[發明專利]一種基于有軌電車發車間隔的交叉口信號優先控制方法

有效

• 申請號: 202110447921.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113291357B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 王昊;全民圣
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.一種基于有軌電車發車間隔的交叉口信號優先控制方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取目標線路上，預先分析確定的發車間隔與交叉口信號控制周期不為整數倍的信號控制數據，所述信號控制數據包括一次循環周期內所述目標路線上所有交叉口需要開啟綠燈提前或延長的時刻；

根據所述信號控制數據對所述目標線路上交叉口的交叉口信號進行控制，使所述目標線路上的有軌電車到達線路上的交叉口時，優先開啟通行綠燈；

所述發車間隔與交叉口信號控制周期不為整數倍的信號控制數據的分析步驟為：

步驟(1)：根據所述目標線路上的有軌電車的發車間隔與當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小關系，分析所述目標線路上的有軌電車到達交叉口循環周期；

步驟(2)：判斷所述發車間隔是否小于當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小，若是，進入步驟(3)，否則進入步驟(6)；

步驟(3)：判斷所述交叉口信號控制周期與所述發車間隔的差值是否小于最大綠燈提前時間或延長時間，若是，進入步驟(4)，否則進入步驟(5)；

步驟(4)：以所述第一個交叉口第一次開啟綠燈提前的時刻n₀為起點，分析第k次開啟連續綠燈提前或延長時的第一次綠燈提前的時刻n_k或延長的時刻n′_k，分析一次循環周期內需要開啟綠燈提前或延長的時刻，進入步驟(9)；

步驟(5)：以所述第一個交叉口第一次開啟綠燈提前的時刻n₀為起點，分析所述目標線路上的有軌電車第k′輛到達第一個交叉口時，相位時刻為開啟綠燈提前邊界點前不足(C-T)的時刻m_k′，或相位時刻為開啟綠燈延長邊界點前不足(C-T)的時刻m′_k′，其中，C為第一個交叉口信號控制周期，T為目標線路上的有軌電車的發車間隔，判斷下一周期是否存在開啟綠燈提前或延長，分析一次循環周期內需要開啟綠燈提前或延長的時刻，進入步驟(9)；

步驟(6)：判斷所述發車間隔與所述交叉口信號控制周期的差值是否小于最大綠燈提前時間或延長時間，若是，進入步驟(7)，否則進入步驟(8)；

步驟(7)：以所述第一個交叉口第一次開啟綠燈延長的時刻n′₀為起點，分析第k次開啟連續綠燈延長或提前時的第一次綠燈延長的時刻n′_k或提前的時刻n_k，分析一次循環周期內需要開啟綠燈提前或延長的時刻，進入步驟(9)；

步驟(8)：以所述第一個交叉口第一次開啟綠燈延長的時刻n′₀為起點，分析所述目標線路上的有軌電車第k′輛到所述第一個達交叉口時，相位時刻為開啟綠燈邊界點前不足(T-C)的時刻延長m′_k′，或提前邊界點前不足(T-C)的時刻m_k′，判斷下一周期是否存在開啟綠燈延長或提前，分析一次循環周期內需要開啟綠燈提前或延長的時刻，進入步驟(9)；

步驟(9)：拓展至所述目標路線上所有交叉口，計算出所述目標路線上所有交叉口有軌電車到達時刻，并計算得出一次循環周期內所述目標路線上所有交叉口需要開啟綠燈提前或延長的時刻；

當所述發車間隔小于當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小，且所述交叉口信號控制周期與所述發車間隔的差值小于最大綠燈提前時間或延長時間時，分析所述第k次開啟連續綠燈提前或延長時的第一次綠燈提前的時刻n_k或延長的時刻n′_k的分析方式為：

所述第一次綠燈提前的時刻n_k的分析公式為：n_k＝C+n_k-1-(C-T)*p_k，其中，n_k-1為第k-1次開啟綠燈提前的時刻，p_k為從n_k-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p_k輛，所述第一個交叉口第k次開啟連續的綠燈提前，其中，共間隔p_k-1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口如果存在連續多個周期開啟綠燈提前，連續開啟綠燈提前的信號控制周期數為其中，x為最大綠燈提前時間，g為有軌電車通行相位時間，r為非有軌電車通行相位時間，在一次連續綠燈提前中，第j次綠燈提前時間為r-n_k+(j-1)*(C-T)，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P＝p₁+p₂+…+p_k，判斷P與L的大小，若P＝L，則P即為循環周期，停止分析，否則繼續分析n_k+1，直至P＝L；

在已知n_k-1的情況下，分析所述第一次綠燈延長的時刻n′_k的分析公式為：n′_k＝n_k-1-(C-T)*p′_k，p′_k為從n_k-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′_k輛，所述第一個交叉口第k次開啟連續的綠燈延長，其中，若為整數，否則共間隔p′_k個周期，若為整數，連續開啟綠燈延長的信號控制周期數為否則連續開啟綠燈延長的信號控制周期數為在一次連續綠燈延長中，第j次綠燈延長時間為n′_k-(j-1)*(C-T)，其中，y為最大綠燈延長時間；

當所述發車間隔小于當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小，且所述交叉口信號控制周期與所述發車間隔的差值大于等于最大綠燈提前時間或延長時間時，分析所述目標線路上的有軌電車第k′輛到達第一個交叉口時，相位時刻為開啟綠燈提前邊界點前不足(C-T)的時刻m_k′，或相位時刻為開啟綠燈延長邊界點前不足(C-T)的時刻m′_k′的分析方式為：

當k′＝1時，m₁的分析公式為：m₁＝C+n₀-(C-T)*p₁，從n₀開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p₁輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈提前邊界點前不足(C-T)，其中，共間隔p₁-1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈提前的情況，此刻距離綠燈提前右邊界點的時間q₁＝m₁-r，若q₁+x≥C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈提前，綠燈提前時間為C-T-q₁；若q₁+x＜C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈提前，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P＝p₁+1，判斷P與L的大小，若P＝L，則P即為循環周期，停止計算；

當k′＞1時，m_k′(k′＞1)的分析公式為：m_k′＝C+m_k′-1-(C-T)*p_k′，從m_k′-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p_k輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈提前邊界點前不足(C-T)，其中共間隔p_k′-1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈提前的情況，此刻距離綠燈提前右邊界點的時間q_k′＝m_k′-r，若q_k′+x≥C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈提前，綠燈提前時間為C-T-q_k′；若q_k′+x＜C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈提前，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P＝p₁+p₂+…+p_k′+1，判斷P與L的大小，若P＝L，則P即為循環周期，停止計算，否則繼續計算m_k′+1，直至P＝L；

在已知n₀的情況下，當k′＝1時，求m′₁的分析公式為：m′₁＝n₀-(C-T)*p′₁，從n₀開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′₁輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈延長邊界點前不足(C-T)，其中，若為整數，否則共間隔p′₁個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈延長的情況，此刻距離綠燈延長右邊界點的時間q′₁＝m′₁-y，若q′₁+yC-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈延長，綠燈延長時間為q′₁+y-C+T；若q₁+y≤c-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈延長；

當k′＞1時，m′_k′(k′＞1)的分析公式為：m′_k′＝m_k′-1-(C-T)*p′_k′，從m_k′-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′_k′輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈延長邊界點前不足(C-T)，其中，若為整數，否則共間隔p′_k′個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈延長的情況，此刻距離綠燈延長右邊界點的時間q′_k′＝m′_k′-y，若q′_k′+y＞C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈延長，綠燈延長時間為q′_k′+y-C+T；若q′_k′+y≤C-T，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈延長；

當所述發車間隔大于當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小，且所述發車間隔與所述交叉口信號控制周期的差值小于最大綠燈提前時間或延長時間時，分析第k次開啟連續綠燈延長或提前時的第一次綠燈延長的時刻n′_k或提前的時刻n_k的分析方式為：

所述第一次綠燈延長的時刻n′_k的分析公式為：n′_k＝n′_k-1-C+(T-C)*p′_k，從n′_k-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′_k輛，所述第一個交叉口第k次開啟連續的綠燈延長，其中，共間隔p′_k+1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口存在連續多個周期開啟綠燈延長，連續開啟綠燈延長的信號控制周期數為在一次連續綠燈延長中，第j次綠燈延長時間為n′_k+(j-1)*(T-C)，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P′＝p′₁+p′₂+…+p′_k，判斷P′與L的大小，若P′＝L，則P′即為循環周期，停止計算，否則繼續計算n′_k+1，直至P′＝L；

在已知n′_k-1的情況下，求所述第一次綠燈提前的時刻n_k的分析公式為：n_k＝n′_k-1+(T-C)*p_k，從n′_k-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p_k輛，所述第一個交叉口第k次開啟連續的綠燈提前，其中，若為整數，否則共間隔p_k個周期，若為整數，連續開啟綠燈提前的信號控制周期數為否則連續開啟綠燈提前的信號控制周期數為在一次連續綠燈延長中，第j次綠燈提前時間為r-n_k-(j-1)*(T-C)；

當所述發車間隔大于當前線路第一個交叉口信號控制周期的大小，且所述發車間隔與所述交叉口信號控制周期的差值是否小于最大綠燈提前時間或延長時間時，分析所述目標線路上的有軌電車第k′輛到所述第一個達交叉口時，相位時刻為開啟綠燈邊界點前不足(T-C)的時刻延長m′_k′，或提前邊界點前不足(T-C)的時刻m_k′的分析方式包括：

當k′＝1時，m′₁的分析公式為：m′₁＝n′₀+(T-C)*p′₁，從n′₀開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′₁輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈延長邊界點前不足(T-C)，其中，共間隔p′₁個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈延長的情況，此刻距離綠燈延長左邊界點的時間q′₁＝C-m′₁，若q′₁+y≥T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈延長，綠燈延長時間為T-C-q′₁；若q′₁+y＜T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈延長，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P′＝p′₁+1，判斷P′與L的大小，若P′＝L，則P′即為循環周期，停止計算；

當k′＞1時，m′_k′(k′＞1)的分析公式為：m′_k′＝m′_k′-1-C+(T-C)*p′_k′，從m′_k′-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p′_k′輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈延長邊界點前不足(T-C)，其中，共間隔p′_k′+1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈延長的情況，此刻距離綠燈延長左邊界點的時間q′_k′＝C-m′_k′，若q′_k′+y≥T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈延長，綠燈延長時間為T-C-q′_k′；若q′_k′+y＜T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈延長，當前所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口總輛數P′＝p′₁+p′₂+…+p′_k′+1，判斷P′與L的大小，若P′＝L，則P′即為循環周期，停止計算，否則繼續計算m′_k+1，直至P′＝L；

在已知n′₀的情況下，當k＝1時，求m₁的分析公式為：m₁＝n′₀+(T-C)*p₁，從n′₀開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p₁輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈提前邊界點前不足(T-C)，其中，若為整數，否則共間隔p1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈提前的情況，此刻距離綠燈提前左邊界點的時間q₁＝r-m₁-x，若q₁+x＞T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈提前，綠燈提前時間為q₁+x-T+C；若q₁+x≤T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈提前；

當k′＞1時，m_k′(k′＞1)的分析公式為：m_k′＝m′_k′-1-C+(T-C)*p_k′，從m′_k′-1開始，所述目標線路上的有軌電車再到達所述第一個交叉口p_k′輛，所述第一個交叉口的相位時刻第一次為開啟綠燈提前邊界點前不足(T-C)，其中，若為整數，否則共間隔p_k′+1個周期，在接下來所述目標線路上的有軌電車到達所述第一個交叉口時，所述第一個交叉口不會出現連續多個周期開啟綠燈提前的情況，此刻距離綠燈提前左邊界點的時間q_k′＝r-m_k′-x，若q_k′+x＞T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口需要開啟綠燈提前，綠燈提前時間為q_k′+x-T+C；若q_k′+x≤T-C，所述目標線路上的有軌電車下一輛到達所述第一個交叉口將不會開啟綠燈提前。