一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法
【專利摘要】一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，屬于道路交通控制【技術(shù)領(lǐng)域】。包括的步驟：采集高密度路網(wǎng)地區(qū)的道路設(shè)施數(shù)據(jù)、公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、非機動車運營數(shù)據(jù)以及行人過街最長紅燈等待時間；建立高密度路網(wǎng)地區(qū)信號控制方案的目標(biāo)函數(shù)；計算公交車輛在公交站點的?？繒r間以及當(dāng)無交叉口紅燈停車影響時在公交站點間的行駛時間；設(shè)定公交車輛綠波通行、非機動車正常行駛、行人過街以及社會車輛穩(wěn)定通行的約束條件；求解目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。優(yōu)點：可實現(xiàn)高密度路網(wǎng)地區(qū)公共交通系統(tǒng)和社會交通系統(tǒng)通行效率的最大化。
【專利說明】一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路交通控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高密度路網(wǎng)是道路窄而稠密的正交棋盤式道路網(wǎng)絡(luò)，道路間距約在100-300米之間，具有交叉口間距小、路段長度短、路網(wǎng)密度大的特點。高密度路網(wǎng)地區(qū)的車輛在經(jīng)過每個交叉口時，均可根據(jù)道路實際交通狀況和出行目的，自由地選擇不同的路徑到達(dá)目的地，有效解決了傳統(tǒng)等級路網(wǎng)體系將交通匯集到干道來實現(xiàn)交通疏導(dǎo)的瓶頸問題。良好的路網(wǎng)連接性和出行路徑選擇性，使高密度路網(wǎng)建設(shè)成為城市路網(wǎng)建設(shè)的主要模式之一。高密度路網(wǎng)一般分布在商業(yè)發(fā)達(dá)的中心城區(qū)，人口密集、交通流量極大，是公共交通系統(tǒng)覆蓋的主要區(qū)域。目前，高密度路網(wǎng)地區(qū)所使用的交叉口信號控制方法主要有兩種:一種是對單個交叉口分別實施信號控制，由于交叉口密集且路網(wǎng)各個方向的交通流分布均勻，因此對單個交叉口分別實施信號控制通常會擾亂路網(wǎng)中的交通流，使車輛時走時停；另一種是選擇一條或若干條平行道路實施干道綠波控制，交通信號綠波控制一般是指通過對一條主干道中若干個連續(xù)交叉口交通信號間的協(xié)調(diào)控制，使車輛在通過時能連續(xù)獲得一路綠燈，要使綠波控制充分發(fā)揮作用，除了需要建立良好的城市道路的網(wǎng)絡(luò)分流，還需要對非機動車和行人進(jìn)行交通綜合治理，上述綠波控制在實際運用過程中存在缺點:不利于其相交方向的道路交通流運行，嚴(yán)重時還會引發(fā)擁堵，這樣自然不能保證公交車輛較高的通行效率和運營準(zhǔn)點率，給公交服務(wù)水平的提升和公交出行競爭力的提高帶來極大困難。
[0003]鑒于上述已有技術(shù)，本 申請人:對高密度路網(wǎng)地區(qū)公交站間的綠波信號控制方法作了有益的改進(jìn)，下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，可實現(xiàn)高密度路網(wǎng)地區(qū)公共交通系統(tǒng)和社會交通系統(tǒng)通行效率的最大化。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣來達(dá)到的，一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于包括如下步驟:
[0006](A)采集高密度路網(wǎng)地區(qū)的道路設(shè)施數(shù)據(jù)、公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、非機動車運營數(shù)據(jù)以及行人過街最長紅燈等待時間；
[0007](B)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，建立高密度路網(wǎng)地區(qū)信號控制方案的目標(biāo)函數(shù)；
[0008](C)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，計算公交車輛在公交站點的停靠時間以及當(dāng)無交叉口紅燈停車影響時在公交站點間的行駛時間；
[0009](D)結(jié)合步驟(C)的計算結(jié)果，設(shè)定確保公交車輛在高密度路網(wǎng)地區(qū)作綠波通行的約束條件；[0010](E)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和非機動車運營數(shù)據(jù)，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)非機動車正常行駛的約束條件；
[0011](F)根據(jù)步驟㈧采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和和行人過街最長紅燈等待時間，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)行人過街的約束條件；
[0012](G)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)社會車輛穩(wěn)定通行的約束條件；
[0013](H)根據(jù)步驟⑶~步驟(G)設(shè)定的約束條件，求解步驟⑶所述的目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。
[0014]在本發(fā)明的一個具體的實施例中，所述的道路設(shè)施數(shù)據(jù)包括高密度路網(wǎng)地區(qū)橫向道路長度Lew、橫向道路寬度Dew、縱向道路長度Lsn以及縱向道路寬度Dsn ;所述的公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)包括橫向道路公交站點間距1EW、縱向道路公交站點間距Isn、橫向道路公交站點歷史客流量qEW、縱向道路公交站點歷史客流量qSN、站點乘客平均上下車時間Y、公交車輛理想行駛速度Vbus、橫向道路公交車流中第一輛車與最后一輛車的車頭時距ATew以及縱向道路公交車流中第一輛車與最后一輛車的車頭時距ATsn ;社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)包括社會車輛橫向單車道平均交通流量Qew、社會車輛縱向單車道平均交通流量Qsn、社會車輛理想行駛速度V.以及社會車輛最短理想行駛距離Lmin ;非機動車運營數(shù)據(jù)包括非機動車能接受的交叉口最長紅燈等待時間Wbilre和非機動車平均行駛速度Vbike。
[0015]在本發(fā)明的另 一個具體的實施例中，所述的步驟(B)包括如下步驟:
[0016](BI)建立交通流量最大的目標(biāo)函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于包括如下步驟: (A)采集高密度路網(wǎng)地區(qū)的道路設(shè)施數(shù)據(jù)、公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)、非機動車運營數(shù)據(jù)以及行人過街最長紅燈等待時間； (B)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，建立高密度路網(wǎng)地區(qū)信號控制方案的目標(biāo)函數(shù)； (C)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，計算公交車輛在公交站點的?？繒r間以及當(dāng)無交叉口紅燈停車影響時在公交站點間的行駛時間； (D)結(jié)合步驟(C)的計算結(jié)果，設(shè)定確保公交車輛在高密度路網(wǎng)地區(qū)作綠波通行的約束條件； (E)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和非機動車運營數(shù)據(jù)，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)非機動車正常行駛的約束條件； (F)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和和行人過街最長紅燈等待時間，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)行人過街的約束條件； (G)根據(jù)步驟(A)采集到的道路設(shè)施數(shù)據(jù)和社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)，設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)社會車輛穩(wěn)定通行的約束條件； (H)根據(jù)步驟(D)~步 驟(G)設(shè)定的約束條件，求解步驟(B)所述的目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的道路設(shè)施數(shù)據(jù)包括高密度路網(wǎng)地區(qū)橫向道路長度Lew、橫向道路寬度Dew、縱向道路長度Lsn以及縱向道路寬度Dsn ;所述的公共交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)包括橫向道路公交站點間距Iew、縱向道路公交站點間距Isn、橫向道路公交站點歷史客流量_、縱向道路公交站點歷史客流量qSN、站點乘客平均上下車時間Y、公交車輛理想行駛速度Vbus、橫向道路公交車流中第一輛車與最后一輛車的車頭時距ATew以及縱向道路公交車流中第一輛車與最后一輛車的車頭時距ATsn ;社會交通系統(tǒng)運營數(shù)據(jù)包括社會車輛橫向單車道平均交通流量Qew、社會車輛縱向單車道平均交通流量Qsn、社會車輛理想行駛速度Vcot以及社會車輛最短理想行駛距離Lmin ;非機動車運營數(shù)據(jù)包括非機動車能接受的交叉口最長紅燈等待時間Wbike和非機動車平均行駛速度Vbilre。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(B)包括如下步驟: (BI)建立交通流量最大的目標(biāo)函數(shù)
η _ Qri1.GEir , Qs\ \ ^ ^ ~ —I 7~~ 77~
uEW /-uSN/ ，
Aar Ac, 其中，Gew為高密度路網(wǎng)地區(qū)橫向直行相位綠燈時長，Gsn為高密度路網(wǎng)地區(qū)縱向直行相位綠燈時長； (Β2)建立通行效率最1?的目標(biāo)函數(shù) P _ mQzriinQsw , nMAX ~ ^7 77 7—
kjSN 1^EW /kjEW Lsn /
A, /Kar其中，m為高密度路網(wǎng)地區(qū)橫向道路交叉口數(shù)量，η為高密度路網(wǎng)地區(qū)縱向道路交叉口數(shù)量； (Β3)基于步驟(BI)和步驟(Β2)，建立高密度路網(wǎng)地區(qū)信號控制方案的目標(biāo)函數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(C)包括如下步驟: (Cl)建立橫向道路公交車輛站點?？繒r間Sew和縱向道路公交車輛站點?？繒r間Ssn的計算模型
Sew — Y (Qew+ 3 ) tI
Ssn 一 Y (Qsn+ ^ ) n> 其中，δ為零均值的正態(tài)白噪聲，η為客流預(yù)測安全系數(shù)且Π > I ; (C2)建立無交叉口紅燈停車影響時公交車輛在橫向道路公交站點間的行駛時間Tew以及在縱向道路公交站點間的行駛時間Tsn的計算模型
Tew — Lew/Vbus
Tsn — Lsn/V^s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(D)包括如下步驟: (Dl)設(shè)定公交車輛在交叉口紅燈時刻完成公交站點乘客上下車的約束條件，其中，完成橫向道路公交站點乘客上下車的約束條件為Gew ^ Ssn+ Δ Tsn, 完成縱向道路公交站點乘客上下車的約束條件為 Gsn ^ Sew+ Δ Tew ； (D2)設(shè)定公交車輛在高密度路網(wǎng)地區(qū)綠波通行的約束條件，其中，橫向道路上綠波通行的約束條件為Gew ^ Tew+ Δ Tew, 縱向道路上綠波通行的約束條件為
Gsn ^ Ssn+ Δ Tsn。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(E)包括設(shè)定橫向道路非機動車正常行駛的約束條件
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(F)包括如下步驟: (Fl)設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)紅燈時長須小于行人在交叉口能接受的最長紅燈等待時間； (F2)設(shè)定高密度路網(wǎng)地區(qū)的紅燈時長須滿足行人最小過街時間，其中，在橫向道路上設(shè)定有
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高密度路網(wǎng)條件下的公交綠波信號控制方法，其特征在于所述的步驟(G)包括設(shè)定橫向道路社會車輛穩(wěn)定通行的約束條件
GewVc ar3Lmin， 以及設(shè)定縱向道路社會車輛穩(wěn)定通行的約束條件
GsNVcar3Lmin。
【文檔編號】G08G1/081GK103927888SQ201410172398
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】趙顗, 王自成 申請人:江蘇子揚交通科技有限公司