本发明涉及一种智能交通领域，尤其涉及一种公交车道借道使用调度方法及其系统。
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调度方法及其系统，基于预约的方式为非公交车辆使用公交车道提供合理的分配，在确保公交优先通行时，能够对公交车道进行合理利用，从而避免道路资源的浪费，而且能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵。
本发明提供的一种公交车道借道使用调度方法，包括如下步骤:
s1.车辆用户向交管部门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；
s2.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段可用；否则进入到步骤s3中；
s3.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤s4中；
s4.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤s5；
s5.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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。
进一步，步骤s4中，道路饱和度根据如下方法确定：
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；
预测目标公交车道所在道路在车道使用时间内的交通流量q，并计算饱和度b：b＝q/cp。
进一步，步骤s5中，根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比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；
将目标车辆的行驶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
进一步，还包括步骤s5:提示非预约车辆驶离公交车道：
由设置于公交车的车载rfid终端采集公交车道内的车辆信息；
判断公交车道内的车辆是否为公交车道使用预约车辆，如否，则通过设置于公交车的车载提示器提示车辆驶离公交车道；
当车载提示器进行提示后，未预约的车辆仍未驶离，则将该车辆的信息上传交管平台。
相应地，本发明还提供了一种公交车道借道使用调度系统，包括rfid采集器、电子标签、用户终端以及调度服务器；
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；
所述道路rfid采集器，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，如否，则向用户反馈预约失败信息。
进一步，所述调度服务器根据如下方法判断车辆是否预约成功：
a.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段免费可用；否则进入到步骤b中；
b.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤c中；
c.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤d；
d.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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。
进一步，调度服务器根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比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；
将目标车辆的行驶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
进一步，还包括设置于公交车的车载rfid采集器、车载提示器以及车载处理器；
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。
本发明的有益效果：通过本发明，基于预约的方式为非公交车辆使用公交车道提供合理的分配，在确保公交优先通行时，能够对公交车道进行合理利用，从而避免道路资源的浪费，而且能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵。
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：
本发明提供的一种公交车道借道使用调度方法，包括如下步骤:
s1.车辆用户向交管部门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；
s2.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段免费可用；否则进入到步骤s3中；
s3.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤s4中；其中，特种车辆包括消防车、急救车、抢险车、警务车等；
s4.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤s5；
s5.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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，通过本发明，基于预约的方式为非公交车辆使用公交车道提供合理的分配，在确保公交优先通行时，能够对公交车道进行合理利用，从而避免道路资源的浪费，而且能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵。
本实施例中，步骤s4中，道路饱和度根据如下方法确定：
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；
预测目标公交车道所在道路在车道使用时间内的交通流量q，并计算饱和度b：b＝q/cp，其中，交通流量q预测是通过历史数据进行预测，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s5中，根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比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；
将目标车辆的行驶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
本实施例中，还包括步骤s5:提示非预约车辆驶离公交车道：
由设置于公交车的车载rfid终端采集公交车道内的车辆信息；
判断公交车道内的车辆是否为公交车道使用预约车辆，如否，则通过设置于公交车的车载提示器提示车辆驶离公交车道；
当车载提示器进行提示后，未预约的车辆仍未驶离，则将该车辆的信息上传交管平台，通过上述方法，能够对非预约而占用公交车道进行流动的监测，一方面提示非预约而使用公交车道的车辆驶离公交车道，另一方面，为对这些车辆的惩罚提供依据。
相应地，本发明还提供了一种公交车道借道使用调度系统，包括rfid采集器、电子标签、用户终端以及调度服务器；
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；
所述道路rfid采集器，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，如否，则向用户反馈预约失败信息。通过上述系统，基于预约的方式为非公交车辆使用公交车道提供合理的分配，在确保公交优先通行时，能够对公交车道进行合理利用，从而避免道路资源的浪费，而且能够有效的环节公交车道设置所带来的拥堵。
具体地，所述调度服务器根据如下方法判断车辆是否预约成功：
a.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段免费可用；否则进入到步骤b中；
b.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤c中；
c.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤d；
d.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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。
调度服务器根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比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；
将目标车辆的行驶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
本实施例中，还包括设置于公交车的车载rfid采集器、车载提示器以及车载处理器；
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；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，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服务平台，对其进行相应的交通处罚。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。
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。
1.一种公交车道借道使用调度方法，其特征在于：包括如下步骤:
s1.车辆用户向交管部门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；
s2.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段可用；否则进入到步骤s3中；
s3.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤s4中；
s4.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤s5；
s5.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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。
2.根据权利要求1所述公交车道借道使用调度方法，其特征在于：步骤s4中，道路饱和度根据如下方法确定：
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；
预测目标公交车道所在道路在车道使用时间内的交通流量q，并计算饱和度b：b＝q/cp。
3.根据权利要求1所述公交车道借道使用调度方法，其特征在于：步骤s5中，根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比δ＝ta/tt。
4.根据权利要求3所述公交车道借道使用调度方法，其特征在于：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；
将目标车辆的行驶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
5.根据权利要求1所述公交车道借道使用调度方法，其特征在于：还包括步骤s5:提示非预约车辆驶离公交车道：
由设置于公交车的车载rfid终端采集公交车道内的车辆信息；
判断公交车道内的车辆是否为公交车道使用预约车辆，如否，则通过设置于公交车的车载提示器提示车辆驶离公交车道；
当车载提示器进行提示后，未预约的车辆仍未驶离，则将该车辆的信息上传交管平台。
6.一种公交车道借道使用调度系统，其特征在于：包括rfid采集器、电子标签、用户终端以及调度服务器；
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；
所述道路rfid采集器，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，如否，则向用户反馈预约失败信息。
7.根据权利要求6所述公交车道借道使用调度系统，其特征在于：所述调度服务器根据如下方法判断车辆是否预约成功：
a.判断公交车道使用申请中的车道使用时间是否处于节假日或者非通勤时段，如为节假日或者非通勤时段，则向车辆用户反馈公交车道节假日以及非通勤时段免费可用；否则进入到步骤b中；
b.判断公交车道使用申请中的车辆使用性质，如果车辆为特种车辆，则直接通过申请，否则，进入步骤c中；
c.计算公交车道所在道路的饱和度，并将饱和度与设定饱和度阈值比较，如果饱和度大于设定饱和度阈值，则拒绝非特种车辆的使用申请，否则，进入步骤d；
d.计算公交车道使用申请中的车辆对于公交车道所在道路的刚需比，并将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。
8.根据权利要求7所述公交车道借道使用调度系统，其特征在于：调度服务器根据如下方法确定非特种车辆的刚需比：
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；
计算非特种车辆的刚需比δ＝ta/tt。
9.根据权利要求8所述公交车道借道使用调度系统，其特征在于：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；
将目标车辆的行驶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
10.根据权利要求6所述公交车道借道使用调度系统，其特征在于：还包括设置于公交车的车载rfid采集器、车载提示器以及车载处理器；
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。
技术总结