CN106991826B - 会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法 - Google Patents

会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法，其考虑在与社会车辆混行情况下，两辆有轨电车以会车的状态到达平交路口时的信号灯的相位控制方法。本发明将存在冲突的车辆进行时间上的分离，且遵循有轨电车相对优先、不存在冲突的车辆同时放行的原则，采用“绿灯延长”、“红灯早断”、“插入相位”、“跨越相位”的控制策略，既减少了两种车型的相互冲突，又提高了平交路口的通行效率。

Description

会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法
技术领域
本发明涉及一种双有轨电车路口协同优先控制方法，属于城市交通控制领域。
背景技术
对于我国这样一个众多资源缺乏的国家而言，发展能耗少、安全环保的公共交通是解决城市化发展中交通问题的唯一出路，而现代有轨电车具有可靠、舒适、节能、环保的特点正符合这一发展目标。但是由于有轨电车的运营与社会车辆冲突较大，尤其是在平交路口处，只有解决这一问题才能保障路面混合交通的安全运营。同济大学李盛在《现代有轨电车与道路交通的协调控制方法》中提到多层次协调控制，并对模型进行计算验证；王舒祺在《现代有轨电车交叉路口优先控制管理方法研究综述》中基于空间优先和时间优先两种方法使有轨电车在平交路口优先于社会车辆。但以上研究均没有针对有轨电车的行车方式进行分类，甚至没有考虑到多辆有轨电车同时达到路口时的控制方法。针对以上问题，该发明提出一套两辆有轨电车同时或一前一后到达平交路口，且对于社会车辆相对优先的分类控制方法。
发明内容
本发明提供一种两辆有轨电车同时到达交叉口且相对社会车辆优先的平交路口信号控制方法，其考虑了两辆有轨电车以会车的状态到达平交路口时的信号灯的相位控制，避免了有轨电车与社会车辆之间的冲突，提高了有轨电车和社会车辆混行的平交路口下车辆的通行效率。
本发明以正常四相位平交路口为例进行分析，针对两辆有轨电车以会车状态到达平交口的信号控制策略，具体采用如下技术方案：
(1)分别计算两辆有轨电车到达停止线的时间t；
(2)根据时间t判断两辆有轨电车到达路口是否都为绿灯，若是，进入(3)；若不是，进入(5)；
(3)判断两车到达停止线时的绿灯剩余时间t剩是否大于对应车辆直行通过平交路口的时间n；若是，则不调整信号灯时间与相序，若否，则进入(4)；
(4)经(3)判断得到两车任意一个t剩<n，则对绿灯时间进行延长，绿灯延长时间为a，其中a＝n-t剩；
(5)判断车辆到达路口是否是一辆遇绿灯，一辆遇红灯，若是，进入(6)；若不是，进入(12)；
(6)判断当前相位的绿灯剩余时间是否可供遇绿灯的车辆安全通过，比较t剩是否大于n，若是，则到平交路口为绿灯的车辆直接通过；若否，则进入(7)；
(7)经(6)判断得到遇绿灯的车辆t剩<n，则对绿灯时间进行延长，绿灯延长时间为b，其中b＝n-t剩；进入(8)；
(8)延长绿灯时间b后，判断在时间b内遇红灯车辆是否到达，若是，继续延长绿灯时间b’；若不是，进入(9)；
(9)在延长绿灯时间b内，遇红灯车辆仍然没有到达平交路口，则遇绿灯车辆安全通过，遇红灯车辆停车等待；进入(10)；
(10)判断一整个周期内除有轨电车外的其它相位是否有流量大于Q1的相位，若有，进入(11)；若没有，则延长绿灯时间f使遇红灯车辆安全通过；
(11)在当前相位后插入流量大于Q1的相位，再插入遇红灯的有轨电车的行走相位；进入(12)；
(12)判断下一相位是否为有轨电车行走方向的绿灯，若是，进入(13)；否则进入(14)。
(13)判断正在通行相位的流量是否大于Q2，若是，则两车均停车等待绿灯在通行；若不是，当前相位禁止通行，信号灯切换到有轨电车的通行相位；
(14)判断当前放行相位和有轨电车通行相位之间是否有流量大于Q1的相位，若有，进入(15)；否则进入(16)。
(15)在当前相位后首先插入流量大于Q1的相位，然后插入有轨电车专用相位。
(16)直接在当前相位后插入有轨电车行走方向相位。
优选地，步骤(1)中计算有轨电车到达停止线的时间t的公式为：其中，v是有轨电车的车速，l是预告检测器到停止线的距离。
优选地，步骤(3)中有轨电车直行通过平交路口的时间n的计算公式为：其中，c为有轨电车车长，w为平交路口宽度。
优选地，步骤(10)中延长绿灯时间f的计算公式为：其中k为遇红灯车辆距交叉口的距离。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明方法具有实时性，根据实时检测到的路面车辆信息调整控制策略，实现了有轨电车与社会车辆的协同控制；其次，两辆有轨电车会车出现在平交路口是一个普遍且复杂的现象，该发明考虑到现实中平交路口的复杂程度，提出切合实际且实用性较强的控制策略；再者，考虑到有轨电车与社会车辆共用同一交叉口，所以将两种车在时间上分开并进行动态组合，减少了平交路口的冲突，提高了行车安全性；同时，本发明提供了相对完整的双有轨电车的控制方法，为有轨电车和社会车辆在平交路口的混行提供了有效的控制方法，不仅提高了平交路口的通行效率，更有利于城市交通的健康发展。
附图说明
图1是平交路口有轨电车检测器布设及轨道铺设示意图；
图2是有轨电车两车会车方式下控制策略流程图。
具体实施方式
下面结合附图1和2对本发明做进一步说明。
在平交路口前沿着有轨电车行车方向依次安装预告检测器、请求检测器、停车线检测器、取消检测器，主要获取有轨电车的位置及速度等信息。其中，预告检测器是在检测到车辆到达时将车辆信息发送给信号控制系统，从而信号控制系统计算出车辆到达停止线所需时间，并根据系统模型和当前交通信息来确定优先方案，得到是否允许车辆优先通行的信息；请求检测器是在车辆到达时将信息发送到控制系统，在控制系统同时收到车辆和检测器发出的优先请求时，将提前计算的是否优先的信息发送至信号机与车辆，告知其是否优先通行；停止线检测器除了检测车辆停止信息外，还需检测停止车辆何时放行并发送信息到信号控制系统实时调整相位；取消检测器则检测到车尾经过后，平交路口的信号控制方案回归到正常控制状态。有轨电车专用轨道在主路中间铺设，如图1所示。
(1)两车在平交路口会车，在有轨电车到达预告检测器后，计算车辆到达停止线的旅行时间是决定有轨电车是否优先通行的关键。假设有轨电车从预告检测器到停止线的旅行时间是t，而此时车辆的速度是v，预告检测器到停止线的距离是l，则
(2)由(1)计算出的时间t以及其行走方式判断两辆有轨电车到达路口是否都为绿灯，若是，进入(3)；若不是，进入(5)。
(3)判断两车到达停止线时的绿灯剩余时间t剩是否大于对应车辆直行通过平交路口的时间n。若t剩>n，则不需要调整当前相位绿灯时间，两车辆可与社会车辆同时安全通过，否则进入(4)。假设车长为c，平交路口宽度为w，
(4)经(3)判断得到两车任意一个t剩<n，则必须采取“绿灯延长”策略，两车均可安全通过。假设绿灯延长时间为a。则a＝n-t剩(单位：s)，式中n根据后到达交叉口的车辆确定。
(5)判断车辆到达路口是否是一辆遇绿灯，一辆遇红灯，若是，进入(6)；若不是，进入(12)。
(6)判断当前相位的绿灯剩余时间是否可供遇绿灯的车辆安全通过，即比较t剩是否大于n，若t剩>n，则到平交路口为绿灯的车辆直接通过，否则进入(7)。
(7)经(6)判断得到遇绿灯的车辆t剩<n，则仍需采取“绿灯延长”策略。假设绿灯延长时间为b，则b＝n-t剩(单位：s)。
(8)延长绿灯时间b后，停止线检测器判断在时间b内遇红灯车辆是否到达，若是，继续延长绿灯时间b’；若不是，进入(9)。
(9)在延长绿灯时间b内，遇红灯车辆仍然没有到达平交路口，则遇绿灯车辆安全通过，遇红灯车辆停车等待。
(10)判断一整个周期内除有轨电车外的其它相位(以下称为冲突相位)是否有流量大于Q1相位，若有，进入(11)；若没有，则延长绿灯时间f秒使遇红灯车辆安全通过。假设遇红灯车辆距交叉口的距离为k，则
(11)经(10)判断，周期内有流量大于Q1的相位，则采取“插入相位”策略。首先在当前相位后插入流量大于Q1的相位，再插入遇红灯车辆的行走相位。既保证了社会车辆不会过度排队，又实现了有轨电车相对优先通行。
(12)判断下一相位是否为有轨电车行走方向的绿灯，若是，进入(13)；否则进入(14)。
(13)进而判断正在通行相位的流量是否大于Q2，若是，则两车均停车等待绿灯在通行；若不是，采取“红灯早断”策略，在停止线检测器检测到车辆到达信息后，当前相位禁止通行，信号灯切换到有轨电车的通行相位。
(14)判断当前放行相位和有轨电车通行相位之间是否有流量大于Q1的相位，若有，进入(15)；否则进入(16)。
(15)采取“插入相位”策略，但考虑到大流量相位，则在当前相位后首先插入流量大于Q1的相位，然后插入有轨电车专用相位。
(16)采取“插入相位”策略。由于没有大流量相位，则直接在当前相位后插入有轨电车行走方向相位。

Claims (4)

1.一种会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)分别计算两辆有轨电车到达停止线的时间t；
(2)根据时间t判断两辆有轨电车到达路口是否都为绿灯，若是，进入(3)；若不是，进入(5)；
(3)判断两车到达停止线时的绿灯剩余时间t剩是否大于对应车辆直行通过平交路口的时间n；若是，则不调整信号灯时间与相序，若否，则进入(4)；
(4)经(3)判断得到两车任意一个t剩<n，则对绿灯时间进行延长，绿灯延长时间为a，其中a＝n-t剩；
(5)判断车辆到达路口是否是一辆遇绿灯，一辆遇红灯，若是，进入(6)；若不是，进入(12)；
(6)判断当前相位的绿灯剩余时间是否可供遇绿灯的车辆安全通过，比较t剩是否大于n，若是，则到平交路口为绿灯的车辆直接通过；若否，则进入(7)；
(7)经(6)判断得到遇绿灯的车辆t剩<n，则对绿灯时间进行延长，绿灯延长时间为b，其中b＝n-t剩；进入(8)；
(8)延长绿灯时间b后，判断在时间b内遇红灯车辆是否到达，若是，继续延长绿灯时间b’；若不是，进入(9)；
(9)在延长绿灯时间b内，遇红灯车辆仍然没有到达平交路口，则遇绿灯车辆安全通过，遇红灯车辆停车等待；进入(10)；
(10)判断一整个周期内除有轨电车外的其它相位是否有流量大于Q1的相位，若有，进入(11)；若没有，则延长绿灯时间f使遇红灯车辆安全通过；
(11)在当前相位后插入流量大于Q1的相位，再插入遇红灯的有轨电车的行走相位；进入(12)；
(12)判断下一相位是否为有轨电车行走方向的绿灯，若是，进入(13)；否则进入(14)；
(13)判断正在通行相位的流量是否大于Q2，若是，则两车均停车等待绿灯再通行；若不是，当前相位禁止通行，信号灯切换到有轨电车的通行相位；
(14)判断当前放行相位和有轨电车通行相位之间是否有流量大于Q1的相位，若有，进入(15)；否则进入(16)；
(15)在当前相位后首先插入流量大于Q1的相位，然后插入有轨电车专用相位；
(16)直接在当前相位后插入有轨电车行走方向相位。
2.如权利要求1所述会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法，其特征在于，
步骤(1)中计算有轨电车到达停止线的时间t的公式为：其中，v是有轨电车的车速，l是预告检测器到停止线的距离。
3.如权利要求2所述会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法，其特征在于，
步骤(3)中有轨电车直行通过平交路口的时间n的计算公式为：其中，c为有轨电车车长，w为平交路口宽度。
4.如权利要求3所述会车状态下双有轨电车平交路口协同优先控制方法，其特征在于，
步骤(10)中延长绿灯时间f的计算公式为：其中k为遇红灯车辆距交叉口的距离。
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