一种混合公交专用道实时控制系统及方法与流程

本发明涉及交通控制技术领域，尤其涉及一种混合公交专用道实时控制系统及方法。

背景技术：

随着我国社会经济的快速发展，城市规模日益扩大，城市交通拥堵问题日益突显，而城市公共交通被作为一种缓解城市拥堵的有效途径。大力发展城市公共交通，实行公交优先策略是目前绝大多数城市所采用的战略方针，而推行公交专用通道的布设是发展公交优先的主要措施。

公交专用道作为一条畅通、快捷的绿色通道，保证了公交优先，提升了公交通行效率。然而，对于设置有公交专用道的路段，公交专用道的交通状况良好，但与其相邻的普通车道交通状况并不乐观，经常出现公交专用道闲置而相邻车道饱和甚至超饱和的情况，此种情况虽然保证了公交的优先通行，但并没有充分利用公交专用车道的剩余通行能力，致使道路资源浪费。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种混合公交专用道实时控制系统及方法，解决了现有技术中道路资源浪费的问题。

本申请实施例提供一种混合公交专用道实时控制系统，包括：

车载设备，所述车载设备设置在公交车上，所述车载设备包括存储模块、检测模块、控制模块、信号发射模块；

轨旁设备，所述轨旁设备沿公交专用道设置，包括信号接收模块和显示模块；

其中，所述存储模块存储影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td；

所述检测模块在所述检测区长度ld范围内检测所述检测区内是否存在社会车辆，所述检测模块获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)；

所述控制模块根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc；

所述信号发射模块用于根据所述变色区长度lc发射道路控制信息；

所述信号接收模块用于接收所述道路控制信息；

所述显示模块用于根据所述道路控制信息进行显示。

优选的，所述轨旁设备设置于公交专用道和普通车道之间的标线处，或者所述轨旁设备设置于公交专用道两侧的标线处。

优选的，所述显示模块为led灯带。

优选的，所述显示模块通过颜色或者图案进行显示。

优选的，所述变色区长度lc的计算公式为：

(1)当检测区内不存在社会车辆时，lc＝li；

(2)当检测区内存在社会车辆时，lc＝li+(vb-vs)t，其中t＝tr+td+tw，根据所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到所述等待可插空间时间tw。

另一方面，本申请实施例提供一种混合公交专用道实时控制方法，包括以下步骤：

车载设备获得影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td；

车载设备检测所述检测区内是否存在社会车辆；

车载设备获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)；

车载设备根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc；

车载设备根据所述变色区长度lc发射道路控制信息；

轨旁设备接收所述道路控制信息；

轨旁设备根据所述道路控制信息进行显示。

优选的，所述变色区长度lc的计算公式为：

(1)当检测区内不存在社会车辆时，lc＝li；

(2)当检测区内存在社会车辆时，lc＝li+(vb-vs)t，其中t＝tr+td+tw，根据所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到所述等待可插空间时间tw。

优选的，所述轨旁设备通过led灯带进行显示。

优选的，所述变色区内的轨旁设备显示第一颜色，所述变色区以外的轨旁设备显示第二颜色；

随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二颜色变为所述第一颜色，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一颜色变为所述第二颜色。

优选的，所述变色区内的轨旁设备显示第一图案，所述变色区以外的轨旁设备显示第二图案；

随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二图案变为所述第一图案，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一图案变为所述第二图案。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，提供一种混合公交专用道实时控制系统及方法，车载设备设置在公交车上，轨旁设备沿公交专用道设置，通过车载设备和轨旁设备实现发射和接收信息；此外，确定三段区域：影响区、变色区、检测区，影响区保证公交车行驶不受干扰，检测区保证社会车辆有足够的时间进行变道，通过变色区和非变色区轨旁设备的显示变化对社会车辆进出公交专用道进行控制。本发明能在保证公交车行驶不受干扰的前提下，通过显示变化，实现公交专用道混合使用，保证了公交的绝对优先的同时最大限度的利用公交专用道通行资源，有效均衡交通车辆分配，缓解城市道路局部拥挤。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种混合公交专用道实时控制系统的框架图；

图2为本发明实施例提供的一种混合公交专用道实时控制方法的示意图；

图3为公交车前方区段划分图；

图4为本发明实施例提供的一种混合公交专用道实时控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种混合公交专用道实时控制系统及方法，解决了现有技术中道路资源浪费的问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种混合公交专用道实时控制系统，包括：车载设备和轨旁设备。

所述车载设备设置在公交车上，所述车载设备包括存储模块、检测模块、控制模块、信号发射模块；所述轨旁设备沿公交专用道设置，包括信号接收模块和显示模块。

其中，所述存储模块存储影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td。

所述检测模块在所述检测区长度ld范围内检测所述检测区内是否存在社会车辆，所述检测模块获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)。

所述控制模块根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc。

所述信号发射模块用于根据所述变色区长度lc发射道路控制信息。

所述信号接收模块用于接收所述道路控制信息。

所述显示模块用于根据所述道路控制信息进行显示。

一种混合公交专用道实时控制方法，包括以下步骤：

车载设备获得影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td。

车载设备检测所述检测区内是否存在社会车辆。

车载设备获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)。

车载设备根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc。

车载设备根据所述变色区长度lc发射道路控制信息。

轨旁设备接收所述道路控制信息。

轨旁设备根据所述道路控制信息进行显示。

本发明提供的一种混合公交专用道实时控制系统及方法，车载设备设置在公交车上，轨旁设备沿公交专用道设置，通过车载设备和轨旁设备实现发射和接收信息；此外，确定三段区域：影响区、变色区、检测区，影响区保证公交车行驶不受干扰，检测区保证社会车辆有足够的时间进行变道，通过变色区和非变色区轨旁设备的显示变化对社会车辆进出公交专用道进行控制。本发明能在保证公交车行驶不受干扰的前提下，通过显示变化，实现公交专用道混合使用，保证了公交的绝对优先的同时最大限度的利用公交专用道通行资源，有效均衡交通车辆分配，缓解城市道路局部拥挤。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1：

本实施例提供了一种混合公交专用道实时控制系统，如图1所示，包括：车载设备和轨旁设备。

所述车载设备设置在公交车上，所述车载设备包括存储模块、检测模块、控制模块、信号发射模块；所述轨旁设备沿公交专用道设置，包括信号接收模块和显示模块。

其中，所述存储模块存储影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td。

所述检测模块在所述检测区长度ld范围内检测所述检测区内是否存在社会车辆，所述检测模块获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)。

所述控制模块根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc。

所述信号发射模块用于根据所述变色区长度lc发射道路控制信息。

所述信号接收模块用于接收所述道路控制信息。

所述显示模块用于根据所述道路控制信息进行显示。

本发明将移动闭塞(mb)技术引入到城市道路公共交通。为实现公交的移动闭塞控制，在公交专用道和普通车道之间的标线处，或者在公交专用道两侧的标线处按照相关标准规范合理设置对应间距的轨旁设备，每个轨旁设备配备有无线信号接收模块和显示模块。一种优选的情况，显示模块优选为led灯带。

公交车安装有与其对应的无线信号发射模块，具体的无线信号通行技术有很多，如zigbee、wifi、蓝牙、z-wave、enocean等。

为了保证公交车行驶过程中不受前方社会车辆的干扰，公交车分三段区域发射无线信号至轨旁设备，三段区域分别为影响区、变色区和检测区，其长度分别为li、lc和ld，且li≤lc<ld。其中，影响区为保证公交车行驶不受干扰的最短区域，检测区的作用在于检测前方社会车辆并保证社会车辆有足够时间进行变道。

通过确定lc的取值实现公交专用道及相邻普通车道上社会车辆的实时控制。

所述变色区长度lc的计算公式为：

(1)当检测区内不存在社会车辆时，lc＝li；

(2)当检测区内存在社会车辆时，lc＝li+(vb-vs)t，其中t＝tr+td+tw，根据所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到所述等待可插空间时间tw。

确定变色区长度lc后，通过变色区和非变色区轨旁设备的显示变化对社会车辆进出公交专用道进行控制。变色区不允许社会车辆驶入，且当变色区内有社会车辆时，社会车辆必须换道驶离公交专用道；对于非变色区的公交专用道路段，社会车辆可进入公交专用道行驶，从而实现公交专用道的混合使用。

随着公交车向前行驶，变色区同步向前移动，原有变色区的显示保持不变，依次进入变色区的显示改变，而被公交车超越的轨旁设备的显示则回归至原本形式。所述显示模块通过颜色或者图案进行显示。

具体的，所述变色区内的轨旁设备显示第一颜色，所述变色区以外的轨旁设备显示第二颜色；随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二颜色变为所述第一颜色，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一颜色变为所述第二颜色。

或者，所述变色区内的轨旁设备显示第一图案，所述变色区以外的轨旁设备显示第二图案；随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二图案变为所述第一图案，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一图案变为所述第二图案。

利用实施例1提供的混合公交专用道实时控制系统，能够在保证公交车行驶不受干扰的前提下，通过轨旁设备显示的实时变化，实现公交专用道混合使用，保证了公交绝对的优先同时最大限度的利用公交专用道通行资源。

实施例2：

本实施例提供了一种混合公交专用道实时控制方法，包括以下步骤：

车载设备获得影响区长度li、检测区长度ld、驾驶员接收变道指示的反应时间tr、驾离公交专用道的驾驶时间td。

车载设备检测所述检测区内是否存在社会车辆。

车载设备获得公交车行驶速度vb、公交车前方社会车辆行驶速度vs、公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)。

车载设备根据所述检测区内是否存在社会车辆、所述影响区长度li、所述公交车行驶速度vb、所述公交车前方社会车辆行驶速度vs、所述驾驶员接收变道指示的反应时间tr、所述驾离公交专用道的驾驶时间td、所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到变色区长度lc。

车载设备根据所述变色区长度lc发射道路控制信息。

轨旁设备接收所述道路控制信息。

轨旁设备根据所述道路控制信息进行显示。

本发明将移动闭塞(mb)技术引入到城市道路公共交通。为实现公交的移动闭塞控制，在公交专用道和普通车道之间的标线处，或者在公交专用道两侧的标线处按照相关标准规范合理设置对应间距的轨旁设备，每个轨旁设备配备有无线信号接收模块和显示模块。

一种优选的情况，如图2所示，在公交专用道两侧的标线处按照相关标准规范合理设置对应间距的轨旁设备，显示模块优选为led灯带。

公交车安装有与其对应的无线信号发射模块，具体的无线信号通行技术有很多，如zigbee、wifi、蓝牙、z-wave、enocean等。

为了保证公交车行驶过程中不受前方社会车辆的干扰，公交车分三段区域发射无线信号至轨旁设备。如图3所示，三段区域分别为影响区、变色区和检测区，其长度分别为li、lc和ld，且li≤lc<ld。其中，影响区为保证公交车行驶不受干扰的最短区域，检测区的作用在于检测前方社会车辆并保证社会车辆有足够时间进行变道。

如图4所示，本发明通过确定lc的取值实现公交专用道及相邻普通车道上社会车辆的实时控制。

所述变色区长度lc的计算公式为：

(1)当检测区内不存在社会车辆时，lc＝li；

(2)当检测区内存在社会车辆时，lc＝li+(vb-vs)t，其中t＝tr+td+tw，根据所述公交专用道相邻的普通车道交通流到达分布p(x)得到所述等待可插空间时间tw。

确定变色区长度lc后，通过变色区和非变色区轨旁设备的显示变化对社会车辆进出公交专用道进行控制。变色区不允许社会车辆驶入，且当变色区内有社会车辆时，社会车辆必须换道驶离公交专用道；对于非变色区的公交专用道路段，社会车辆可进入公交专用道行驶，从而实现公交专用道的混合使用。

随着公交车向前行驶，变色区同步向前移动，原有变色区的显示保持不变，依次进入变色区的显示改变，而被公交车超越的轨旁设备的显示则回归至原本形式。所述显示模块通过颜色或者图案进行显示。

具体的，所述变色区内的轨旁设备显示第一颜色，所述变色区以外的轨旁设备显示第二颜色；随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二颜色变为所述第一颜色，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一颜色变为所述第二颜色。例如，第一颜色为红色，第二颜色为绿色。

或者，所述变色区内的轨旁设备显示第一图案，所述变色区以外的轨旁设备显示第二图案；随着公交车向前行驶，所述变色区同步向前移动，依次进入所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第二图案变为所述第一图案，依次退出所述变色区内的轨旁设备的显示由所述第一图案变为所述第二图案。例如，所述第一图案为叉，所述第二图案为圈。

实施例2提供的混合公交专用道实时控制方法，能够在保证公交车行驶不受干扰的前提下，通过轨旁设备显示的实时变化，实现公交专用道混合使用，保证了公交绝对的优先同时最大限度的利用公交专用道通行资源。

本发明实施例提供的一种混合公交专用道实时控制系统及方法至少包括如下技术效果：

在本申请实施例中，提供一种混合公交专用道实时控制系统及方法，车载设备设置在公交车上，轨旁设备沿公交专用道设置，通过车载设备和轨旁设备实现发射和接收信息；此外，确定三段区域：影响区、变色区、检测区，影响区保证公交车行驶不受干扰，检测区保证社会车辆有足够的时间进行变道，通过变色区和非变色区轨旁设备的显示变化对社会车辆进出公交专用道进行控制。本发明能在保证公交车行驶不受干扰的前提下，通过显示变化，实现公交专用道混合使用，保证了公交的绝对优先的同时最大限度的利用公交专用道通行资源，有效均衡交通车辆分配，缓解城市道路局部拥挤。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。