在城市道路交叉口快速公交信號優(yōu)先控制系統運行時(shí),考慮到車(chē)輛滿(mǎn)載率的影響,利用電子秤測重原理,設計車(chē)輛滿(mǎn)載率檢測裝置,包括穩壓器、稱(chēng)重傳感器、信號發(fā)射接收器及滿(mǎn)載率檢測器整體設計,通過(guò)設置一定重量值作為信號優(yōu)先控制實(shí)現條件,進(jìn)而實(shí)現真正意義上的交叉口信號優(yōu)先控制。
隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,汽車(chē)保有量急速上升,城市交通擁堵現象越發(fā)嚴重。為減緩我國城市交通壓力,國家、政府和相關(guān)部門(mén)都致力于尋找解決的辦法和措施,近年來(lái),不斷提倡“低碳生活,綠色出行”,優(yōu)先發(fā)展公共交通事業(yè)成為解決城市交通難題的重要途徑。
如何增強城市公共交通客運能力,提高乘客出行舒適度和便捷性成為城市交通管理者亟需解決的難題。目前,很多城市已經(jīng)大力發(fā)展快速公交(Bus Rapid Transit,BRT),其作為一種新型公共客運系統,利用現代化公交技術(shù)配合智能交通和運營(yíng)管理,開(kāi)辟公交專(zhuān)用道路,以其快速、高效且節省經(jīng)濟的公共交通模式,為解決城市交通擁堵、增加客流量、縮短旅行時(shí)間等方面做出重要貢獻。而在公共交通通行能力的計算,尤其是道路交叉口信號優(yōu)先控制系統運行中,公交車(chē)滿(mǎn)載率作為最基本的參數之一,在一定程度上影響了優(yōu)先控制結果。因此,為實(shí)現真正意義上的道路交叉口快速公交信號優(yōu)先控制,有必要對車(chē)輛滿(mǎn)載率的問(wèn)題進(jìn)行研究。
1 .滿(mǎn)載率的定義
公交車(chē)輛滿(mǎn)載率是指公共交通車(chē)輛運載乘客的平均滿(mǎn)載程度。它是衡量車(chē)輛利用程度的重要指標,同時(shí)還可作為編制行車(chē)時(shí)刻表的重要依據和提升乘車(chē)舒適性的考核標準。
在我國大多數城市,尤其是早晚高峰期,出行乘客數量遠遠大于公交車(chē)座位數量,此時(shí)可定義公交車(chē)載客率大于1,而且在大多數情況下都甚至大于2.5,因為通常探討的滿(mǎn)載率問(wèn)題與實(shí)際有差異,常用滿(mǎn)載率指標來(lái)進(jìn)行定義 。
在快速公交通行能力計算中有3種情況對公交滿(mǎn)載率進(jìn)行定義,分別是總體滿(mǎn)載率、線(xiàn)路滿(mǎn)載率、車(chē)輛滿(mǎn)載率。
?。?/span>1)總體滿(mǎn)載率。指汽車(chē)在日、月、年度的客運周轉與客運段的路程之比,數據顯示在運行時(shí)間內各個(gè)段面的平均滿(mǎn)載率。計算公式為:
在道路交叉口信號優(yōu)先控制系統中,考慮滿(mǎn)載率的設置,不僅可以避免公交車(chē)輛的資源浪費,還可減少社會(huì )車(chē)輛由于信號調整導致的交通擁堵問(wèn)題。
2.車(chē)輛滿(mǎn)載率檢測器設計
在以上3種定義中,車(chē)輛滿(mǎn)載率最為基礎,且信號優(yōu)先控制系統中也是以車(chē)輛滿(mǎn)載率為指標,該文重點(diǎn)研究車(chē)輛滿(mǎn)載率檢測模型,建立在電子秤電路原理的基礎上,通過(guò)對電子秤的電路原理圖進(jìn)行分析,認為其對汽車(chē)滿(mǎn)載率檢測的準確率非常高。滿(mǎn)載率電路圖的基本核心處理器有穩壓器、稱(chēng)重傳感器、輸入與非門(mén)反相器、數字電壓表、震蕩器、0-1進(jìn)位器、信號接收發(fā)射裝置等裝置。
2.1 穩壓器
穩壓器在電路中起到非常重要的作用,首先,可以給整個(gè)運行系統提供非常穩定的電壓;其次,能夠避免電路中各個(gè)運行系統元器件受到不穩定電流的沖擊。該文選用穩壓器型號是LM340,其不僅能夠提供比較穩定的電源,而且耗能少、體積小,安裝便捷,其電路圖如圖1所示。
2.2 稱(chēng)重傳感器
稱(chēng)重傳感器由電源、繼電器、重量開(kāi)關(guān)等組成??紤]到實(shí)際路況,分別把3個(gè)重量開(kāi)關(guān)放置在公交車(chē)前中后3個(gè)地方,不管路況如何變化,只有3個(gè)重量開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合,電路才能接通,所以采用3個(gè)串聯(lián)的重量開(kāi)關(guān)來(lái)控制整個(gè)電路的接通與閉合,當3個(gè)重量值達到額定值的時(shí)候,重量開(kāi)關(guān)就會(huì )閉合,電路就會(huì )接通,此時(shí)電路中的繼電器就得到通電,稱(chēng)重傳感器就會(huì )發(fā)出重量信息并傳輸到控制器中。采用3個(gè)串聯(lián)的重量開(kāi)關(guān)可以很好地解決路面復雜性對檢測結果的影響;而且只需要一個(gè)低電壓就可以控制高電壓的接通與斷開(kāi),可以很好地保護高電壓中的元器件,稱(chēng)重傳感器電路圖如圖2所示。
2.3 信號發(fā)射接收器
滿(mǎn)載率檢測器的發(fā)射裝置主要是由信號處理器、兩根天線(xiàn)、電感和若干個(gè)電容等組成。信號處理器主要是控制處理信號的接收與發(fā)射,天線(xiàn)負責信號的接收和發(fā)送,電感和電容是控制電路的信號的穩定運行。選擇該裝置的原因是:整個(gè)裝置體積??;只需要一個(gè)振蕩器就可控制與處理信號的接收與輸出;信號的傳送速度比較快,做到實(shí)時(shí)信號的接收與傳送,提高了整個(gè)裝置的工作效率。其電路圖如圖3所示。
2.4 檢測器整體設計
穩壓器提供給檢測器穩定的電壓以滿(mǎn)足整個(gè)檢測器的運行,當稱(chēng)重傳感器上的3個(gè)重量開(kāi)關(guān)達到設定值的時(shí)候,重量開(kāi)關(guān)就會(huì )接通,稱(chēng)重傳感器輸出信號給數字電壓表處理器,信號經(jīng)處理后輸出給震蕩器和0-1信號進(jìn)位器,當信號顯示是0的時(shí)候,信號不發(fā)出,當信號顯示1時(shí),信號傳輸給信號發(fā)射裝置,發(fā)射裝置處理后以無(wú)線(xiàn)電發(fā)送到信號識別系統,其整體電路圖如圖4所示。
3.滿(mǎn)載率的應用
假設快速公交車(chē)上的乘客平均重量是60 kg/人,公交車(chē)額定座位有35個(gè),包括司機在內,那么給公交車(chē)能達到快速通過(guò)信號交叉口設置一個(gè)值(條件),根據以上假設,該值假設設置為質(zhì)量為2100 kg,也就是說(shuō)當重量檢測器的值達到設定值的時(shí)候,就會(huì )發(fā)出信號,申請優(yōu)先通行。
信號優(yōu)先權示意圖如圖5所示。
4.結語(yǔ)
該文采用質(zhì)量測量計數設計實(shí)現公交滿(mǎn)載率的檢測,可以對乘客上下車(chē)進(jìn)行加減計數。當乘客上了車(chē)輛時(shí)進(jìn)行質(zhì)量加法計數,當乘客車(chē)輛下車(chē)后進(jìn)行減法計數,得到數據后傳輸到信號控制中心,當數據達到額定值時(shí),可以?xún)?yōu)先通行,否則沒(méi)有優(yōu)先通行權,快速公交滿(mǎn)載率的檢測方法研究在一定意義上對交叉口信號優(yōu)先控制提供了技術(shù)支持。