“一路一线直行式”公交系统车站与路口协同设计与控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种“一路一线直行式”公交系统车站与路口协同设计与控制方法，通过公交车站－路口的协同设计，将公交站设置在交叉口，紧靠行人过街线，一是当公交车获得通行权时，公交车将最早驶离交叉口，不受其它社会车辆的影响而增加公交车在交叉口的延误。二是公交车在交叉口利用红灯等候时间上下客，进一步缩短了公交车全程行驶时间，达到公交车出行时间最短的目的，本发明专利技术通过交通流主信号与行人过街信号的协同控制，减少乘客在交叉口的滞留时间和人数。乘客在交叉口下车后，在人行信号灯的控制下，可以通过交叉口人行斑马线进出停靠站，也有利于减少乘客违章穿越机动车道，干扰机动车正常运行，造成交通事故的隐患，保障了乘客安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市公共交通系统领域，它适用于城市公共交通采用“一路一线直行式”公交体系、主通道设置有公交专用道的车站与交叉口协同设计及信号协同控制、公交车辆行驶诱导和管理。
技术介绍
城市公共交通是城市综合交通系统中的重要组成部分，是城市客运交通的主体。随着城市现代化的发展，城市客运量的急剧增长与城市公共交通系统载运能力不足的矛盾不断加剧，在一些城市，特别是大城市和特大城市，公共交通不仅不能满足客运的需求，而且在某些时候和某些地段已经成为交通阻塞的原因之一。 不尽人意的客运交通现状对城市公共交通提出了新的要求。为了大幅度减少公交车停靠、乘客上下车及横穿机动车道对主体交通流的影响，同时提高公交载运效率与交通系统的安全性，在城市公共交通主通道设置公交专用道、交叉口为信号控制交叉口的前提下，本专利技术提出一套“一路一线直行式”运行机制下的公交车站设置、交通流主信号与行人过街信号、公交车辆行驶诱导的协同技术。该技术对于完善城市交通环境，缓解交通阻塞，改进市民出行状况，减少出行时间，提高公交公司的经济和社会效益都具有重要意义。
技术实现思路
“一路一线直行式”的公交体系指一条路只设一条公交线路，线路按道路设置，尽量采用直线。在这种公交体系下，公交车以一定的时间间隔依次到达，避免几辆公交车同时到达而阻塞交通或长时间无车到达影响乘客出行的情况。现有的公交车站设计、交通信号控制、公交车运行等方法没有综合考虑乘客、公交车、交叉口、交通信号之间的相互关系和影响，不能充分发挥“一路一线直行式”的公交体系的优越性。 针对城市公共交通客运现状存在的问题和现有技术的不足，本专利技术提供一种在“一路一线直行式”的公交体系下，公交车站与路口的协同设计、交通流主信号与行人过街信号的协同控制、在交叉口信号配时约束下的公交车行驶诱导的一体化方法。 第一步，设置公交车站的位置，将公交车站设置在交叉路口，紧靠行人过街线。 第二步，交通流主信号与行人过街信号协同控制。 首先，根据道路条件、交叉口总交通量、各流向交通量确定交叉口机动车初始信号配时方案，包括交通信号相位方案、周期长度，各相位绿信比； 然后，根据公交车减速进站、乘客上下车、加速出站、行人过街等过程修正初始信号配时方案。最后，确定行人过街信号配时方案，T1＝C1-Tp-I，T2＝C2-Tp-I。 第三步，对公交车行车进行诱导和速度优化。 在起始站点调整发车时刻，可使其到达下一无站点交叉口时不停车通过，或有站点交叉口时利用红灯等候时间进站上下客。在各路段之间对公交车进行速度诱导，公交车以该速度前进，将使得公交车到达有站点交叉口时，有足够的红灯等候时间上下客，或者不停车通过无站点交叉口。对公交车进行诱导的方法如下， (1)根据天气、路面状况、车况、公交专用道使用类型来确定确定当前公交车可行速度区间。 (2)预测公交车拟到达下一交叉口的时刻和周期内时刻。 (3)根据周期内时刻和交叉口有无站点确定诱导策略和优化速度。 (4)通过车载显示设备发布诱导信息。 与现有技术相比，本专利技术具有如下优点 1、本专利技术在一路一线直行公交模式下，通过公交车站-路口的协同设计，将公交站设置在交叉口，紧靠行人过街线，一是当公交车获得通行权时，公交车将最早驶离交叉口，不受其它社会车辆的影响而增加公交车在交叉口的延误。二是公交车在交叉口利用红灯等候时间上下客，进一步缩短了公交车全程行驶时间，达到公交车出行时间最短的目的，同时也未额外增加社会车辆的延误。 2、本专利技术通过交通流主信号与行人过街信号的协同控制，减少乘客在交叉口的滞留时间和人数。乘客在交叉口下车后，在人行信号灯的控制下，可以通过交叉口人行斑马线进出停靠站，也有利于减少乘客违章穿越机动车道，干扰机动车正常运行，造成交通事故的隐患，保障了乘客安全。 3、通过本专利技术的行车速度诱导和优化控制，减少公交车在交叉口的停车次数和延误，缩短公交车全程行驶时间。此外，也可以清楚的知道每一辆公交车在某一时刻的相对位置，从而保证公交车以一定的时间间隔依次到达，避免几辆公交车同时到达而阻塞交通及长时间无车到达影响乘客出行的情况。 4、本专利技术不需要另外设置信号灯，节省投资。 设某“一路一线直行式”的一条公交线路含有n个交叉口，其中m个交叉口设有站点，包含首末站共有m+2个站点。以相邻交叉口之间为一路段，则全程被划分为n+1段，如果m个站点均设置在路段上而非交叉口，一个车次全程总的行驶时间如下 其中，si是第i路段长度，vi是速度，pi和Ri是公交车到达第i个交叉口停车等候的概率和等候时间，Ti是公交车在第i个车站进站、上下客、离站的时间。公式中第一项是公交车在路段上行驶时间，第二项是公交车在交叉口停车等候时间，从统计角度考虑，取pi＝0.5，，Ci2是第i个交叉口红灯持续时间，即第二相位长度，第二项是公交车在车站停车等候时间。 如果采用本专利技术技术，m个站点均设置在交叉口，且采用行驶诱导，合理安排发车时刻和间隔，一个车次全程总的行驶时间有两项组成，第一项是公交车在路段上行驶时间，第二项是公交车在有车站交叉口停车等候时间，公式如下 假设由于提速减少和减速增加的行程时间大致相等，并且Ti≤Ci2， 全天k次车节省的总时间为， 假设k＝100，n＝10，m＝7，对所有i，Ti＝50秒，Ci2＝60秒，则全天节省Δ＝2.22小时，效益提高相当可观。如果Ti＝Ci2，可以节省更多的时间，以Ti＝Ci2＝50秒计算，节省Δ＝3.47小时，以Ti＝Ci2＝60秒计算，节省Δ＝4.17小时。 附图说明 图1.路外侧直线式公交站点示意图 图2.路内侧直线式公交站点示意图 图3.两相位交通流主信号和行人过街信号初始配时图。 图4.两相位交通流主信号和行人过街信号修正后配时图。 图5.公交车到达无站点交叉口时刻示意图 图6.公交车到达无站点交叉口时刻示意图 其中a、表示主信号东西向，b、表示主信号南北向，c、表示行人东西向，d表示行人南北向，1代表绿等信号，2、代表黄灯信号，3、代表红灯信号，5、表示公交车道，6为公交车停车区域，7为公交站点。 具体实施例方式 下面结合附图，对本专利技术作详细说明，如图1-6所示。 1.公交站点设置 公交车站设置在交叉路口，紧靠行人过街线。公交车站的具体位置取决于公交专用道的车道位置。公交专用道一般可分为三种设置形式，即沿路外侧机动车道设置的公交专用道、沿路中间机动车道设置的公交专用道、沿路内侧机动车道设置的公交专用道。考虑到乘客等候、上下车、穿越道路的出行安全，公交站点可设置在沿路外侧机动车道设置的公交专用道和沿路内侧机动车道设置的公交专用道上。对于路中间机动车道设置的公交专用道，公交站点设置在路外侧的人行道上或机非分隔带上，公交车在进入交叉口前变道驶入停靠站。见图1和图2。 公交站点的形式可以采用直线式或者港湾式。直线式指将公交停靠区直接设置在机动车道上，而港湾式指在公交停靠站处将道路适当拓宽，将公交车辆的停靠位置设置在正常行驶的车道之外。对于24小时公交专用道可采用直线式停靠站，对于限时公交专用道，即早晚高峰时公交车专用，其它时间与社会车辆共同使用，宜采用港湾式停靠站，以减少公交车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“一路一线直行式”公交系统车站与路口协同设计与控制方法，其特征在于：（１）将公交车站设置在交叉路口，紧靠行人过街线；（２）交通流主信号与行人过街信号协同控制，首先，根据道路条件、交叉口总交通量、各流向交通量确定交叉口机动 车初始信号配时方案，包括交通信心相位方案、周期长度、各相位绿信比；然后，根据公交车减速进站、乘客上下车、加速出站、行人过街等过程修正初始信号配时方案，最后确定行人过街信号配时方案；（３）对公交车行车速度进行诱导和速度优化，公交车以优 化速度前进，到达有站点交叉口时，有足够的红灯等候时间上下客，或者到达无站点交叉口时，不停车通过，减少公交车在交叉口的停车次数和延误。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，陈淑燕，胡晓健，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]