一种保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法及系统

摘要

一种保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法，保证BRT优先的前提下，普通公交车辆可按以下管控规则进入BRT专用道行驶：(1)普通公交车辆借用BRT车辆专用车道的控制流程：依照地理位置信息，计算非BRT车辆专用道上的普通公交车与BRT车辆之间的距离记为d，设定最小值记为dborrow，当d≥dborrow时，判定允许借道，该普通公交车辆自由选择是否进入专用道行驶，否则普通公交车不得进入专用道；(2)普通公交车辆借用BRT车辆专用车道后还道的控制流程：当两者车距D小于最小安全距离dsave，向BRT车辆前方的普通公交车发送还道控制指令，该普通公交车辆在设定时间T内驶出BRT车辆专用车道。本发明有效提高车道的利用效率。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通控制方法，尤其是一种公共交通专用车道资源共享方法及系统。

背景技术

近年来，为了有效缓解交通拥堵问题，节约能源，越来越多的城市在交通政策中推行公交优先战略并大力推广快速公共交通(bus rapidtransit，简称BRT)。公共交通专用车道是公交优先方法的重要组成部分，是确保公交优先和快速通行的最基本要素。但我国现有的对公共交通专用车道资源利用方法一般只有两种：①公共交通专用车道全天或一天中的高峰期只有BRT和普通公交车可以行驶；②有的公共交通专用道则只允许BRT使用，其它普通公交车也不能进入。

以上两种方法在实际应用中均存在明显的不足：

①对于第一种利用方法由于普通公交可以无限制地驶入公共交通专用车道，容易引起公交专用道上的拥堵，会严重影响BRT所具有的快速通行速度这一明显优势的发挥，也就弱化了各地陆续建设BRT系统的原有意义。

②而对于第二种利用方法，势必导致部分公共交通专用车道的资源利用率低下，出现较多的闲置路段和闲置时间。

③并且这两种方法均没有考虑到公共交通专用车道的资源利用情况是因各类公交车辆在不同时段对其使用需求的不同而动态变化着的，几乎静态规定式的利用方法会难以应付各类公交车辆对专用道使用需求的实时性。

现今，针对公共交通专用车道的利用效率低下，道路资源有较严重的浪费现象，还没有提出一种切实可行的方法来实时有效地充分合理的利用专用道资源。

发明内容

为了克服已有的公共交通专用车道的利用效率低下的不足，本发明提供一种有效提高车道的利用效率的保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法，保证BRT优先的前提下，普通公交车辆可按以下管控规则进入BRT专用道行驶：

(1)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道的控制流程：依照地理位置信息，计算非BRT车辆专用道上的普通公交车辆与BRT车辆之间的距离记为d，设定最小值记为d_borrow，当d≥d_borrow时，判定允许借道，该普通公交车辆自由选择是否进入BRT车辆专用道行驶，否则普通公交车辆不得进入专用道；

(2)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道后还道的控制流程：当两者车距D小于最小安全距离d_save，向BRT车辆前方的普通公交车辆发送还道控制指令，该普通公交车辆在设定时间T内驶出BRT车辆专用车道。

一种用所述的保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法的实现的车道资源共享系统，包括在普通公交车辆和BRT车辆上安装车载定位设备、无线网络适配器和外置天线，BRT车辆专用车道上布置网络接入点，所述无线网络适配器及外置天线与所述网络接入点无线通信连接，所述车载定位设备与公交信息处理中心无线通信连接，各个网络接入点与公交信息处理中心通信连接；所述公交信息处理中心包括：

无线局域网控制器，用于将各个车载定位设备、网络接入点形成无线局域网络；

数据库服务器，用于存储车载定位设备发送的当前公交车辆(包括普通公交车辆和BRT)的地理位置信息和车道实时数据以及车道和公交车辆的历史数据，以供查询和调用；

资源共享信息处理服务器，用以实现资源共享，具体包括：(1)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道的控制流程：依照地理位置信息，计算非BRT车辆专用道上的普通公交车辆与BRT车辆之间的距离记为d，设定最小值记为d_borrow，当d≥d_borrow时，判定允许借道，该普通公交车辆自由选择是否进入BRT车辆专用道行驶，否则普通公交车辆不得进入BRT车辆专用道；(2)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道后还道的控制流程：当两者车距D小于最小安全距离d_save，向BRT车辆前方的普通公交车辆发送还道控制指令，该普通公交车辆在设定时间T内驶出BRT车辆专用车道。

本发明的有益效果主要表现在：既避免了因对于普通公交无限制地驶入公共交通专用车道而引起的公交专用道上拥堵无序，严重影响BRT车辆通行速度的现象，也避免了因公共交通专用车道上只能BRT行驶而导致部分公共交通专用车道的资源利用率低下，出现较多的闲置路段和闲置时间的现象。而且充分考虑了各类公共交通车辆对公共交通专用车道资源的使用需求的动态性，利用车路一体化的思想根据实时车况和路况信息对公共交通车辆进行快速、准确、合理的调度，实现公共交通专用车道资源得到合理配置，并起到智能管控的作用。

附图说明

图1是设备组成及安装位置图。

图2是各组成设备间的工作关系及所实现功能图。

图3是公共交通专用车道资源共享方法的通信网络图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1～图3，一种保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享方法，保证BRT优先的前提下，普通公交车辆可按以下管控规则进入BRT专用道行驶：(1)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道的控制流程：依照地理位置信息，计算非BRT车辆专用道上的普通公交车与BRT车辆之间的距离记为d，设定最小值记为d_borrow，当d≥d_borrow时，判定允许借道，该普通公交车辆自由选择是否进入专用道行驶，否则普通公交车不得进入专用道；(2)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道后还道的控制流程：当两者车距D小于最小安全距离d_save，向BRT车辆前方的普通公交车发送还道控制指令，该普通公交车辆在设定时间T内驶出BRT车辆专用车道。

实施例2

一种保证快速公交优先的公共交通专用车道资源共享系统，包括在普通公交车辆和BRT车辆上安装车载定位设备、无线网络适配器和外置天线，BRT车辆专用车道上布置网络接入点，所述无线网络适配器及外置天线与所述网络接入点无线通信连接，所述车载定位设备与公交信息处理中心无线通信连接，各个网络接入点与公交信息处理中心通信连接；所述公交信息处理中心包括：

无线局域网控制器，用于将各个车载定位设备、网络接入点形成无线局域网络；

数据库服务器，用于存储车载定位设备发送的当前公交车辆(包括普通公交车辆和BRT)的地理位置信息和车道实时数据以及车道和公交车辆的历史数据，以供查询和调用；

资源共享信息处理服务器，用以实现资源共享，具体包括：(1)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道的控制流程：依照地理位置信息，计算非BRT车辆专用道上的普通公交车辆与BRT车辆之间的距离记为d，设定最小值记为d_borrow，当d≥d_borrow时，判定允许借道，该普通公交车辆自由选择是否进入BRT车辆专用道行驶，否则普通公交车辆不得进入BRT车辆专用道；(2)、普通公交车辆借用BRT车辆专用车道后还道的控制流程：当两者车距D小于最小安全距离d_save，向BRT车辆前方的普通公交车辆发送还道控制指令，该普通公交车辆在设定时间T内驶出BRT车辆专用车道。

本实施例为了实现在逻辑上只有BRT单独使用公交专用道，物理上实际为BRT车辆和普通公交车辆在共享该专用车道的道路资源，利用了车路一体化思想，通过公共交通车载定位设备(如GPS定位设备等)、无线网络适配器、外置天线和埋设在车道中的环形线圈、网络接入点、外置天线及视频采集设备等获取车况及路况信息，并采用无线通信技术(如GPRS通信技术和Wi-Fi短程无线通信技术等)实现公共交通车与公交信息处理中心之间以及公共交通车与公共交通车之间的通信，在以上基础上达到公交车辆间相互协作，使专用道资源得到合理配置。具体技术方案如下：

(1)设备组成及安放位置

本方法所需设备根据设备安装的位置不同可分为车载设备、路边设备和公交信息处理中心设备三部分。其中车载设备有：①定位设备(如GPS定位设备等)，②无线网络适配器，③外置天线；路边设备有：①网络接入点，②环形线圈，③视频采集设备，④外置天线；公交信息处理中心有：①信息处理服务器，②数据库服务器，③无线局域网控制器，④工作机。如图1所示。

(2)各组成设备间的工作关系及所实现功能

各组成设备在公交专用道资源共享方法中的工作关系及实现功能见图2。

(3)通信方式的选择及通信网络的构建

本方法采用无线通信方式实现公共交通车辆直接与路边通信设备和公交信息处理中心，间接与其它公共交通车辆进行信息的交互。其中公交车与外界的通信途径主要有：

①利用无线通信技术(如GPRS通信技术)将定位设备采集到的公共交通车辆的瞬时运动状态和车辆位置即实时的经度、纬度、运动方向、车辆速度、车辆状态及报警状态等车况信息及时地发送到公交信息处理中心；

②利用无线通信技术(如Wi-Fi短程无线通信技术)与路边通信设备进行通信；

③利用借助路边设备将信息先发送给公交信息处理中心这一过渡环节实现与其它公共交通车辆间的信息传递。

在通信过程中，路边设备起到十分重要的作用：①一方面会将埋设在车道中的环形线圈及视频采集设备采集公共交通专用车道上当前实时的路况信息及时发送到公交信息处理中心；②另一方面作为公交车辆与公交信息处理中心之间实现通信的中介。整个通信网络如图3。

(4)公共交通专用车道资源共享方法的工作原理

本方法的工作原理分为普通公交车借道过程的工作原理和普通公交车还道过程的工作原理。

(4.1)普通公交车借道过程的工作原理

为方便说明，将非专用道上的普通公交车辆与该车前后在BRT车辆专用道上行驶的公交车间的距离记为d，将非专用道上的普通公交车辆能够借用专用道时d可以取到的最小值记为d_borrow。则普通公交车辆借道过程的工作原理如下：

①在全天的任何时段任何专用道路段，BRT车辆都可以行驶，而普通公交车可有条件的借用专用道。

②各公交车在行驶过程中，会利用无线通信技术(如GPRS通信技术)将定位设备采集到的公共交通车辆的瞬时运动状态和车辆位置即实时的经度、纬度、运动方向、车辆速度、车辆状态及报警状态等车况信息及时地发送到公交信息处理中心。

③再由公交信息处理中心借助路边基向在非专用道上的普通公交车辆发送其前后在公交专用道上行驶的公交车与该车距离和速度等信息。

④非专用道上行驶的普通公交车辆在接收到以上实时信息后，当d≥d_borrow时，该普通公交车上的驾驶员可根据实际情况自由选择是否进入专用道行驶，否则普通公交车不得进入专用道。

(4.2)普通公交车还道过程的工作原理

①专用道上的各公交车在行驶过程中，利用无线通信技术(如GPRS通信技术)将定位设备采集到的公共交通车辆的瞬时运动状态和车辆位置即实时的经度、纬度、运动方向、车辆速度、车辆状态及报警状态等车况信息及时地发送到公交信息处理中心。

②公交信息处理中心将对所有BRT车辆与其前方相邻普通公交车辆间的距离D进行实时监控。

③当两者车距D小于最小安全距离d_save(d_save表示普通公交车辆能够顺利驶离专用道而不与后方BRT车辆发生追尾事件)时，公交信息处理中心借助路边基向BRT车辆前方的普通公交车发送还道指令，该普通公交车辆必须在指定时间T内驶出专用道。