公交车道借道使用控制方法及其系统与流程

本发明涉及公交车道合理利用问题，尤其涉及一种公交车道借道使用控制方法及其系统。

背景技术：

随着社会的发展，汽车的保有量逐渐提高，而供车辆行驶的路网增加不能与汽车保有量相匹配，从而造成道路拥堵严重，而且由于汽车造成的气候问题，人们提出了绿色出行，即采用公共交通出行，现有技术中，对于绿色出行包括采用公交汽车出行、地铁出行，但是，这些仍然不能有效缓解人们的通勤压力，因此，人们又提出了公交优先通行，即在路网中设置专用公交车道，用于公交车专用行驶，从而保障选择公交出行的便利，也在一定程度上改善了人们的公交出行倾向，但是，公交专用道的提出，是基于现有的路网进行的，公交车道的设置，虽然便利了公交车出行的人群，但是，路网能够提供给非公交车的车辆路网资源则降低，从而造成非公交车出行困难，甚至会加重其拥堵，而且，公交车专用道在没有公交车通行时一般处于闲置状态，从而造成路网资源的浪费。

因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种公交车道借道使用控制方法及其系统，用户能够根据其目标公交车道所在道路的状态进行公交车道借道申请，而且能够根据预进行借道使用车辆的性质进行合理的分配，从而确保公交车优先通行的同时，对公交车道进行合理利用，从而能够有效避免道路资源的浪费，能够有效的缓解公交专用道设置所带来的拥堵，而且能够对申请通过的车辆进行有效监管，从而防止公交车道的不合理配置。

本发明提供的一种公交车道借道使用控制方法，包括如下步骤：

s1.获取路网信息，并根据路网的交通节点将路网中具有公交车道的道路划分为n个路段，预测所划分的各路段的道路饱和度状态，并将预测的各路段的道路饱和度状态标记在电子地图中；

s2.用户通过用户终端在电子地图中查询其目标路段的道路饱和度状态，并根据道路饱和度状态提交公交车道借用申请，该借用申请包括车牌号、车辆使用性质、目标公交车道以及车道使用时间；

s3.根据用户所提交的公交车道借用申请判定当前用户的车辆是否能够使用公交车道，如是，则向用户反馈预约成功，准许用户在申请的车道使用时间内在目标公交车道行驶，且将预约成功的车辆信息传输至交管平台；如否，则向用户反馈预约失败，用户则不允许在公交车道行驶；

s4.在借用申请的车道使用时间监测用户车辆，并判断用户车辆在申请使用目标公交车道的时间范围内是否处于所在目标位置，如否，则将用户车辆进行征信标记。

进一步，步骤s1中，道路饱和度根据如下方法进行预测确定：

确定道路的最大通行能力c：c＝3600/t0，其中，t0为平均车头间距；

根据道路的实际状态，确定道路的实际通行能力cp：cp＝cγlγcγr，其中，γl、γc、γr分别为道路的宽度修正系数、侧向净空修正系数、重车修正系数；

预测道路的交通流量q，并计算饱和度b：b＝q/cp。

进一步，步骤s3中，根据如下方法判定当前用户的车辆是否能够使用公交车道：

s31.判断当前用户的车辆的使用性质是否为特种车辆，如是，则直接通过借用申请，如否，则进入步骤s32中；

s32.将车辆借道使用时间内的道路饱和度与饱和度阈值进行比较，如果车辆借道使用时间内的道路饱和度大于饱和度阈值，则拒绝车辆的借道申请，否则，进入到步骤s33中；

s33.确定用户的车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比；

s34.将用户车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比与刚需比阈值进行比较，如果刚需比大于刚需比阈值，则通过当前车辆的申请，并向车辆用户反馈申请成功信息，申请成功的车辆可以在申请的车道使用时间内使用公交车道；否则，拒绝，车辆不允许使用公交车道。

进一步，步骤s32中，根据如下方法确定用户车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比：

从提出申请的车辆的历史行驶数据中找出tt个通勤日的行驶轨迹；

确定车辆在不同通勤日的行驶轨迹的相似度，并统计相似度大于设定阈值的通勤日的天数ta；

计算车辆的刚需比δ＝ta/tt。

进一步，根据如下方法确定车辆在不同通勤日的行驶轨迹的相似度：

在道路设置rfid采集点，并对各rfid采集点进行编号；

在通勤日采集目标车辆的信息，并按照通过采集到目标车辆信息的rfid采集点的时间进行统计形成目标车辆的行驶轨迹；

将目标车辆的形式轨迹与申请的目标道路的轨迹进行对比，统计行驶轨迹与申请的目标道路的rfid采集点编号相同的数量m；

确定与目标道路的轨迹相似度：

计算相似度mall为行驶轨迹和申请的目标道路中的rfid采集点的总数量。

进一步，步骤s4中，根据如下方法对用户车辆进行征信标记：

接收用户所提交的公交车道借用申请，并从公交车道借用申请中解析出车辆的车牌号，并查找数据库中是否存在该车牌号，如否，则将该车牌号赋予初始征信值；

车牌号所对应的车辆在其车道使用时间范围内没有处于目标公交车道所在位置的通行记录，则从初始征信值中扣除征信值；

将车牌号所对应的车辆的剩余征信值与征信阈值比较，如果剩余征信值大于第一阈值而小于第二阈值，则车牌号对应的车辆标记为不诚信车辆，在以后的借道申请时对其刚需比计算值进行折减；

如果剩余征信值小于第一阈值，则将当前车辆标记为完全不诚信车辆，在以后借道申请时直接拒绝；

其中，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于初始征信值。

相应地，本发明提供了一种公交车道借道使用控制系统，包括用户终端、道路rfid读写器、电子标签、征信服务器以及调度服务器；

所述用户终端，与调度服务器通信连接；用于向调度服务器提起公交车道使用申请，该申请中包括车辆使用性质、车牌号、目标公交车道以及车道使用时间；

道路rfid读写器，设置于路网，与调度服务器连接；用于采集设置于车辆的电子标签中所记载的车辆信息并上传至调度服务器；

调度服务器，用于接收rfid采集器上传的信息以及用户终端提起的使用申请，并根据rfid采集器上传的信息以及使用申请信息判断当前车辆能否借道使用公交车道，如是，则向用户终端反馈预约成功信息，且将预约成功的车辆信息传输至交管平台，如否，则向用户反馈预约失败信息；

征信服务器，与调度服务器通信连接，用于对提交公交车道借用申请的车辆的行驶行为进行征信标记，并将征信标记结果反馈至调度服务器，调度服务器根据反馈结果用于下次车辆进行公交车道借用申请的判断。

进一步，还包括车载提示单元，所述车载提示单元用于获取公交车当前所在位置的公交车道内的车辆信息，并将信息上传至调度服务器，调度服务器根据车载提示单元上传的信息判断当前车辆是否为预约车辆，如是，下发提示命令，由车载提示单元提示非预约车辆驶离公交车道。

进一步，所述车载提示单元包括车载rfid读写器、车载处理器以及车载提示器；

所述车载rfid读写器设置于公交车辆，用于读取公交车后的车辆信息；

所述车载处理器，与rfid读写器连接，并与调度服务器通信连接，用于获取车载rfid读写器上传的信息，并将该信息上传至调度服务器，并接收调度服务器的提示命令，并向车载提示器输出控制指令；

车载提示器，与车载处理器连接，用于接收车载提示器输出的控制指令提示公交车后方车辆驶离公交车道。

进一步，所述车载提示器包括车载显示器以及车载语音提示器。

本发明的有益效果：通过本发明，用户能够根据其目标公交车道所在道路的状态进行公交车道借道申请，而且能够根据欲进行借道使用车辆的性质进行合理的分配，从而确保公交车优先通行的同时，对公交车道进行合理利用，从而能够有效避免道路资源的浪费，能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵，而且能够对申请通过的车辆进行有效监管，从而防止公交车道的不合理配置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明，如图所示：

本发明提供的一种公交车道借道使用控制方法，包括如下步骤：

s1.获取路网信息，并根据路网的交通节点将路网中具有公交车道的道路划分为n个路段，预测所划分的各路段的道路饱和度状态，并将预测的路段的道路饱和度状态标记在电子地图中；其中，道路饱和度状态的标记可以采用道路拥堵表示的方法，比如将饱和度划分为不同区间，每一个区间内采用不同的颜色进行表示，道路的饱和度值越大，颜色越深，越不容易通过公交车道预约申请，用户在通过用户终端进行查询时，直接通过颜色的反应即可判断当前道路的饱和度状态；其中，路网的路段划分，以路网的交通节点为依据，交通节点指的是路网的交叉点，比如十字路口、环岛等；路段的划分，可以为用户进行公交车道借道申请提供便利，比如：用户计划的出行里程大概有20公里，在这20公里并不是一直需要借用公交车道，因此，路网划分路段后，用户可以进行分段申请；

s2.用户通过用户终端在电子地图中查询其目标路段的道路饱和度状态，并根据道路饱和度状态提交公交车道借用申请，该借用申请包括车牌号、车辆使用性质、目标公交车道以及车道使用时间；

s3.根据用户所提交的公交车道借用申请判定当前用户的车辆是否能够使用公交车道，如是，则向用户反馈预约成功，准许用户在申请的车道使用时间在目标公交车道行驶，且将预约成功的车辆信息传输至交管平台；如否，则向用户反馈预约失败，用户则不允许在公交车道行驶；对于预约成功的车辆，当在其预约的车道使用时间内使用公交车道，交管平台不对其进行违规处理，否则，视为违反交规处理；

s4.在借用申请的车道使用时间监测用户车辆，并判断用户车辆在申请使用目标公交车道的时间范围内是否处于所在位置，如否，则将用户车辆进行征信标记；通过本发明的方法，用户能够根据其目标公交车道所在道路的状态进行公交车道借道申请，而且能够根据欲进行借道使用车辆的性质进行合理的分配，从而确保公交车优先通行的同时，对公交车道进行合理利用，从而能够有效避免道路资源的浪费，能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵，而且能够对申请通过的车辆进行有效监管，从而防止公交车道的不合理配置。

本实施例中，步骤s1中，道路饱和度根据如下方法进行预测确定：

确定道路的最大通行能力c：c＝3600/t0，其中，t0为平均车头间距；

根据道路的实际状态，确定道路的实际通行能力cp：cp＝cγlγcγr，其中，γl、γc、γr分别为道路的宽度修正系数、侧向净空修正系数、重车修正系数；

预测道路的交通流量q，并计算饱和度b：b＝q/cp，通过上述方法，能够预测出公交车道所在道路的饱和度状态，具体地：

比如用户预约在2019年8月6日上午8-9点使用某一条公交车道，那么，根据其申请日期，该日为通勤日，即正常上班的日期，上午8-9点为高峰时段，那么，在预测时，则选用2019年8月6日以前的一个月时间或者两个月时间内(当然，也可以选择更长的历史时段)通勤日上午8-9点在该公交车道所在道路的交通流量，以一个月为例，在2019年8月6日以前的一个月时间内通勤日为20个通勤日，那么历史交通流量就为(q1,q2,…,qi,…,q19,q20),对20个通勤日在上午8-9点时目标公交车道所在道路的交通量进行异常数据剔除，即某一日在该时段的交通量明显大于其他通勤日在该时段的交通量，然后对剩余的交通量求平均值，该平均值作为2019年8月6日上午8-9点在该路段的交通量。

本实施例中，步骤s3中，根据如下方法判定当前用户的车辆是否能够使用公交车道：

s31.判断当前用户的车辆的使用性质是否为特种车辆，如是，则直接通过借用申请，如否，则进入步骤s32中；其中，车辆使用性质标定车辆属性，包括特种车辆和非特种车辆，对于特种车辆包括消防车、急救车、抢险车以及警务车等，对于特种车辆来说，一般都是处理紧急事务，比如消防、急救等，在这种情形下，可以直接使用公交车道；

s32.将车辆借道使用时间内的道路饱和度与饱和度阈值进行比较，如果车辆借道使用时间内的道路饱和度大于饱和度阈值，则拒绝车辆的借道申请，否则，进入到步骤s33中；其中，借道使用时间内的道路饱和度也是通过上述的预测方法进行预测；

s33.确定用户的车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比；

s34.将用户车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比与刚需比阈值进行比较，如果刚需比大于刚需比阈值，则通过当前车辆的申请，并向车辆用户反馈申请成功信息，申请成功的车辆的可以在申请的车道使用时间内使用公交车道；否则，拒绝，车辆不允许使用公交车道，通过上述方法，对于非特种车辆来说，能够准确确定出提出申请的车辆是否具有公交车道的使用权限，从而能够对公交车道的合理再利用，对于有限的道路资源进行优化使用，当然，判断车辆是否能够申请成功还需要参考公交车的调度信息，比如公交车道所有的公交线路以及公交车道所在路段在某一时段的公交车总数，如果在该时段只能满足50辆车使用公交车道，如果超出，则会影响公交车的行驶，那么及时后续该时段继续有车辆提出申请，那么也将不会被允许；当然，通过申请的车辆在使用公交车道时，不能影响公交车的进出站；

本实施例中，步骤s32中，根据如下方法确定用户车辆对于目标公交车道所在道路的刚需比：

从提出申请的车辆的历史行驶数据中找出tt个通勤日的行驶轨迹；

确定车辆在不同通勤日的行驶轨迹的相似度，并统计相似度大于设定阈值的通勤日的天数ta；

计算车辆的刚需比δ＝ta/tt。

具体地：根据如下方法确定车辆在不同通勤日的行驶轨迹的相似度：

在道路设置rfid采集点，并对各rfid采集点进行编号；

在通勤日采集目标车辆的信息，并按照通过采集到目标车辆信息的rfid采集点的时间进行统计形成目标车辆的行驶轨迹；

将目标车辆的形式轨迹与申请的目标道路的轨迹进行对比，统计行驶轨迹与申请的目标道路的rfid采集点编号相同的数量m；

确定与目标道路的轨迹相似度：

计算相似度mall为行驶轨迹和申请的目标道路中的rfid采集点的总数量；比如说：在目标道路上设置有14个rfid采集点，在路网中还有其他的rfid采集点，车辆在某一次出行轨迹种通过了19个采集点，其中，与目标道路相重合的rfid点的个数为7个，那么该轨迹与目标路的轨迹相似率为：

其中，目标车辆指的是提出借道申请的车辆，目标道路是指用户提出借道申请中所指出的公交车道所在道路；通过上述方法，能够为准确判断当前提起申请的车辆是否能够通过申请提供依据，确保最终结果的准确性。

本实施例中，步骤s4中，根据如下方法对用户车辆进行征信标记：

接收用户所提交的公交车道借用申请，并从公交车道借用申请中解析出车辆的车牌号，并查找数据库中是否存在该车牌号，如否，则将该车牌号赋予初始征信值；

车牌号所对应的车辆在其车道使用时间范围内没有处于目标公交车道所在位置的通行记录，则从初始征信值中扣除征信值；

将车牌号所对应的车辆的剩余征信值与征信阈值比较，如果剩余征信值大于第一阈值而小于第二阈值，则车牌号对应的车辆标记为不诚信车辆，在以后的借道申请时对其刚需比计算值进行折减；

如果剩余征信值小于第一阈值，则将当前车辆标记为完全不诚信车辆，在以后借道申请时直接拒绝；

其中，第一阈值小于第二阈值，第二阈值小于初始征信值，在实际中，公交车道的借用是有限的，比如，某一条公交车道上某一时段具有多条线路的公交多辆车通过该路段，具体地：比如初始征信值为10，每次扣除值为1，那么对于刚需比的计算值进行折减，可以按照扣除值与初始值之间的比例，如1/10，比如计算出来的刚需值为80，那么此时按照1/10扣除，实际刚需值就只有72了，那么在此情形下，就会降低下次该车辆申请成功的可能性；第一阈值可以设定为初始征信值的一半，第二阈值设定为初始征信值的70％；

在此情况下，能够供其他车辆进行借道使用的资源是有限的，在此情形，如果一辆车通过申请，那么意味着某些车辆是申请不上的，而如果申请成功后，不对其进行使用，这是一种不诚信的行为，对于公交车道的资源也是一种浪费，因此，通过上述方法，能够对不诚信行为的车辆相应的处理，能够使得公交车道的再利用更加合理。当然，对于未经预约的车辆行驶在公交车道，通过设置于公交车的车载rfid或者路网的rfid采集点对车辆信息进行采集，并进行比对，如果确认是未经预约的车辆，则提示车辆驶离，如果提示未经预约的车辆仍然没有驶离公交车道，则生成相应的车辆违章信息，由交管平台进行违章记录、处理。同时，由于部分车主不清楚公交专用道在闲时阶段可以允许社会车辆使用的规定，也可以通过公交车的车载提示单元向用户发送提示消息，以增加道路使用率。

相应地，本发明提供了一种公交车道借道使用控制系统，包括用户终端、道路rfid读写器、电子标签、征信服务器以及调度服务器；

所述用户终端，与调度服务器通信连接；用于向调度服务器提起公交车道使用申请，该申请中包括车辆使用性质、车牌号、目标公交车道以及车道使用时间；其中，用户终端采用现有的智能手机、平板电脑等；

道路rfid读写器，设置于路网，与调度服务器连接；用于采集设置于车辆的电子标签中所记载的车辆信息并上传至调度服务器；

调度服务器，用于接收rfid采集器上传的信息以及用户终端提起的使用申请，并根据rfid采集器上传的信息以及使用申请信息判断当前车辆能否借道使用公交车道，如是，则向用户终端反馈预约成功信息，且将预约成功的车辆信息传输至交管平台，如否，则向用户反馈预约失败信息；其中，调度服务器根据上述方法对提出预约的车辆的判断，在此不再进行赘述；交管平台对于车辆是否在预约的车道使用时间内使用预约公交车道的判断通过如下方式：

一方面，有道路rfid读写器读取道路上的车辆信息并反馈至交管平台，另一方面，通过设置在道路上的rfid采集点的图像采集设备采集车辆信息，通过rfid读取的信息以及图像信息共同判定时间以及车辆所使用的车道；

征信服务器，与调度服务器通信连接，用于对提交公交车道借用申请的车辆的行驶行为进行征信标记，并将征信标记结果反馈至调度服务器，调度服务器根据反馈结果用于下次车辆进行公交车道借用申请的判断。当然，为了对相应的数据进行存储，还设置有存储服务器，该服务器与调度服务器通信连接。

本实施例中，还包括车载提示单元，所述车载提示单元用于获取公交车当前所在位置的公交车道内的车辆信息，并将信息上传至调度服务器，调度服务器根据车载提示单元上传的信息判断当前车辆是否为预约车辆，如是，下发提示命令，由车载提示单元提示非预约车辆驶离公交车道。

所述车载提示单元包括车载rfid读写器、车载处理器以及车载提示器；

所述车载rfid读写器设置于公交车辆，用于读取公交车后的车辆信息；

所述车载处理器，与rfid读写器连接，并与调度服务器通信连接，用于获取车载rfid读写器上传的信息，并将该信息上传至调度服务器，并接收调度服务器的提示命令，并向车载提示器输出控制指令；其中，车载处理器可以单独设置一个单片机作为车载处理器，也可以使用车辆自身的中控器，车载处理器与调度服务器之间通过移动通信模块进行通信连接，采用4g模块、5g模块等；

车载提示器，与车载处理器连接，用于接收车载提示器输出的控制指令提示公交车后方车辆驶离公交车道，；如提示后未经预约的车辆仍然在公交车道行驶，则车载处理器将车辆信息生成违章信息并上传至调度服务器，调度服务器将违章信息发送至交管平台，交管平台对违章车辆进行处罚；在公交车道中，有些车辆并不会完全遵照预约规则，而是只要见到公交车道有一段空闲，都会去占用公交车道行驶，虽然在上述中具有车辆的车道判断等，但是，当未经预约的车辆跟随公交车行驶，此时，图像、道路rfid采集设备则难以识别出未经预约的车辆是否行驶在公交车道；因此，通过上述结构，则会对非预约车辆进行监控，如果非预约车辆不按照提示驶离公交车道，那么，调度服务器可以对该车辆进行标记，不允许后续该车辆的申请，而且调度服务器还可以将其车牌号、占用公交车道等信息上传至交管平台，对其进行相应的交通违章处罚，对于车载rfid读写器，可以通过调节rfid读写器的读写方向以及读写距离，从而实现车载rfid读写器只识别出公交车道内公交车后的车辆信息。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施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宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。