
第六关系表达式
tx＝Lx/V2+(V2-V0)2/2aV2，
其中，V2是第二速度，a是恒定加速度，V0是当车辆通过第一交通灯时的速度，tx是从第一交通灯到第二交通灯花费的行进时间，tg1是车辆通过第一交通灯时的时刻，ttarget是当第二交通灯下一次从红色改变为绿色时的时刻，tlimit是当第二交通灯下一次从绿色改变为红色时的时刻，tm2是行进时间tx的裕量，Lx是从第一交通灯到第二交通灯的行进距离。
5.如权利要求1或2所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，其中，当计算在所述多个交通灯中最后的交通灯和下一站点之间的区间中的速度模式时，速度模式计算部件计算满足以下条件的速度模式：在车辆到达下一站点之前车辆以恒定加速度减速，以及在减速前，当车辆通过最后的交通灯时车辆恒定地以第三速度行进，
其中，基于考虑行进时刻表信息计算的从最后的交通灯到下一站点花费的行进时间、从最后的交通灯到下一站点的行进距离以及所述恒定加速度来计算第三速度。
6.如权利要求5所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，基于以下第七关系表达式和第八关系表达式来计算第三速度，
第七关系表达式
ty＝(tg-tg2)+tm3
第八关系表达式
ty＝Ly/V3+V3/2a，
其中，V3是第三速度，a是恒定加速度，ty是从最后的交通灯到下一站点花费的行进时间，tg是在下一站点处的到达时刻，tg2是车辆通过最后的交通灯时的时刻，tm3是行进时间ty的裕量，Ly是从最后的交通灯到下一站点的行进距离。
7.如权利要求1或2所述的用于没有接触导线的车辆的行进辅助系统，该行进辅助系统还包括检测部件，其检测当前行进的车辆的位置和速度，
其中，速度模式计算部件被配置为基于检测部件检测的车辆的当前位置和速度来校正第一到第三速度。
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