CN111899547B - 多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法及其系统，智能控制中心对当前站点和上一站点间全部公交车辆的排列BusNumber表，对BusNumber表中所有车辆进行车速引导，然后判断引导后的车辆是否能通过信号交叉口，不能通过的车辆采用加速引导方式，加速引导方式也不能通过的，结合信号灯相位状态更新车速，实现多数情况下不停车通过信号交叉口，根据实时车速实现在站台满泊位/非满泊位情况下规划所有车辆进行车速引导方式，并实现对其泊位的分配，既能够科学有效地指导车辆运行，为驾驶员驾驶决策提供有益参考，避免集簇现象的发生；也能对待乘车的乘客进行即将到站车辆的提前预告，规范站台乘客有序乘车，提升公交站台的通行能力和公交服务水平。

Description

多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法及其系统
技术领域
本发明属于公共交通技术领域，具体属于多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法及其系统。
背景技术
随着城镇化进程的不断加快，城市人口急剧增长，城市汽车保有量也在不断增长，不仅给城市带来严重的道路交通拥堵等问题，而且加重了雾霾等大气污染。目前各大城市除了陆续实施了限购、限牌以及限号等强制性政策外，同时还大力发展公共交通。
公共交通作为居民出行的一种主要方式，由于其载客容量大且占用道路资源小等优势，被认为是缓解城市道路拥堵的重要措施。公交站台作为公共交通的主要组成部分，在公共交通路网中扮演者十分重要的角色，公交站台的运营效率一定程度上影响着整个公共交通的服务质量，然而城市公交站台仍然存在着各种各样的问题。目前全国大部分城市公交线路已覆盖城市大部分区域，以满足高客流量的需求，但是由于公交站台无法对公交车辆和候车乘客进行正确有效地动态引导，容易导致整个交通线路无法高效有序运行。一方面，公交站台无法提前预告即将到站的公交车辆的信息，进而导致乘客盲目混乱等车，公交车驾驶员也会因乘客混乱等车而出现频繁启停车辆甚至是甩站等情况；另一方面，公交站点通常是面向多线路设计的，因此，对于调度中心如果无法有序调度公交，则会出现某一站点各线路公交大量排队等现象，造成乘客无法及时有序乘车及局部交通拥堵等情况。
为了有效地提高公交站台的服务水平，相关学者对其进行了研究。研究的方法集中于两种方式：一是对车辆的泊车进行粗略的泊位分配；二是通过在靠近站点附近设定检测点来获取公交车信息，然后进行泊位分配。以上两种方式仍存在缺陷，对于城市道路资源有限的情况下，大多数站台多采用与道路合一的直线式站台而非港湾式，在该条件下公交车辆需顺序逐个进站而无法超车进站，因此粗略的泊位分配方式无法充分有效地利用站台空余泊位。另一种方法主要按照待进站车辆进入引导区的时间进行到站先后顺序排序，难以处理复杂交通状况导致的不同方向引导区行驶时间不一致的问题。且靠近站点进行检测虽然可以准确获取即将到站的公交车辆的详细信息，但由于没有考虑站台泊位状况以及已停靠车辆到站服务时间等因素，可能导致不同线路的公交车辆同时进站的情况，对于泊位有限的公交站，可能会导致多辆公交排队而无法有效分配地情况。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法及其系统，解决目前站台会有不同线路的公交车同时进站所导致乘客在站台追车及局部交通拥堵和车辆二次启停的问题，提高公交站台泊位的时空利用率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，包括以下步骤：
步骤S1：对当前站点和上一站点间全部公交车辆的预计到达剩余时间按从小到大排列形成BusNumber表；
步骤S2：车载端对BusNumber表中所有当前待进站车辆进行车速引导，智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位；
首先判断当前待进站车辆的序号在BusNumber表是否为第一，若为否则车载端根据当前待进站车辆的门限引导时间，泊位已分配情况和当前待进站车辆与站台的距离对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位，执行完成后进入步骤S3；
若为是则车载端接收泊位占用状态情况和当前待进站车辆与站台的距离对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位，执行完成后进入步骤S3；
步骤S3：判断当前待进站车辆是否能通过信号交叉口，若能通过执行步骤S4，否则执行步骤S5；
步骤S4：当前待进站车辆保持步骤S2的车速引导，智能控制中心保持当前BusNumber表的车辆序列和步骤S2确定的泊位分配并进入步骤S11；
步骤S5：判断当前待进站车辆的序号在BusNumber表是否为第一以及当前待进站车辆是否能以加速方式通过信号交叉口，若为是则执行步骤S6，否则进入步骤S7；
步骤S6：当前待进站车辆加速通过信号交叉口后以固定引导方式进入待进站区，并保持原泊位分配，然后进入步骤S11；
步骤S7：当前待进站车辆的车载端更新车速引导方式实现多数情况下不停车通过信号交叉口，然后确定通过信号交叉口后的车速引导方式，然后进入步骤S8；
步骤S8：判断当前待进站车辆的预计到达剩余时间是否大于BusNumber表中其后一车辆以及当前待进站车辆和BusNumber表中其后一车辆是否在同一方向上，若为是进入步骤S9，否则进入步骤S10；
步骤S9：互换BusNumber表中当前待进站车辆和其后一车辆的顺序形成新的BusNumber表并进入步骤S2中；
步骤S10：基于步骤S7更新的车速和当前泊位占用信息，重新对当前待进站车辆进行泊位分配并进入步骤S11；
步骤S11：判断当前待进站车辆的序号是否为BusNumber表中最末尾，若为是则执行步骤S12，否则对BusNumber表中当前待进站车辆的后一车辆进行判断并进入步骤S2；
步骤S12：确定BusNumber表的车辆序列，BusNumber表中按已确定的车速引导方式对实际的车速进行引导操作。
进一步的，步骤2中当前待进站车辆的序号在BusNumber表中若不为第一，则具体步骤如下：
步骤SS1：车载端判断当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和是否小于等于当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，若为是，则执行步骤SS2，否则进入步骤SS3；
步骤SS2：智能控制中心将当前待进站车辆分配至和前一待进站车辆同一泊位，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为当前待进站车辆的门限引导时间T引，从而确定当前车辆的车速引导，执行完成后，进入步骤SS6；
步骤SS3：车载端判断前一待进站车辆已分配泊位的后方是否有可用泊位，若有，则执行步骤SS4，否则进入步骤SS5；
步骤SS4：智能控制中心将当前待进站车辆分配至前一待进站车辆分配泊位的后一泊位，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆减速进站时间T减′的总和作为门限引导时间T引，从而确定当前待进站车辆的车速引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS5：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，同时，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为门限引导时间T引，从而确定当前车载端的速度引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS6：更新当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，并实时发送至智能控制中心。
进一步的，步骤2中当前待进站车辆的序号在BusNumber表中若为第一，则具体步骤如下：
步骤SSS1：智能控制中心判断站台是否存在空余泊位，若不存在，则执行步骤SSS2，否则进入步骤SSS3；
步骤SSS2：车载端根据已停靠车辆的停靠服务时间T已停作为当前待进站车辆的门限引导时间T引并结合当前待进站车辆与站台的距离确定当前待进站车辆的车速引导，同时，智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS3：车载端判断站台末尾的空余泊位是否大于1，若大于1则进入步骤SSS4，否则进入步骤SSS5；
步骤SSS4:智能控制中心将当前待进站车辆分配至最后已占用泊位的后一泊位，并将分配结果发送车载端，车载端根据分配结果确定以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS5：智能控制中心判断已停靠车辆的停靠服务时间T已停是否大于当前待进站车辆以加速引导方式到站需要的当前待进站车辆门限引导时间T引和当前待进站车辆在站台预计停靠服务时间T待停的总和，若为是，则执行步骤SSS6，否则进入步骤SSS7；
步骤SSS6：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台最末尾泊位，并将分配结果发送至车载端，车载端根据分配结果以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS7：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，并将该分配结果发送至车载端，车载端结合该分配结果并以站台已停靠车辆的停靠服务时间T已停为当前待进站车辆的门限引导时间T引，从而确定对驾驶员的车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS8：更新当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩并发送至智能控制中心。
进一步的，所述步骤S3的具体判断步骤如下：
根据步骤S2确定的车速引导方式分析确定当前待进站车辆的车速引导方式为匀减速引导、匀速引导或匀加速引导；并在确定的车速引导方式下计算待进站车辆由当前位置到达信号交叉口的时间T引信，同时智能控制中心获取信号灯的相位状态，
若满足mod(T引信,Ti)≤Tgi或mod(T引信,Ti)≥Tri时，所述步骤S2确定的车速引导方式在当前信号灯倒计时内能由当前位置通过信号交叉口；其中，Tgi为信号灯的当前绿灯倒计时，Tri为信号灯的当前红灯倒计时，Ti为信号灯的总周期时长，其中，ri+gi＝Ti，式中：ri为信号灯中的红灯周期时长，gi为信号灯中的绿灯周期时长。
进一步的，所述步骤S3中由步骤S2确定的车速引导无法通过信号交叉口时，分为如下两种情况：
第一种情况：若mod(T引信,Ti)＞Tgi，车辆无法在当前绿灯信号倒计时下通过信号交叉口，造成的车辆延误时间T延＝ri-[mod(T引信,Ti)-Tgi]，式中T延为受信号灯影响而产生的延误时间；
第二种情况：若mod(T引信,Ti)＜Tri，车辆无法在当前红灯信号倒计时下通过信号交叉口，造成的车辆延误时间T延＝Tri-mod(T引信,Ti)。
进一步的，所述步骤S7实现多数情况不停车通过信号交叉口，需将当前待进站车辆由当前位置到达信号交叉口的时间T引信更新为当前待进站车辆实际到达信号交叉口的时间T′引信，T′引信＝T引信+T延，式中：T延为受信号灯影响而产生的延误时间。
进一步的，还包括如下步骤：
步骤S13：智能控制中心判断当前引导环境是否发生变化，若发生变化则返回步骤S1；否则执行步骤S14；
步骤S14：BusNumber表中全部车辆保持当前引导方式对车速进行引导，引导完成的车辆从BusNumber表中删除，并将后续车辆序列逐个前移一位，执行完成后进入步骤S15；
步骤S15：智能控制中心判断BusNumber表中是否全部车辆均已引导完毕，若为是则完成当前可探范围内所有待进站车辆的车速引导，否则返回步骤S12继续对BusNumber表中剩余车辆进行车速引导。
进一步的，还包括以下步骤：
步骤S16：智能控制中心将待进站车辆的泊位分配结果发送至车载端和公交站台端，车载端和公交站台端接收到信息后进行语音提示和动态显示，同时智能控制中心更新站台的泊位状态信息并传输至公交站台端。
本发明还提供多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法的系统，包括车载端、公交站台端和智能控制中心，
所述车载端包括：用于数据解析处理并与驾驶员进行实时信息交互的车载智能终端模块，所述车载智能终端模块上连接有用于获取车辆位置信息、测算车速和车辆行驶方向的车辆定位模块、用于存储公交车行驶线路、下一即将到达站点和公交行驶方向标志位信息的车载存储模块、用于传输信息的车载无线通信模块；所述车载端通过车载无线通信模块与公交站台端和智能控制中心进行信息交互；
公交站台端包括：用于对接收数据进行解析和分析处理的数据解析处理模块，所述数据解析处理模块上连接有用于与车载无线通信模块传输信息的站台无线通信模块、显示即将进站的公交车线路号信息的LED显示屏及语音提示模块，用于存储公交站台泊位占用状态信息的站台存储模块；
智能控制中心包括：用于获取车载端和公交站台端数据的数据获取模块，所述数据获取模块上连接有用于与车载无线通信模块传输信息的控制中心无线通信模块、用于计算站台对应的当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩的预计到达剩余时间计算模块、用于计算站台对应的已停靠车辆的停靠服务总时间T已停和当前待进站车辆在站台预计停靠服务时间T待停的车辆停靠服务时间计算模块以及对当前待进站车辆进行动态泊位分配的泊位动态分配模块；
还包括信号机端，所述信号机端包括信号机无线通信模块，能够实时传输信号灯的实时相位信息，通过信号机无线通信模块发送至车载无线通信模块，所述信号机无线通信模块还与控制中心无线通信模块进行信息交互。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，运用车辆实时状态信息和信号灯相位状态等信息，结合车辆运动学规律实现对当前进入待引导区域内的所有待进站车辆进行到站先后顺序排序，并在排序的基础上考虑站台的泊位占用状态及预分配状态的基础上实现在站台满泊位/非满泊位情况下规划所有车辆的车速引导方式以及泊位分配。在进行速度引导规划时，考虑站台的泊位状态，车辆与站台间的距离，并结合门限引导时间确定具体车速引导方式和泊位预分配。同时针对受信号灯影响所造成的延误，考虑在该延误下实现对引导时间的更新和对车速引导方式的重规划；在规划完成后实施车速引导的过程中，亦考虑到实时交通环境的变化，进一步地实现对待进站车辆序列的更新和新一轮规划。
进一步的，本发明专利考虑了公交站台满泊位/非满泊位状态，实现对多条线路的公交车辆进行速度规划及泊位分配。在满泊位状态下，考虑公交站台在站车辆的停靠服务时间，在该时间范围内对待进站车辆进行速度引导方式规划，实现其不停车进站；在非满泊位的状态下，考虑站台泊位占用状态和预分配情况，并充分考虑站台的时空利用率，确定时空最优的车速引导方式和泊位分配。一方面能够科学有效地引导车辆运行，为驾驶员驾驶决策提供有益参考，避免站台集簇和局部道路拥堵等现象的发生，从而提高燃油经济性和公交线路运行效率；另一方面通过对待乘车乘客进行即将进站车辆的提前预告，规范站台乘客有序乘车，提升公交站台的通行能力和公交服务水平。
附图说明
图1为本发明的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法总流程图；
图2为本发明当前待进站车辆序列中第一待进站车辆的引导方式确定和泊位分配流程图；
图3为本发明待进站车辆序列中非第一待进站车辆的引导方式确定和泊位分配流程图；
图4为本发明的系统结构图；
图5为本发明的实施例示意图；
附图中：1-车载端，2-公交站台端，3-智能控制中心端，4-信号机端，11-车载智能终端模块，12-车载无线通信模块，13-车辆定位模块，14-车载存储模块，21-站台无线通信模块，22-数据解析处理模块，23-LED显示屏及语音提示模块，24-站台存储模块，31-控制中心无线通信模块，32-数据获取模块，33-预计剩余到达时间计算模块，34-车辆停靠服务时间计算模块，35-泊位动态分配模块，41-信号机无线通信模块，42-数据存储处理模块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供一种多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，包括以下步骤：步骤S1：对于每个公交站台而言，通过公交站台的存储模块，实时存储公交站台的泊位状态信息(包括剩余泊位数和各泊位的占用状态)，形成泊位状态记录表，进而存储模块将上述信息通过无线通信模块将该信息发送至智能控制中心，智能控制中心将该站台泊位状态信息实时发送出去；
步骤S2：每辆公交车通过车载无线通信模块实时发送其位置、速度等车辆运行状态信息至智能控制中心，智能控制中心通过无线通信模块接收到上述信息后，结合车辆运行状态信息和高精度地图计算出该站台对应的未引导的待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，同时考虑原有已引导车辆的预计到达剩余时间T剩 *，综合两者对处于该站点和上一站点间的所有公交车辆的预计到达剩余时间按照从小到大的顺序进行排序形成待进站车辆序列，进而形成待进站车辆顺序编号BusNumber表；
步骤S3：智能控制中心根据车停靠时间计算模型，得到该站台已停靠车辆的停靠服务时间T已停，以及待进站车辆在站台的停靠服务时间T待停；
步骤S4：判断当前待进站车辆进入待进入车站的预计到达剩余时间是否为所有车辆中最早，若为是，则执行步骤S7，否则，进入步骤S5；
步骤S5：根据步骤S2中得到的各个待进站车辆预计到达剩余时间进行排序所形成的BusNumber表，各个车辆通过车载无线通信模块实时获取该时间队列中前一车辆的预计剩余到达时间作为确定其车速引导最终引导时间参考，并执行步骤S6；
步骤S6：当前待进站车辆的车载智能终端根据所接收的当前待进站车辆的门限引导时间、站台泊位已分配情况和当前待进站车辆与站台的距离对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位并更新自身的预计到达剩余时间对外发送，执行完成后进入步骤S8进行进一步地判断；
步骤S7：车载智能终端根据车载无线通信模块接收到的站台泊位状态信息和当前待进站车辆与站台的距离，对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位并更新自身的预计到达剩余时间对外发送，执行完成后进入步骤S8进行进一步地判断；
步骤S8：判断当前待进站车辆在已确定的车速引导方式下是否可以顺利通过信号交叉口，如果可以通过信号交叉口，则执行步骤S9，否则进入步骤S10；
步骤S9：当前待进站车辆保持原有的车速引导方式并更新自身的预计到达剩余时间对外发送，与此同时智能控制中心仍保持当前的BusNumber车辆序列，执行完成后进入步骤S18；
步骤S10：如果当前待进站车辆不能通过信号交叉口，需要进一步地判定该待进站车辆是否为当前BusNumber序列中的第一待进站车辆，如果是第一待进站车辆，则执行步骤S11，否则进入步骤S13；
步骤S11：判读第一待进站车辆是否能以时间最短的方式加速通过信号交叉口，如果可以加速通过信号交叉口，则执行步骤S12，否则进入步骤S13；
步骤S12：第一待进站车辆仍保持原有引导门限时间并将引导方式更新为首先以时间最短的加速方式通过信号交叉口，然后以固定速度引导方式进入站点的待进站区停车等待，并实时更新自身的预计到达剩余时间T剩 *向外发送，与此同时智能控制中心保持原有的BusNumber车辆序列及对当前待进站车辆的原泊位分配，并将接收到的T剩 *更新至BusNumber表中，执行完成后进入步骤S18；
步骤S13：当前待进站车辆车载智能终端考虑信号灯所造成的延误，更新自身的车速引导方式实现车辆尽可能不停车通过信号交叉口，然后根据更新后车速引导方式下车辆达到信号交叉口的状态确定后续的引导方式，降低信号灯所造成的总时间延误，最终确定新的引导时间T引，并实时将更新后的预计到达剩余时间向外发送，执行完成后进入步骤S14进一步判断；
步骤S14：判断当前待进站车辆的预计到达剩余时间是否大于BusNumber车辆序列中其后一待进站车辆的预计到达剩余时间，如果成立，则执行步骤S15进行进一步地判断，否则进入步骤S17；
步骤S15：当前待进站车辆和其BusNumber序列中后一车辆是否在同一方向的路段上，如果是，则执行步骤S16，否则进入步骤S17；
步骤S16：当前待进站车辆的后一待进站车辆的预计到达剩余到达时间优于其前车，智能控制中心互换当前待进站车辆与其后一车辆的车辆编号形成新的BusNumber表并进入步骤S3；
步骤S17：智能控制中心基于更新后的引导时间和当前泊位分配状态重新对当前待进站车辆进行泊位分配，当前待进站车辆车载智能终端确定车速引导方式并实时将自身的预计到达剩余时间T剩 *向外发送，智能控制中心保持原有BusNumber车辆序列，并将接收到的T剩 *更新至BusNumber表中，执行完成后进入步骤S18；
步骤S18：智能控制中心判断当前待进站车辆是否为当前BusNumber表中车辆序列的最后一辆车，如果是，则执行步骤S19，否则智能控制中心将对当前待进站车辆的处于BusNumber表中的后一待进站车辆继续进行新一轮判定，并进入步骤S4；
步骤S19：智能控制中心最终确定BusNumber车辆序列，并且该BusNumber序列中的各个待进站车辆的车载智能终端激活按照已确定的车速引导方式对各驾驶员进行实际的车速引导操作，执行完成后进去步骤S20进一步地判断；
步骤S20：智能控制中心判断当前引导环境是否发生变化，如果发生变化，则返回步骤S1，重新一轮的BusNumber车辆序列判定，否则执行步骤S21；
步骤S21：BusNumber车辆序列中的所有车辆智能车载终端继续保持当前引导方式对驾驶员进行车速引导，引导过程中将已引导完成的车辆序列从BusNumber中删除，并将后续车辆序列逐个前移一位，执行完成后进入步骤S22；
步骤S22：BusNumber车辆序列中所有车辆是否均已引导完毕，如果是则完成当前可探测范围内所有待进站车辆的车速引导，否则返回步骤S19继续完成对BusNumber车辆序列中剩余车辆的车速引导。
在本实施例中，还包括步骤S23：智能控制中心将待进站车辆的泊位分配结果分别发送至车载端和站台端，车载端和站台端接收到信息后进行语音提示和动态显示，同时智能控制中心更新该站台对应泊位状态记录表，并将该更新后的记录表传输至站台端并进行存储。
如图3所示，所述步骤S6非第一待进站车辆的引导方式确定和泊位分配流程，所分配的泊位为1,2,…,N号泊位中的任意一个，且都不大于该站台的最大停车泊位数N，具体包括：
步骤SS1：车载端首先判断当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和是否小于等于当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，如果是，则执行步骤SS2，否则进入步骤SS3；
步骤SS2：智能控制中心将当前待进站车辆分配至与前一待进站车辆同一泊位，前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为当前待进站车辆的门限引导时间T引，基于此确定引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS3：智能车载终端根据当前站台泊位的预分配状态进行进一步地判断，判断前一待进站车辆已分配泊位的后方是否有可用泊位，如果有，则执行步骤SS4，否则进入步骤SS5；
步骤SS4：智能控制中心将当前待进站车辆分配至前一待进站车辆分配泊位后一泊位，与此同时，当前待进站车辆以前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆减速进站时间T减′的总和作为当前待进站车辆的门限引导时间T引，基于此确定引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS5：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台靠前泊位，即1号泊位，与此同时，当前待进站车辆以前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为门限引导时间T引，基于此确定引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS6：更新自身引导时间T引作为其最终的预计到达剩余时间T剩 *对外实时发送。
如图2所示，所述步骤S7第一待进站车辆的引导方式确定和泊位分配流程，所分配的泊位为1,2,…,N号泊位中的任意一个，且都不大于该站台的最大停车泊位数N，具体包括：
步骤SSS1：判断站台是否存在空余泊位，若不存在，则执行步骤SSS2，若存在空余泊位，则进入步骤SSS3；
步骤SSS2：车载端根据步骤S3的停靠时间计算模型得出的在站车辆预计站点停靠服务总剩余时间T已停得出预计空出泊位所需时间以此作为引导门限时间T引，结合当前待进站车辆与站台的距离确定车速引导方式对驾驶员进行车速引导，与此同时，智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台靠前泊位，即1号泊位；
步骤SSS3：进一步地判断站台末尾的空余泊位是否大于1，如果不是，则执行步骤SSS5，否则进入步骤SSS4；
步骤SSS4：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台最后已占用泊位的后一泊位，并将该分配结果发送至车载端，车载端根据该分配结果，确定以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS5：智能控制中心比较由步骤S3获取的在站车辆的预计停靠服务总剩余时间T已停是否大于当前待进站车辆以加速引导方式到站所需当前待进站车辆门限引导时间T引和其站台预计停靠服务时间T待停总和，如果大于，则执行步骤SSS6，否则进入步骤SSS7；
步骤SSS6：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台最末尾泊位，并将该分配结果发送至车载端，车载智能终端根据该分配结果，以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS7：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，并将该分配结果发送至车载端，车载智能终端结合该分配结果，并以在站车辆的预计停靠服务总剩余时间T已停为门限引导时间T引，确定引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS8：更新自身引导时间T引作为其最终的预计到达剩余时间T剩 *对外实时发送。
所述步骤S2中，智能控制中心从待进站车辆的车载终端获取的数据包括车辆的当前行驶速度、行驶方向和当前位置信息(经纬度坐标)。由于本发明涉及的公交站台场景为过信号交叉口的多泊位站台，考虑到信号交叉口的存在，在进行相关分析时需要将待进站车辆与站台间的距离划分为两部分：
Si＝Sxi+Szi
其中：Si为车辆i与站台之间的距离，智能控制中心通过当前待进站车辆车载终端的位置信息和该公交站台的位置信息并结合高精度地图计算出该距离，Sxi为车辆i与信号交叉口之间的距离，Szi为车辆i经过信号交叉口距离站台的距离，其亦是通过前述方法计算得出。
所述待进站车辆在未引导情况下的预计到达剩余时间具体为：
Figure GDA0003275584940000141
其中，T剩(i)为第i辆待进站车辆的预计到达剩余时间，vi为第i辆待进站车辆的当前车速，amax和bmax分别为驾驶员最大可允许加/减速度，v减为驾驶员减速进站时的车速，txi为信号灯等待时间。此处说明：在驾驶员无法通过信号交叉口时，其通常无法在远处获取到信号灯的相位状态，只能在接近信号交叉口时判断无法通过并以最大可允许减速度bmax减速停止等待。
所述待进站车辆在未引导情况下在信号灯等待时间具体为：
Figure GDA0003275584940000142
其中，ri为信号灯中的红灯周期时长，gi为信号灯中的绿灯周期时长，Ti为信号灯的综合周期时长(即ri+gi＝Ti)，Tgi为信号灯的当前绿灯倒计时，Tri为信号灯的当前红灯倒计时，mod(·)为求余数函数。
所述步骤S3中，车到达站台服从泊松分布，站台内停靠时间服从K阶爱尔朗分布，且站台内有N个停车泊位，车流与停车泊位之间构成了单路排队多停车泊位排队系统，车停靠时间计算模型如下所示：
Figure GDA0003275584940000151
式中：T停为车停靠时间，λ为该站台内车的平均到达率，ρ为该站台的服务强度，P(0)为该站台没有车停靠的概率，N为该站台的停车泊位数，t起为车由静止到起步的时间(优选取2s)，v减为车减速进站时的车速，a减为车减速进站的加速度，Ω为车容量，K为上下车乘客人数所占车容量的比例(优选地，取0.25-0.35，常规情况下取0.25，在客流高发时段取0.35)，t0为每个乘客上车或下车的时间(优选取2s)，nd为车车门数，ton+off为站台内车开关门总时间(优选取3.5s)，v加为车离站时的平均速度，a加为车加速离站时的加速度，x代表同时进站的车辆数目与站台内的空闲停车泊位数之间的大小关系，取0或1。
所述步骤S3中，考虑站台车辆是通过车速引导不停车进站的，所以已停靠车辆和待停靠的待进站车辆的站台停靠服务时间均不包含站台外等待时间和站台外停车后的起步时间。因此，在上述的车停靠时间计算模型的基础上去掉站台外等待时间和站台外停车后的起步时间，实际上的已停靠车辆和待进站车辆的站台停靠服务总时间主要包含减速进站时间，停靠时间和加速离站时间，具体计算如下所示：
Figure GDA0003275584940000152
由于第一待进站车辆在进入引导区域时，已停靠车辆已经服务了一定时间。因此，已停靠车辆的实际停靠服务时间应该去掉已服务时间(即T已停′＝T已停-T已服)。并且考虑到站台是直线式站台不允许超车进站，故只能按照先后顺序依次进站离站。因而，在站台存在多辆已停靠车辆服务时的总停靠服务时间的具体计算如下所示：
T已停′＝max{T已停′(i)},i＝1,2,3,…,N
所述步骤SS4中，减速进站时间T′减＝v减/a减，其中v减和a减的含义与前述一致。
所述步骤S6和S7中，车载智能终端在门限引导时间T引内完成车辆由当前位置到达站台的待进站区，而后续由待进站区到站台后的停靠服务时间T待停则通过前述的停靠时间计算模型得出。
所述步骤S6和S7，车辆在门限引导时间T引内，主要通过三种方式进行车速引导：匀减速引导，匀速引导和匀加速引导，具体分析如下：
匀减速引导的门限值具体分析过程如下：
由于待进站车辆当前位置与站台间的距离是已知的，并且车辆在进入待进站区需要达到减速进站的速度门限v减，因此根据运动学规律可以计算得出车辆由当前位置匀减速到达站台所需的最小减速引导到站时间T减下，在该情况下车辆由当前位置以较低的减速度a减下恰巧减速至站台外待进站区并达到减速进站的速度门限v减，具体的计算如下：
Figure GDA0003275584940000161
T减下＝(v减-vi)/a减下
而减速引导若首先以驾驶员最大可允许减速度bmax减速至减速进站的速度门限v减，而后一直保持该速度匀速行驶至站台待进站区，因此根据运动学规律可以计算得出由引导点减速到达站台所需的最长减速引导到站时间T减上，具体计算如下：
Figure GDA0003275584940000162
车辆的门限引导时间T引如果满足T减下≤T引≤T减上，则可以通过先匀减速后匀速的方式到达站台，并且T引＞T减上时，第一待进站车辆引导到达待进站区后需要停车等待一定时间才可顺利进入站台停靠。
匀速引导的门限值具体分析过程如下：
由于待进站车辆当前位置与站台间的距离是已知的，并且车辆在进入待进站区需要达到减速进站的速度门限v减，因此车辆可以先匀速引导至某一位置处以驾驶员可接受的最大减速度bmax减速至减速进站的速度门限v减时，恰好到达站台待进站区，该过程所需的时间为匀速引导的最小匀速引导到站时间T匀下，其过程类似与上述计算的车辆在未引导情况下驾驶员的进站过程，具体分析如下：
车辆在即将到站的减速过程所需的时间TB＝(v减-vi)/bmax，该过程行驶距离为
Figure GDA0003275584940000163
Figure GDA0003275584940000164
由于前述已知则匀速过程所需的时间为TA＝(Si-SB)/vi，因此该过程所需的总时间
Figure GDA0003275584940000165
车辆的门限引导时间T引如果满足T减下＜T引≤T匀下，则可以通过先匀速后匀减速的方式到达站台。
匀加速引导的门限值具体分析过程如下：
由于待进站车辆当前位置与站台间的距离是已知的，并且车辆在进入待进站区需要达到减速进站的速度门限v减，车辆在匀加速引导过程中首先以驾驶员最大可允许加速度amax达到路段最高限速vmax，而后以该最高限速匀速，最后以最大可允许减速度bmax匀减速到站台待进站区达到减速进站的速度门限v减，车辆在该模式下的最短引导时间为T加下，具体分析如下：
车辆即将到站的减速过程所需时间TC＝(v减-vmax)/bmax，减速过程的行驶距离为
Figure GDA0003275584940000171
Figure GDA0003275584940000172
匀加速过程所需时间TA＝(vmax-vi)/amax，加速过程的行驶距离为
Figure GDA0003275584940000173
Figure GDA0003275584940000174
则匀速过程的时间TB＝(Si-SA-Sc)/vmax。因此最小加速引导到站时间T加下为：
Figure GDA0003275584940000175
根据上述公式分析可以得到：加速引导的实际门限值最小为T′加下＝(vmax-vi)/amax+(v减-vmax)/bmax，该值为实际加速引导过程中只包含匀加速过程和匀减速过程，并由此可以得到加速引导的门限距离
Figure GDA0003275584940000176
车辆与站台间距离Si＞S加下′，并且门限引导时间T引满足T加下′＜T引＜T匀下时，可以通过先以最大可允许加速度amax加速至路段速度上限vmax然后匀速最终匀减速的方式达到站台；车辆与站台间距离Si≤S加下′，并且门限引导时间T引≤T加下′时，可以通过先以匀加速方式加速至vi *而后再匀减速的方式到达站台。
所述步骤S8中判断车辆在当前门限引导时间T引下是否可以顺利通过交叉口的具体实现为：在得到的门限引导时间T引下具体分析确定一种速度引导方式(匀减速引导，匀速引导和匀加速引导)，并在该确定的速度引导方式下计算待进站车辆由当前位置到达信号交叉口的时间T引信，与此同时获取到信号灯的相位状态(信号灯颜色和信号灯倒计时Tgi/Tri)，如果满足(mod(T引信,Ti)≤Tgi或mod(T引信,Ti)≥Tri)时，说明在该门限引导时间T引所确定的引导方式下，车辆在当前信号灯倒计时内可以由当前位顺利通过信号交叉口，则后续无需对门限引导时间T引进行调整，否则需要相应的更新调整。
所述匀减速引导的具体计算过程如下：
该引导方式为先减速后匀速，设其匀减速部分的时间为T1，匀减速部分的平均速度
Figure GDA0003275584940000177
Figure GDA0003275584940000178
匀速部分时间为T2，车辆i与站台之间的距离为Si，则有如下关系：
Figure GDA0003275584940000181
T引＝T1+T2
通过上述关系计算得出的T1和T2，进一步地可以计算得出减速过程的减速度a1＝(v减-vi)/T1。并可以基于此计算车辆在门限引导时间内能否顺利通过信号交叉口，该引导模式下，车辆由当前位置到达信号交叉口所需的时间T引信需要分情况进行讨论，如果v减*T2≥Szi，则车速引导的减速阶段在未过交叉口已完成，此时
Figure GDA0003275584940000182
如果v减*T2＜Szi，则车速引导的减速阶段在过过信号交叉口后完成，此时T引信通过求解方程
Figure GDA0003275584940000183
Figure GDA0003275584940000184
得到。通过判断mod(T引信,Ti)与信号灯倒计时时间来确定车辆是否可以顺利通过信号交叉口。
所述匀速引导的具体计算过程如下：
该引导方式为先匀速后减速，设其匀速部分的时间为T1，匀减速部分时间为T2，匀减速部分的平均速度
Figure GDA0003275584940000185
引导总长度为Si，则有如下关系：
Figure GDA0003275584940000186
T引＝T1+Ts
通过上述关系计算得出的T1和T2，进一步地可以计算得出减速过程的减速度a2＝(v减-vi)/T2，可以基于此计算车辆在门限引导时间内能否顺利通过信号交叉口，该引导模式下，车辆由当前位置到达信号交叉口所需的时间T引信需要分情况进行讨论，如果vi*T1＞Sxi,则车速引导的匀速阶段在通过信号交叉口后完成，此时T引信＝Sxi/vi；如果vi*T1≤Sxi，车速引导的匀速阶段在未过信号交叉口已完成，则T引信通过求解方程
Figure GDA0003275584940000187
得到。通过判断mod(T引信,Ti)与信号灯倒计时时间来确定车辆是否可以顺利通过信号交叉口。
所述匀加速引导的具体计算过程如下：
当Si＞S加下′且T加下′＜T引＜T匀下时，该引导方式为先加速后匀速再减速，并假设该引导方式的始终是以驾驶员最大可允许加速度amax加速至路段最高限速vmax，设其匀加速部分的时间为T1，匀加速部分的平均速度
Figure GDA0003275584940000188
且T1＝(vmax-vi)/amax，匀速过程的时间为T2，匀减速部分的时间为T3，匀减速部分的平均速度
Figure GDA0003275584940000189
引导总长度为Si，则有如下关系：
Figure GDA00032755849400001810
T引＝T1+T2+T3
通过上述关系计算得出的T1，T2和T3，进一步地可以计算得出减速过程的减速度a3＝(v减-vmax)/T3，该引导模式下，车辆由当前位置到达信号交叉口所需的时间T引信需要分情况进行讨论，如果
Figure GDA0003275584940000191
则车速引导的加速阶段在未过信号交叉口完成，则
Figure GDA0003275584940000192
Figure GDA0003275584940000193
如果
Figure GDA0003275584940000194
则车速引导的加速和匀速阶段在未过信号交叉口完成，则T引信通过求解方程
Figure GDA0003275584940000195
如果
Figure GDA0003275584940000196
则车速引导在加速阶段已通过信号交叉口，则T引信通过求解方程
Figure GDA0003275584940000197
得到。通过判断mod(T引信,Ti)与信号灯倒计时时间来确定车辆是否可以顺利通过信号交叉口。
另外，当Si≤S加下′且T引≤T加下′时，该引导方式为先加速至
Figure GDA0003275584940000198
而后减速的方式，设匀加速的时间为T1，匀加速部分的平均速度
Figure GDA0003275584940000199
匀减速时间为T2，匀减速部分的平均速度
Figure GDA00032755849400001910
引导总长度为Si，则有如下关系：
Figure GDA00032755849400001911
T引＝T1+T2
通过上述关系计算得出的T1和T2，进一步地可以计算得出加速和减速过程的加/减速度
Figure GDA00032755849400001912
该引导模式下，车辆由当前位置到达信号交叉口所需的时间T引信需要分情况进行讨论，如果
Figure GDA00032755849400001913
则车速引导的加速阶段在未过信号交叉口完成，则
Figure GDA00032755849400001914
如果
Figure GDA00032755849400001915
则车速引导的加速阶段已过信号交叉口，则T引信则通过求解方程
Figure GDA00032755849400001916
得到。通过判断mod(T引信,Ti)与信号灯倒计时时间来确定车辆是否可以顺利通过信号交叉口。
所述车辆如果在当前引导方式下无法通过信号交叉口，则需要对待进站车辆的引导方式进行调整，使其能够在当前信号灯相位状态下平滑地通过信号交叉口，避免无必要的停车。首先，需要考虑在当前引导方式下，受信号灯影响而产生的延误时间T延。车辆在引导下无法通过信号交叉口，主要分为两种情况：
①如果mod(T引信,Ti)＞Tgi，车辆无法在当前绿灯信号倒计时下通过信号交叉口，则造成的车辆延误时间T延＝ri-[mod(T引信,Ti)-Tgi]。
②如果mod(T引信,Ti)＜Tri，车辆无法在当前红灯信号倒计时下通过信号交叉口，则造成的车辆延误时间T延＝Tri-mod(T引信,Ti)。
因此，如果要实现车辆无停车通过信号交叉口，则其实际到达信号交叉口的时间应为T′引信＝T引信+T延。则车辆在该情况下到达信号交叉口的引导方式分析如下：
设车辆到达信号交叉口的速度为
Figure GDA0003275584940000201
并且车辆由当前位置到达信号交叉口为匀变速/匀速运动状态，则在Sxi内车辆的平均速度
Figure GDA0003275584940000202
则可以通过求解方程
Figure GDA0003275584940000203
得到
Figure GDA0003275584940000204
通过分析
Figure GDA0003275584940000205
的值，确定实际的引导方式。如果
Figure GDA0003275584940000206
则实际为匀加速引导方式，且其加速度为
Figure GDA0003275584940000207
如果
Figure GDA0003275584940000208
则实际为匀速引导方式；如果
Figure GDA0003275584940000209
则为匀减速引导方式，且其减速度为
Figure GDA00032755849400002010
根据运动学规律可知，最小减速度
Figure GDA00032755849400002011
Figure GDA00032755849400002012
所需的时间为车辆减速为0的门限时间
Figure GDA00032755849400002013
如果
Figure GDA00032755849400002014
则车辆到达信号交叉口为匀减速引导方式，其减速度为
Figure GDA00032755849400002015
并且到达信号交叉口后还需等待，等待时间
Figure GDA00032755849400002016
此后，在更新引导方式过信号交叉口后的引导方式也会相应地产生变化，具体变化为：
(1)当车辆到达信号交叉口的引导方式为减速引导方式并未在交叉口处等待时，其在到达交叉口后以最大允许加速度amax加速行驶达到vi，而后以vi行驶ta后以最大允许减速度bmax减速行驶后达到v减并到达待进站区,此时可以得到如下关系：
Figure GDA00032755849400002017
由上可以得到其在过交叉口后匀速行驶的时间ta，进而得到在更新引导方式后实际的总引导时间
Figure GDA00032755849400002018
(2)当车辆到达信号交叉口的引导方式为匀速引导方式，其在到达信号交叉口后以当前速度vi继续行驶ta后以最大允许减速度bmax减速行驶后达到v减并到达待进站区，此时可以得到如下关系：
Figure GDA00032755849400002019
由上可以得到其在过交叉口后匀速行驶的时间ta，进而得到在更新引导方式后实际的总引导时间T引 *＝T′引信+ta+(v减-vi)/bmax。
(3)当车辆到达信号交叉口的引导方式为加速引导方式，其在到达信号交叉口后以当前速度
Figure GDA00032755849400002020
继续行驶ta后以最大允许减速度bmax减速行驶后达到v减并到达待进站区，此时可以得到如下关系：
Figure GDA0003275584940000211
由上可以得到其在过交叉口后匀速行驶的时间ta，进而得到在更新引导方式后实际的总引导时间
Figure GDA0003275584940000212
(4)当车辆到达信号交叉口的引导方式为减速引导方式且在信号交叉口停车等待后，其首先以最大允许加速度amax达到vi，然后匀速行驶ta后以最大允许减速度bmax减速行驶后达到v减并到达待进站区，此时可以得到如下关系：
Figure GDA0003275584940000213
由上可以得到其在过交叉口后匀速行驶的时间ta，进而得到在更新引导方式后实际的总引导时间T引 *＝T′引信+vi/amax+ta+(v减-vi)/bmax。
所述步骤S6，S7，S13所确定的车辆引导时间T引/T引 *，在执行车速引导后将作为车辆在已引导下的预计剩余到达时间T剩 *。
所述步骤S20，当前引导环境发生变化，主要包括在当前的BusNumber车辆序列确定条件下执行车速引导后，站台泊位发生随机变化(在站车辆的站台实际停靠服务时间比预估时间小而提前驶离站台，在站车辆的实际停靠时间比预估时间长或有新的待进站车辆进入等情况)，此时会对BusNumber车辆序列及引导时间产生一定的影响，因此需要返回步骤S1并重新生成新的BusNumber车辆序列和新的车速引导方式。
所述步骤S2，BusNumber车辆序列的形成，主要从以下两方面考虑：当系统初始化时，智能控制中心主要是考虑计算车辆在未引导情况下的待进站车辆的预计剩余到达时间T剩，并对其进行排序形成BusNumber车辆序列表；而新的待进站车辆加入序列时，则是将新加入车辆在未引导情况下的预计剩余到达时间T剩和已引导车辆已引导后的预计剩余到达时间T剩 *二者综合进行排序，并重新进入系统流程最终形成新的BusNumber车辆序列。
所述的BusNumber车辆序列表记录了每一辆待进站车辆的相关信息，包括待进站车辆的ID号、车辆线路号、经纬度坐标、剩余到站距离、预计到达剩余时间、站台预计停靠服务时间、行驶速度、行驶方向标志位、已进站停靠标志位、离站标志位、当前排队序列号以及分配的停车泊位；所述泊位状态记录表记录了该站台每一个停车泊位占用情况的相关信息，包括已分配的首个预停靠车辆ID号、已分配的下一预停靠车辆ID号以及停车泊位的占用情况标志位。
如图4所示，本发明提供一种多线路公交站台的动态泊位分配及车辆速度引导系统，其特征在于，包括：车载端1、公交站台端2和智能控制中心端3。其中车载端1包括：用于数据解析处理并与驾驶员进行实时信息交互的车载智能终端模块11、用于获取车辆位置信息、测算车速和车辆行驶方向的车辆定位模块13、用于存储公交车行驶线路、下一即将到达站点和公交行驶方向标志位等信息的车载存储模块14、用于传输信息的车载无线通信模块12；
公交站台端2包括：用于传输信息的站台无线通信模块21、用于对接收数据进行解析和分析处理的数据解析处理模块22、显示即将进站的公交车线路号等信息的LED显示屏及语音提示模块23，用于存储公交站台泊位占用状态信息的站台存储模块24；
智能控制中心端3包括：用于获取车载端和公交站台端上数据的数据获取模块32、用于计算该站台对应的待进站车辆的预计剩余到达时间T剩的预计剩余到达时间计算模块33、用于计算该站台对应的已停靠车辆和待进站车辆的停靠服务总时间T已停和到站服务总时间T待停的车辆停靠服务时间计算模块34、用于传输信息的控制中心无线通信模块31，对待进站车辆进行动态泊位分配的泊位动态分配模块35(该模块可完成对泊位状态信息的更新)。车载端1和公交站台端2分别通过无线通信模块与智能控制中心的无线通信模块进行信息交互。
系统还包括信号机端4，信号机端4包含远距离通信模块，能够实时传输信号灯的实时相位信息，通过信号机无线通信模块41发送至车载无线通信模块12。
所述无线通信模块为4G无线传输模块，可实现中远距离无线通信。
如图5所示，下面以一个具体的例子来说明面向多线路公交站台的动态泊位分配及车辆速度引导方法的实现过程。
假设某个公交站台总共有3个停车泊位，分别为1、2和3号泊位，1号停车泊位在站台最前端。此刻站台内1号和2号停车泊位有车辆停靠，3号泊位为空停车泊位，与此同时，有三辆来自不同方向的公交车将要进站停靠，分别为1、2和3号车，因为停车泊位的使用情况以及待进站车辆的随机性，所以只能以上面的一种假设为前提条件来简要说明动态泊位分配及车辆速度引导方法的实现过程，同时该站台类型是不可超车进站的。
智能控制中心首先接收来自前后三个公交车上车载端安装的车载定位模块通过其无线通信模块发送来的实时交通信息，然后对接收到的信息进行存储和处理，并分别计算前后三个待进站车辆在未引导情况下的预计到达剩余时间T剩(i)，并对三个待进站车辆的预计到达剩余时间T剩(i)按照长短排序形成初始的待进站车辆BusNumber车辆序列表，这里经过初次排序之后的待进站车辆记录表中1号车为当前的第一待进站车，2号车为第二待进站车，3号车为当前的第三待进站车。之后，智能控制中心利用车停靠时间计算模型并结合已停靠车辆的在站已服务时间得到已停靠车辆的剩余总服务时间T已停和前后三个待进站车辆的停靠服务时间T待停(i)；再后，智能控制中心对按照BusNumber车辆序列表中的现有车辆顺序对三辆公交车进行相应的判定。
首先对1号车进行判定，根据1号车在未引导情况下的预计到达剩余时间T剩(1)以及其与站台间的距离，并结合站台当前的泊位状态，此时泊位状态为末尾有一个空余泊位，假设此时通过判断得到站台已停靠车辆的剩余服务总时间T已停小于1号车以引导时间最短的加速引导方式的引导时间T加下和其在站停靠服务时间T待停，则说明1号车等待站台已停靠车辆清空后再进站停靠比加速引导到站而后服务完离开对后车所产生的时间延误更小，因此智能控制中心选择将1号分配至站台靠前的1号泊位，并且其实际引导到站的时间T引(1)为站台已停靠车辆的剩余服务总时间T已停(1)同时将该时间作为1号车的最终预计到达剩余时间T剩′(1)实时对外发送，根据T引通过比较与各引导方式的门限值关系确定1号车的最终引导方式。假设最终确定为匀速引导方式，并判断其在该引导方式下可以通过信号交叉口，则进一步判定可以知道1号车不是BusNumber中的最后一辆车，则继续进入BusNumber车辆序列中2号车的判定。
2号车则依据1号车实时发送的最终预计到达剩余时间T剩′(1)，2号车与站台间的距离以及站台此时的已分配情况，最终确定其相应的车速引导方式。前面已确定1号车已被分配至1号泊位，此时通过进一步地判断可知前一车辆(1号车)的预计到达剩余时间T剩′(1)与其在站停靠服务时间T待停′(1)的总和大于2号车在未引导情况下的预计到达剩余时间T剩(2)，则以1号车的预计到达剩余时间T剩′(1)和其减速进站的时间T减′(1)的总和作为2号车的到站引导时间T引(2)，并基于此确定相应的2号车车速引导方式。此时站台已分配泊位为1号泊位，其后方还存在可用泊位，因此将2号车分配至2号泊位。然而，通过进一步判断可知，2号车在当前已确定的引导方式下无法顺利通过信号交叉口，并且进一步得到其受交通信号灯影响所带来的时间延误，并最终得到其考虑该延误下的更新后的最终引导到站时间T引 *(2)，结合2号车位置可知其与1号车不是同一方向路段，则进一步比较T引 *(2)与后一车辆(3号车)在未引导下的预计到达剩余时间T剩(3)之间的关系，发现T引 *(2)＞T剩(3)，则说明2号车在当前引导方式下的时间延误大于3号车到站所需时间，此时需要互换2号车和3号车在BusNumber中的序列编号，即2号车变为3号车，3号车变为2号车，并返回至更新后的BusNumber序列重新新一轮的判定。
此时1号车由于其预计剩余达到时间为原值，因此判定流程跟前述一致，因此其仍然保持原先的引导时间T引(1)，并保持该引导时间下的引导方式，且其泊位依旧分配至站台靠前的1号泊位。而由于原3号车已变为2号车，它因此其预计到达剩余时间应为T剩(2)new＝T剩(3)。进一步地判断得到1号车的预计到达剩余时间T剩′(1)和其站台停靠服务时间T待停′(1)之和大于2号车的预计到达剩余时间T剩(2)new，则新2号车则以1号车预计剩余到达时间T剩′(1)和其减速进站时间T减′(1)作为其引导到站时间T引(2)new，并且依据该引导到站时间T引(2)new确定新2号车的引导方式，智能控制中心将其分配至2号泊位，由于其是右转到站车辆，不受信号灯影响，因此其可以顺利通过信号交叉口。则进一步判定可以知道1号车不是BusNumber中的最后一辆车，则继续进入BusNumber车辆序列中新3号车的判定。
对于新3号车而言，其预计到达剩余时间应为T剩(3)new＝T剩(2)，进一步判断得到2号车的预计到达剩余时间T剩′(2)和其站台停靠服务时间T待停′(2)之和小于新3号车的预计到达剩余时间T剩(3)new，新3号车则以T剩′(2)和T待停′(2)之和作为其引导到站时间T引(3)new，智能控制中心将其分配至与新2号车同一泊位，即为2号泊位的下一预停靠车辆。进一步地，通过判定得到新3号车在当前引导方式下可以顺利通过信号交叉口，接着判定得到新3号车位BusNumber的最末尾车辆，因此最终确定BusNumber车辆序列表，并且表中的各个车辆按照之前已确定的引导时间和引导方式开始执行引导操作，并且智能控制中心将待进站车辆的最终泊位分配结果和它们的预计剩余到达时间发送至站台端，站台端经过数据分析处理后通过LED电子显示屏和语音播报结合的方式对站台乘客进行诱导，并通知各线路车辆预计剩余到达时间。

Claims (9)

1.多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：对当前站点和上一站点间全部公交车辆的预计到达剩余时间按从小到大排列形成BusNumber表；
步骤S2：车载端对BusNumber表中所有当前待进站车辆进行车速引导，智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位；
首先判断当前待进站车辆的序号在BusNumber表是否为第一，若为否则车载端根据当前待进站车辆的门限引导时间，泊位已分配情况和当前待进站车辆与站台的距离对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位，执行完成后进入步骤S3；
若为是则车载端接收泊位占用状态情况和当前待进站车辆与站台的距离对当前待进站车辆的驾驶员进行车速引导，同时智能控制中心为当前待进站车辆分配泊位，执行完成后进入步骤S3；
步骤S3：判断当前待进站车辆是否能通过信号交叉口，若能通过执行步骤S4，否则执行步骤S5；
步骤S4：当前待进站车辆保持步骤S2的车速引导，智能控制中心保持当前BusNumber表的车辆序列和步骤S2确定的泊位分配并进入步骤S11；
步骤S5：判断当前待进站车辆的序号在BusNumber表是否为第一以及当前待进站车辆是否能以加速方式通过信号交叉口，若为是则执行步骤S6，否则进入步骤S7；
步骤S6：当前待进站车辆加速通过信号交叉口后以固定引导方式进入待进站区，并保持原泊位分配，然后进入步骤S11；
步骤S7：当前待进站车辆的车载端更新车速引导方式实现多数情况下不停车通过信号交叉口，然后确定通过信号交叉口后的车速引导方式，然后进入步骤S8；
步骤S8：判断当前待进站车辆的预计到达剩余时间是否大于BusNumber表中其后一车辆以及当前待进站车辆和BusNumber表中其后一车辆是否在同一方向上，若为是进入步骤S9，否则进入步骤S10；
步骤S9：互换BusNumber表中当前待进站车辆和其后一车辆的顺序形成新的BusNumber表并进入步骤S2中；
步骤S10：基于步骤S7更新的车速和当前泊位占用信息，重新对当前待进站车辆进行泊位分配并进入步骤S11；
步骤S11：判断当前待进站车辆的序号是否为BusNumber表中最末尾，若为是则执行步骤S12，否则对BusNumber表中当前待进站车辆的后一车辆进行判断并进入步骤S2；
步骤S12：确定BusNumber表的车辆序列，BusNumber表中按已确定的车速引导方式对实际的车速进行引导操作。
2.根据权利要求1所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，步骤2中当前待进站车辆的序号在BusNumber表中若不为第一，则具体步骤如下：
步骤SS1：车载端判断当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和是否小于等于当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，若为是，则执行步骤SS2，否则进入步骤SS3；
步骤SS2：智能控制中心将当前待进站车辆分配至和前一待进站车辆同一泊位，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为当前待进站车辆的门限引导时间T引，从而确定当前车辆的车速引导，执行完成后，进入步骤SS6；
步骤SS3：车载端判断前一待进站车辆已分配泊位的后方是否有可用泊位，若有，则执行步骤SS4，否则进入步骤SS5；
步骤SS4：智能控制中心将当前待进站车辆分配至前一待进站车辆分配泊位的后一泊位，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆减速进站时间T减′的总和作为门限引导时间T引，从而确定当前待进站车辆的车速引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS5：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，同时，当前待进站车辆的前一待进站车辆的预计到达剩余时间T剩′和前一待进站车辆在站台停靠服务总时间T待停′的总和作为门限引导时间T引，从而确定当前车载端的速度引导，执行完成后进入步骤SS6；
步骤SS6：更新当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩，并实时发送至智能控制中心。
3.根据权利要求1所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，步骤2中当前待进站车辆的序号在BusNumber表中若为第一，则具体步骤如下：
步骤SSS1：智能控制中心判断站台是否存在空余泊位，若不存在，则执行步骤SSS2，否则进入步骤SSS3；
步骤SSS2：车载端根据已停靠车辆的停靠服务时间T已停作为当前待进站车辆的门限引导时间T引并结合当前待进站车辆与站台的距离确定当前待进站车辆的车速引导，同时，智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS3：车载端判断站台末尾的空余泊位是否大于1，若大于1则进入步骤SSS4，否则进入步骤SSS5；
步骤SSS4:智能控制中心将当前待进站车辆分配至最后已占用泊位的后一泊位，并将分配结果发送车载端，车载端根据分配结果确定以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS5：智能控制中心判断已停靠车辆的停靠服务时间T已停是否大于当前待进站车辆以加速引导方式到站需要的当前待进站车辆门限引导时间T引和当前待进站车辆在站台预计停靠服务时间T待停的总和，若为是，则执行步骤SSS6，否则进入步骤SSS7；
步骤SSS6：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台最末尾泊位，并将分配结果发送至车载端，车载端根据分配结果以时间最短的加速引导方式对驾驶员进行引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS7：智能控制中心将当前待进站车辆分配至站台1号泊位，并将该分配结果发送至车载端，车载端结合该分配结果并以站台已停靠车辆的停靠服务时间T已停为当前待进站车辆的门限引导时间T引，从而确定对驾驶员的车速引导，执行完成后进入步骤SSS8；
步骤SSS8：更新当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩并发送至智能控制中心。
4.根据权利要求1所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，所述步骤S3的具体判断步骤如下：
根据步骤S2确定的车速引导方式分析确定当前待进站车辆的车速引导方式为匀减速引导、匀速引导或匀加速引导；并在确定的车速引导方式下计算待进站车辆由当前位置到达信号交叉口的时间T引信，同时智能控制中心获取信号灯的相位状态，
若满足mod(T引信,Ti)≤Tgi或mod(T引信,Ti)≥Tri时，所述步骤S2确定的车速引导方式在当前信号灯倒计时内能由当前位置通过信号交叉口；其中，Tgi为信号灯的当前绿灯倒计时，Tri为信号灯的当前红灯倒计时，Ti为信号灯的总周期时长，其中，ri+gi＝Ti，式中：ri为信号灯中的红灯周期时长，gi为信号灯中的绿灯周期时长。
5.根据权利要求4所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，所述步骤S3中由步骤S2确定的车速引导无法通过信号交叉口时，分为如下两种情况：
第一种情况：若mod(T引信,Ti)＞Tgi，车辆无法在当前绿灯信号倒计时下通过信号交叉口，造成的车辆延误时间T延＝ri-[mod(T引信,Ti)-Tgi]，式中T延为受信号灯影响而产生的延误时间；
第二种情况：若mod(T引信,Ti)＜Tri，车辆无法在当前红灯信号倒计时下通过信号交叉口，造成的车辆延误时间T延＝Tri-mod(T引信,Ti)。
6.根据权利要求5所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，所述步骤S7实现多数情况不停车通过信号交叉口，需将当前待进站车辆由当前位置到达信号交叉口的时间T引信更新为当前待进站车辆实际到达信号交叉口的时间T′引信，T′引信＝T引信+T延，式中：T延为受信号灯影响而产生的延误时间。
7.根据权利要求1所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤S13：智能控制中心判断当前引导环境是否发生变化，若发生变化则返回步骤S1；否则执行步骤S14；
步骤S14：BusNumber表中全部车辆保持当前引导方式对车速进行引导，引导完成的车辆从BusNumber表中删除，并将后续车辆序列逐个前移一位，执行完成后进入步骤S15；
步骤S15：智能控制中心判断BusNumber表中是否全部车辆均已引导完毕，若为是则完成当前可探范围内所有待进站车辆的车速引导，否则返回步骤S12继续对BusNumber表中剩余车辆进行车速引导。
8.根据权利要求1所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤S16：智能控制中心将待进站车辆的泊位分配结果发送至车载端和公交站台端，车载端和公交站台端接收到信息后进行语音提示和动态显示，同时智能控制中心更新站台的泊位状态信息并传输至公交站台端。
9.实现权利要求1-8任一项所述的多线路公交站台泊位分配及车辆速度引导方法的系统，其特征在于，包括车载端(1)、公交站台端(2)和智能控制中心(3)，
所述车载端(1)包括：用于数据解析处理并与驾驶员进行实时信息交互的车载智能终端模块(11)，所述车载智能终端模块(11)上连接有用于获取车辆位置信息、测算车速和车辆行驶方向的车辆定位模块(13)、用于存储公交车行驶线路、下一即将到达站点和公交行驶方向标志位信息的车载存储模块(14)、用于传输信息的车载无线通信模块(12)；所述车载端(1)通过车载无线通信模块(12)与公交站台端(2)和智能控制中心(3)进行信息交互；
公交站台端(2)包括：用于对接收数据进行解析和分析处理的数据解析处理模块(22)，所述数据解析处理模块(22)上连接有用于与车载无线通信模块(12)传输信息的站台无线通信模块(21)、显示即将进站的公交车线路号信息的LED显示屏及语音提示模块(23)，用于存储公交站台泊位占用状态信息的站台存储模块(24)；
智能控制中心(3)包括：用于获取车载端(1)和公交站台端(2)数据的数据获取模块(32)，所述数据获取模块(32)上连接有用于与车载无线通信模块(12)传输信息的控制中心无线通信模块(31)、用于计算站台对应的当前待进站车辆的预计到达剩余时间T剩的预计到达剩余时间计算模块(33)、用于计算站台对应的已停靠车辆的停靠服务时间T已停和当前待进站车辆在站台预计停靠服务时间T待停的车辆停靠服务时间计算模块(34)以及对当前待进站车辆进行动态泊位分配的泊位动态分配模块(35)；
还包括信号机端(4)，所述信号机端(4)包括信号机无线通信模块(41)，能够实时传输信号灯的实时相位信息，通过信号机无线通信模块(41)发送至车载无线通信模块(12)，所述信号机无线通信模块(41)还与控制中心无线通信模块(31)进行信息交互。
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Inventor before: Zhao Xiangmo

Inventor before: Gong Siyuan

Inventor before: Sun Kang

Inventor before: Wu Xia

Inventor before: Liu Jialin

Inventor before: Li Xinyi

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GR01 Patent grant
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