【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于振动传感器领域，特别是柔性振动传感器领域，尤其涉及一种考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法。
技术介绍
1、德国的信号控制规范(rilsa)中，专门论述了在信号控制中对于“公共交通的特殊考虑”。其中明确指出“在交通信号控制系统中须考虑公共交通的特殊需求，因为它对城市的交通运行具有基础性的重要作用”。其中定义的公交优先策略包括：
2、基于时间段的定时信号方案选择，可能与附加的结构设施相结合(如：独立轨道等)；
3、适应公共交通特殊需求的信号方案选择；
4、根据个别公共交通运行案例的特征，选择微观的控制策略来生成或选择控制方案。
5、规范中还提到“根据当地的交通特征，还可以采用车道信号进行控制”。
6、国外可实施公交优先的经典感应控制信号系统主要有澳洲的scats和英国的scoot系统、美国的nema系统以及日本的四步控制方法。scats系统可以实现方案级的公交优先控制，根据实测的饱和度值对预先设定好的方案进行选择；scoot系统可以实现秒级的自适应公交优先控制，它的优化目标函数是区域综合延误最小/区域综合服务水平最高，根据从控制中心接受的指令以该目标为依据进行信号调整。
7、目前我国许多信号机厂商已经开始进行公交优先信号控制算法研究，并已研发出具备一定公交优先功能的信号机。海信网络科技公司基于美国双环结构系统，开发了可根据公交车辆满载率和对社会车辆造成的延误增量判断是否进行优先的信号控制系统，该信号系统在长沙落地；南京莱斯信息技术公司公
8、一些厂商的具备公交优先功能的信号机已经开始逐渐市场化，但从实际应用效果上看并不理想，许多公交优先线路仅仅实现伪优先或者说“暴力优先”，甚至由于造成过大的负面交通影响而停止使用，其主要存在的问题为公交优先控制算法存在不足或缺陷。未能很好协调不同路况下公交车和社会车辆信号(利益)分配。
9、具体来说，当前已落地的信号优先手段基本还是停留在基于绿灯延长和红灯早断的单点感应式控制方法，通过“暴力优先”的方式实现相位抢占，提高公交相位绿信比，这种规则式优先策略易对社会车辆的运行产生较大干扰，未能解决对非优先相位进行补偿和各方利益平衡的问题。这样会导致公交车占用了过多的路口资源，影响了社会车辆的正常通行权益。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有的公交信号优先策略导致非优先相位社会车辆延误增加的问题，提出一种兼顾公交车辆和社会车辆通行效益的公交信号优先方法，通过将公交车辆的优先请求重要度进行分级，考虑不同等级公交车辆信号优先效益以及社会车辆通行权益，提出公交信号优先控制平衡算法模型，最终实现公交车辆与社会车辆通行效益的协调。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，所述算法包括以下步骤：
3、步骤1，根据公交线路所布设的线路等级以及公交线路行驶的公交车辆类型，进行交叉口公交线路静态优先级分级，作为公交车辆的静态基础属性之一；
4、步骤2，综合考虑公交车辆的静态基础属性、公交车辆动态运营数据、交叉口信号灯状态属性，构建公交优先级指标体系与公交信号优先请求量化计算模型；
5、步骤3，考虑交叉口社会车辆运行效率，构建面向公交和社会车辆通行效率提升的目标函数，进而构建基于粒子群算法的公交优先控制模型；
6、步骤4，接收实时公交信号优先动态请求数据，判断当前交叉口等待优先公交数量是否大于预设阈值，若否，则跳转至步骤5，否则利用所述公交信号优先请求量化计算模型求取公交优先级并进行优先级排序，之后跳转至步骤5；
7、步骤5，利用所述基于粒子群算法的公交优先控制模型进行公交优先协调控制。
8、进一步地，步骤1中：
9、公交车辆类型bty为公交车辆静态指标，同一辆公交车的静态指标值固定不变；根据公交车辆类型标定公交车型等级，级别越高则优先级越高，其中额定载客量更高的公交优先级更高；
10、公交线路等级bro为公交车辆静态指标，同一辆公交车的静态指标值固定不变；所述公交线路等级指某线路公交运行时通过的道路等级，依次划分为主路、次路、支路三个等级。
11、进一步地，步骤2中公交优先级指标体系包含两个层级；第一层级为关键指标-----车头时距偏移度，需满足该指标约束才能进入第二层级的计算，否则直接将该公交认定为“不允许优先”；第二层级为其他综合指标，包括静态指标和动态指标，其中静态指标包括公交车辆类型和公交线路等级，动态指标为公交载客率。
12、进一步地，所述车头时距偏移度的计算公式为：
13、δht＝hta-hte
14、式中，δht为车头时距偏移度，hta为公交在干线上运行时与同线路前车的实际车头时距，hte为理想车头时距，指同一线路公交的发车间隔；
15、所述需满足该指标约束才能进入第二层级的计算，具体控制边界mh记为：
16、
17、当mh＝1时，公交的优先请求通过一级指标，允许进入二级指标的筛选流程；当mh＝0时，公交的优先请求直接被拒绝。
18、进一步地，所述第二层级的其他综合指标对应的公交优先级即最终公交优先级bpr计算公式为：
19、bpr＝a1*rbl+a2*bsp
20、式中，rbl为公交载客率，bsp为静态指标对应的公交优先级即静态公交优先级，a1、a2分别为rbl、bsp对应的权重系数。
21、进一步地，步骤2中所述公交信号优先请求量化计算模型具体包括以下内容：
22、(1)计算发出公交优先请求的公交的车头时距偏移度δht；
23、(2)判断车头时距偏移度是否满足δht>0，若是，则表明该公交晚点，允许执行公交优先控制，进入(3)；若否，则表明该公交准点或早点，不允许执行公交优先控制，流程结束；
24、(3)获取该公交的公交载客率rbl，若无法获取则统一置0；
25、(4)根据公交的车辆类型和公交线路等级判断静态公交优先级bsp；
26、(5)根据公交载客率rbl和静态公交优先本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述算法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤1中：
3.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤2中公交优先级指标体系包含两个层级；第一层级为关键指标-----车头时距偏移度，需满足该指标约束才能进入第二层级的计算，否则直接将该公交认定为“不允许优先”；第二层级为其他综合指标，包括静态指标和动态指标，其中静态指标包括公交车辆类型和公交线路等级，动态指标为公交载客率。
4.根据权利要求3所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述车头时距偏移度的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述第二层级的其他综合指标对应的公交优先级即最终公交优先级Bpr计算公式为：
6.根据权利要求5所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤2中所述公交信号
7.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤3中所述基于粒子群算法的公交优先控制模型，对每两个相邻交叉口生成一个协调优先方案，并在干线中依次递推；当检测到某公交即将到达交叉口时，该公交优先控制模型会同时生成针对该公交在交叉口，和交叉口j+1的优先协调控制方案；而当该公交即将到达交叉口j+l时，该公交优先控制模型会基于已生成的交叉口j+1公交优先控制方案，进一步生成交叉口j+1和交叉口j+2的优先协调控制方案；以此类推，即可完成公交在干线中的优先协调控制。
8.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤3中所述面向公交和社会车辆通行效率提升的目标函数，即基于粒子群算法的公交优先控制模型的目标函数为：
9.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤3中所述基于粒子群算法的公交优先控制模型的边界约束条件包括两类：(I)前置约束条件：某公交发出优先请求时，交叉口需满足此类前置约束，该请求才能被响应并允许进入粒子群算法寻优；(II)粒子位置约束条件：粒子群算法寻优时，需满足公交优先协调控制上层系统框架的约束，包括公交相位最大绿灯提前时间、最大绿灯延长时间和绿波带约束；
10.根据权利要求1或8所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤5所述利用所述基于粒子群算法的公交优先控制模型进行公交优先协调控制，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述算法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤1中：
3.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤2中公交优先级指标体系包含两个层级；第一层级为关键指标-----车头时距偏移度，需满足该指标约束才能进入第二层级的计算，否则直接将该公交认定为“不允许优先”；第二层级为其他综合指标，包括静态指标和动态指标，其中静态指标包括公交车辆类型和公交线路等级，动态指标为公交载客率。
4.根据权利要求3所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述车头时距偏移度的计算公式为：
5.根据权利要求4所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，所述第二层级的其他综合指标对应的公交优先级即最终公交优先级bpr计算公式为：
6.根据权利要求5所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤2中所述公交信号优先请求量化计算模型具体包括以下内容：
7.根据权利要求1所述的考虑社会车辆通行效益的公交优先信号控制分级算法，其特征在于，步骤3中所述基于粒子群算法的公交优先控制模型，对...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜云霞，何辉，丁海龙，江顺青，王金鑫，霍丽丽，张帆，王牣，崔剑，刘沁知，
申请(专利权)人：连云港杰瑞电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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