CN105976632B - 一种减少交叉口停车次数的车速引导方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少交叉口停车次数的车速引导方法，属于道路交通控制领域，包括相应车速引导设施的布置、引导参数的设置、控制LED显示屏的引导内容以及通过LED显示屏发布引导信息。其中PLC学习完当前的信号配时后，判断信号配时的变化确定是否需要制定新的引导方案；若没有变化，则LED显示屏循环显示引导信息；若发生变化，控制器及时学习新的信号周期，并依据新的信号周期重新计算得出新的合理车速，保证LED显示屏实时提供合理车速，由LED显示屏发布车速引导策略，保证时效性。本发明在交叉口引入了车速引导设施，能够保证车辆以均匀车速行驶，在一个信号周期内尽量避开红灯、减少停车次数，采用引导屏这种外部车速引导方法，利用率更高。
Description
技术领域
本发明属于城市道路交通信号控制领域，具体涉及一种减少交叉口停车次数的车速引导方法。
背景技术
目前，机动车数目急剧增加，交叉口的拥堵现象尤其严重。通过研究发现，红(绿)灯末尾到达交叉口的车辆可以通过合理降低(提高)车速来避免在交叉口停车。然而由于驾驶员无法预知前方路口红绿灯的状态，其无法判断出需要加速还是减速来通过交叉口，只能盲目选择车速驾驶，造成车辆在交叉口处的停车次数增加。
近来，雾霾频发，汽车尾气的排放是造成这一现象的原因之一。交叉口的停车次数增加带来油耗增加，排放增多，从而造成环境污染加剧。此外，由于车辆在交叉口处的车速不均匀及驾驶员的快速通过心理引起的超车等现象，造成交通事故频发。
针对以上现象，本专利提出一种车速引导方法，通过在交叉口上游设置路侧引导屏实时提示车辆的合理行驶车速，引导驾驶员合理选择车速，尽量避开红灯，提高车辆绿灯时间内的通行效率。减少停车次数，降低交通延误，使车辆平顺的通过交叉口。
发明内容
本发明目的是通过车速引导，使驾驶员在交叉口处尽量避开红灯，减少车辆在交叉口的不必要停车，提高车辆在绿灯时间的通行效率，减少停车延误；从而降低车辆的油耗、排放，保护环境。
本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的。
一种减少交叉口停车次数的车速引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，车速引导设施的设置
S1.1，LED显示屏的布设
在距离交叉口停车线Lw处设置LED显示屏，通过LED显示屏进行实时车速引导，LED显示屏显示内容为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；
S1.2，引导线的设置
由于驾驶员根据LED显示屏显示的引导车速作出反应需要时间并依据LED显示屏的提示改变车速，引导线位置相对LED显示屏提前，根据LED显示屏距路面的高度h及驾驶员的视觉仰角θ，利用三角函数知识可得停车引导线相对LED显示屏提前的距离m＝h/tanθ；
S1.3，信号相位获取的设置
将PLC与交叉口各相位信号灯分别连接；
S2，引导参数的设置
S2.1，设置LED显示屏引导车速的变化区间
根据交叉口的实际情况及路段的车速限制，设置LED显示屏上车辆速度变化区间，最大车速Vmax及最小车速Vmin，并通过距离Lw和车速，计算出车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin；
S2.2，信号灯的相位及控制参数的设置
由PLC与交叉口各相位信号灯分别连接，PLC对信号灯各相位持续电压时间计时，该时长即为当前信号灯各相位时间R、Y、G，将所得相位时间存储起来，从而计算出周期时长c；
S3，控制LED显示屏的引导内容
S3.1，利用PLC实时学习信号灯的相位及相位参数
通过PLC获取当前信号灯各相位时间R、Y、G，利用存储器将当前信号灯的相位时间存储起来，从而计算出周期时长c；
将当前学习到的各相位时间和前一次存储的相位时间的长短进行判断；若二者相同，则按照前一次引导方案执行，跳转到S4；若不同，则将获取的当前信号灯的相位时间覆盖前一次存储的相位时间，并重新制定引导方案，跳转到S3.2，方案也随之更新存储；
S3.2，判断路口满足的引导类型
LED显示屏的引导方式分为全引导和非全引导两种，全引导即LED显示屏上一个信号周期始终显示车速，非全引导即LED显示屏上显示内容分为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；设显示实时车速总时间为Ts，显示“请以安全车速行驶”的文字提醒时间为TW，这两部分的时间之和即为信号周期；
当满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为全引导；不满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为非全引导；
S3.3，不同引导类型的引导设置
根据S2.1得到车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin，并计算LED显示屏显示不同实时车速总时间Ts及“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间；
当满足全引导条件时，一个信号周期时间始终显示实时车速，即Ts＝c，根据实际道路状况，制定出车速变化的梯度，计算出不同车速变化显示的时间Ti：显示实时车速总时间Ts和LED显示屏上速度变化次数n的比值，即Ti＝Ts/n，i＝1,2,.....,n-1,n；
当满足非全引导条件时，先计算出“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间，周期c减去文字提醒的时间即为显示实时车速总时间Ts，不同车速变化的梯度及不同车速变化显示的时间Ti与满足全引导条件时的方法一致；
S4，通过LED显示屏发布引导信息
通过PLC与LED显示屏的连接，可以将计算出的结果显示出来，实现车速引导。
进一步，判断车辆以最小车速Vmin到达LED显示屏时，信号灯显示的灯色，具体的判断标准为：时，信号灯为红灯，，信号灯显示黄灯。
进一步，LED显示屏距路面的高度h为6m，车速变化的梯度为5km/h。
本发明具有以下有益效果：
1、LED显示屏实时显示车速，保证车辆以均匀车速行驶，方便驾驶员操作，降低超车的发生，提高交通安全性。
2、车辆按照LED显示屏显示车速行驶，停车次数减少，减少车辆磨损，不仅降低车辆的尾气排放量，降低油耗，对倡导绿色出行起到积极推动作用，还提高了交通流的平顺性及驾驶员的驾驶舒适度。
3、该方法是采用LED显示屏这种外部车速引导方法，和车内车速引导方法相比，利用率更高。
附图说明
图1为一种减少交叉口停车次数的车速引导方法流程图；
图2为交叉口LEDLED显示屏摆放位置及引导线设置示意图；
图3为车辆到达LED显示屏时，信号灯显示红灯车速引导方法说明图；
图4为车辆到达LED显示屏时，信号灯显示黄灯车速引导方法说明图；
图5为车速引导的实施例说明图。
其中：Y表示黄灯，G表示绿灯，R表示红灯。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明目的是通过车速引导，使驾驶员在交叉口处尽量避开红灯，减少车辆在交叉口的不必要停车(本应红灯结束前到达的车辆按照车速引导屏指示合理降低车速，使得在到达交叉口时绿灯开始；本应绿灯结束到达交叉口的车辆依据引导屏指示合理提高车速，使得车辆在绿灯结束前通过交叉口)，提高车辆在绿灯时间的通行效率，减少停车延误；从而降低车辆的油耗、排放，保护环境。
如图1所示，一种减少交叉口停车次数的车速引导方法流程图，包括步骤：
S1，车速引导设施的设置
S1.1，LED显示屏的布设
在距离交叉口停车线Lw处设置LED显示屏，通过LED显示屏进行实时车速引导，LED显示屏显示内容为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；
S1.2，引导线的设置
由于驾驶员根据LED显示屏显示的引导车速作出反应需要时间并依据LED显示屏的提示改变车速，引导线位置相对LED显示屏提前，根据LED显示屏距路面的高度h及驾驶员的视觉仰角θ，利用三角函数知识可得停车引导线相对LED显示屏提前的距离m＝h/tanθ，如图2所示；
S1.3，信号相位获取的设置
将PLC与交叉口各相位信号灯分别连接。
S2，引导参数的设置
S2.1，设置LED显示屏引导车速的变化区间
根据交叉口的实际情况及路段的车速限制，设置LED显示屏上车辆速度变化区间，最大车速Vmax及最小车速Vmin，并通过距离Lw和车速，计算出车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin；
S2.2，信号灯的相位及控制参数的设置
由PLC与交叉口各相位信号灯分别连接，PLC对信号灯各相位持续电压时间计时，该时长即为当前信号灯各相位时间R、Y、G，R：一个信号周期c内红灯的时长，Y：一个信号周期c内黄灯的时长，G：一个信号周期c内绿灯的时长；将所得相位时间存储起来，从而计算出周期时长c。
S3，控制LED显示屏的引导内容
S3.1，利用PLC实时学习信号灯的相位及相位参数
通过PLC获取当前信号灯各相位时间R、Y、G，利用存储器将当前信号灯的相位时间存储起来，从而计算出周期时长c；
由于PLC中的控制器第一次工作时，无法判断通电时间是否是该周期的起始点，为了防止所测得的时间小于实际的相位时长，将当前学习到的各相位时间和前一次存储的相位时间的长短进行判断；二者中的较大值作为实际的信号灯配时时间；
黄灯实际时长Y＝max(Y1,Y2)
红灯实际时长R＝max(R1,R2)
绿灯实际时长G＝max(G1,G2)
由于控制器只能测得连续电流的时间，所以有绿闪的情况时，需要通过另外的方法测得绿灯时间：
红灯不亮实际时长NR＝max(NR1,NR2)
绿灯实际时长G＝NR-Y
跳转S3.2得到实时的车速引导方法；
此外，为了防止信号灯配时发生变化，控制器需要实时给出相应的车速引导方法，即需要控制器对当前的相位时间进行学习，将当前学习到的相位时间和前一次存储的相位时间的长短进行判断；若二者相同，则按照前一次引导方案执行，跳转到S4；若不同，则将获取的当前信号灯的相位时间覆盖前一次存储的相位时间，并重新制定引导方案，跳转到S3.2，方案也随之更新存储，达到实时获取信号灯参数的目的；
S3.2，判断路口满足的引导类型
LED显示屏的引导方式分为全引导和非全引导两种，全引导即LED显示屏上一个信号周期始终显示车速，非全引导即LED显示屏上显示内容分为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；设显示实时车速总时间为Ts，显示“请以安全车速行驶”的文字提醒时间为TW，这两部分的时间之和即为信号周期；
当满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为全引导；不满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为非全引导；
S3.3，不同引导类型的引导设置
S3.3.1，根据S2.1得到车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin；
计算PLC第一次工作，首次引导时间状态Tb，Tb时间内LED显示屏显示内容为“请以安全车速行驶”，分为两种情况：
(1)当时，即车辆到达引导屏时，信号灯显示红灯，如图3所示；
Tb＝R-Tmin
(2)当时，即车辆到达LED显示屏处时，信号灯显示是黄灯，如图4所示；
Tb＝T-Tmin+R
S3.3.2，计算LED显示屏显示不同实时车速总时间Ts及“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间；
计算“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间Tw：
Tw＝Tmax+Y+R-Tmin
计算LED显示屏显示不同实时车速总时间Ts：
引导速度以5km/h作为引导速度的递增单位，即引导速度为{V1、V2、.....、Vn-1、Vn}＝{Vmin、Vmin+5、Vmin+10、......、Vmax}；根据LED显示屏上显示实时车速总时间Ts、LED显示屏上速度变化次数n计算出不同车速变化显示的时间Ti：
Ts＝Tmin+G-Tmax＝T-Tw
Ti＝Ts/n，i＝1,2,.....,n-1,n
其中，当Ti为小数时，为了避免误差，当i＝1,2,.....,n-1时，Ti＝ROUND(Ti)，ROUND为取四舍五入符号，当i＝n时，Tn＝Ts-(n-1)Ti；
当满足全引导条件时，一个信号周期时间始终显示实时车速，即Ts＝c，根据实际道路状况，制定出车速变化的梯度，按照S3.3.2计算出不同车速变化显示的时间Ti；
当满足非全引导条件时，先计算出“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间，周期c减去文字提醒的时间即为显示实时车速总时间Ts，不同车速变化的梯度及不同车速变化显示的时间Ti与满足全引导条件时的方法一致；
S4，通过LED显示屏发布引导信息
通过PLC与LED显示屏的连接，可以将计算出的结果显示出来，实现车速引导。
实施例：
如图5所示，在一个十字交叉口，西进口红灯时间R＝80s，绿灯时间G＝40s，黄灯时间Y＝3s；在交叉口上游距离停车线Lw＝600m处设置车速LED显示屏，根据该路口实际交通情况，给定的最大车速Vmax＝60km/h、最小车速Vmin＝30km/h；根据上述计算过程可以得出：
即该情况满足情形，
系统第一次开始工作时，显示“请以安全车速行驶”的时间为：
Tb＝R-Tmin＝80s-72s＝8s
LED显示屏一个周期内显示“请以安全车速行驶”的汉字提醒时间TW为：
Tw＝Tmax+Y+R-Tmin＝36s+3s+80s-72s＝47s
LED显示屏一个周期内显示实时速度的总时间Ts为：
Ts＝T-Tw＝123s-47s＝76s
一个信号周期内实时速度变化次数n为：
一个信号周期内每次速度变化持续时间为：
则当i＝1,2,.....,n-1时，Ti＝ROUND(Ti)＝(10.9)＝11s，
当i＝n时，Tn＝Ts-(n-1)Ti＝76s-11s*6＝10s；
由以上计算可知，当系统第一次开始工作引导时，前8s显示“请以安全车速行驶”，从第9s开始显示引导速度30km/h、35km/h、40km/h、45km/h、50km/h、55km/h，且变化间隔时间为11s，从75s开始显示60km/h，显示时间为10s，85s时LED显示屏开始显示“请以安全车速行驶”47s，从第二个工作周期开始重复显示实时速度和“请以安全车速行驶”，此后不断重复显示，直到信号周期发生变化；将计算结果显示于LED显示屏上，实现车速引导。
以上对本发明所提供的一种减少交叉口停车次数的车速引导方法进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本发明的原理和实施方式进行了阐述，所要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种减少交叉口停车次数的车速引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，车速引导设施的设置
S1.1，LED显示屏的布设
在距离交叉口停车线Lw处设置LED显示屏，通过LED显示屏进行实时车速引导，LED显示屏显示内容为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；
S1.2，引导线的设置
由于驾驶员根据LED显示屏显示的引导车速作出反应需要时间并依据LED显示屏的提示改变车速，引导线位置相对LED显示屏提前，根据LED显示屏距路面的高度h及驾驶员的视觉仰角θ，利用三角函数知识可得停车引导线相对LED显示屏提前的距离m＝h/tanθ；
S1.3，信号相位获取的设置
将PLC与交叉口各相位信号灯分别连接；
S2，引导参数的设置
S2.1，设置LED显示屏引导车速的变化区间
根据交叉口的实际情况及路段的车速限制，设置LED显示屏上车辆速度变化区间，最大车速Vmax及最小车速Vmin，并通过距离Lw和车速，计算出车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin；
S2.2，信号灯的相位及控制参数的设置
由PLC与交叉口各相位信号灯分别连接，PLC对信号灯各相位持续电压时间计时，计时的时长即为当前信号灯各相位时间R、Y、G，将所得相位时间存储起来，从而计算出周期时长c；
S3，控制LED显示屏的引导内容
S3.1，利用PLC实时学习信号灯的相位及相位参数
通过PLC获取当前信号灯各相位时间R、Y、G，利用存储器将当前信号灯的相位时间存储起来，从而计算出周期时长c；
将当前学习到的各相位时间和前一次存储的相位时间的长短进行判断；若二者相同，则按照前一次引导方案执行，跳转到S4；若不同，则将获取的当前信号灯的相位时间覆盖前一次存储的相位时间，并重新制定引导方案，跳转到S3.2，方案也随之更新存储；
S3.2，判断路口满足的引导类型
LED显示屏的引导方式分为全引导和非全引导两种，全引导即LED显示屏上一个信号周期始终显示车速，非全引导即LED显示屏上显示内容分为实时车速及“请以安全车速行驶”的文字提醒；设显示实时车速总时间为Ts，显示“请以安全车速行驶”的文字提醒时间为Tw，这两部分的时间之和即为信号周期；
当满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为全引导；不满足Tmax+Y+R＝Tmin时，则为非全引导；
S3.3，不同引导类型的引导设置
根据S2.1得到车辆分别以最大车速Vmax、最小车速Vmin通过交叉口的最长时间Tmax、最短时间Tmin，并计算LED显示屏显示不同实时车速总时间Ts及“请以安全车速行驶”的文字提醒的时间；
当满足全引导条件时，一个信号周期时间始终显示实时车速，即Ts＝c，根据实际道路状况，制定出车速变化的梯度，计算出不同车速变化显示的时间Ti：显示实时车速总时间Ts和LED显示屏上速度变化次数n的比值，即Ti＝Ts/n，i＝1,2,.....,n-1,n；
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S4，通过LED显示屏发布引导信息
通过PLC与LED显示屏的连接，可以将计算结果显示出来，实现车速引导。
2.根据权利要求1所述的一种减少交叉口停车次数的车速引导方法，其特征在于，判断车辆以最小车速Vmin到达LED显示屏时，信号灯显示的灯色，具体的判断标准为：时，信号灯为红灯，信号灯显示黄灯。
3.根据权利要求1所述的一种减少交叉口停车次数的车速引导方法，其特征在于，LED显示屏距路面的高度h为6m，车速变化的梯度为5km/h。
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Inventor after: Song Le Inventor after: Chang Yulin Inventor after: Zhang Peng Inventor after: Wang Xiaoting Inventor after: Zhang Rui Inventor after: Zheng Xianyu Inventor after: Han Shuo Inventor before: Zhang Peng Inventor before: Song Le Inventor before: Chang Yulin Inventor before: Wang Xiaoting Inventor before: Zhang Rui Inventor before: Zheng Xianyu Inventor before: Han Shuo |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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