本發(fā)明涉及一種信號協(xié)調(diào)配時方法，特別是涉及一種潮汐交通流作用下的城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，屬于交通信號控制
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著城市道路交通擁堵程度的不斷加劇，越來越多城市開始大力發(fā)展公共交通，并通過在干線交叉口處增加公交車輛通行時間來提升城市快速路主交通流向的通行效率。然而，僅將快速路每個交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方案簡單組合并不能很好的提升整條快速路的通行效果，需要充分考慮各交叉口信號配時方案的相互協(xié)調(diào)。另外，快速路的公交?？空緦⒃诤艽蟪潭壬嫌绊懴噜徑徊婵诘能嚵鬟\行特征，特別是影響上游交叉口的公交車流的運行特征。所以，十分需要分析交叉口與下游?？空局g的相互作用影響，并綜合考慮其影響下的交叉口公交優(yōu)先信號配時方案。因此，在開展城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方面的研究時，需要重點考慮車流在快速路各交叉口之間、及在交叉口與停靠站之間相互作用的影響。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，能大幅降低快速路主車流在各交叉口處的等待延誤，提高整體通行效率，特別適用于潮汐交通流情況，極具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，包括以下步驟：1)控制區(qū)域劃分并編號；按照交叉口下游是否有公交?？空荆瑢⒊毕煌髯饔孟碌某鞘锌焖俾穭澐譃閮深惪刂茀^(qū)域，分別為A類控制區(qū)和B類控制區(qū)；并按照城市快速路的主交通流流向，對A類控制區(qū)和B類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號；2)搭建交通特征數(shù)據(jù)集；對于潮汐交通流作用下的城市快速路，需搭建城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集；對于兩類控制區(qū)域，分別搭建A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集；3)確定交叉口初始信號配時方案；包括各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)、各交叉口的初始信號控制周期、各交叉口的各相位初始綠燈時間的確定；4)對于兩類控制區(qū)域，分別構(gòu)建交叉口公交優(yōu)先信號配時模型并對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；5)確定交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方案；利用“試值法”確定各交叉口的公交優(yōu)先綠燈通行時間、各交叉口的各相位綠燈通行時間；6)確定交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案；根據(jù)交叉口初始信號配時方案中各交叉口的初始信號控制周期，選取最大信號控制周期作為交叉口統(tǒng)一信號控制周期，確定各交叉口的統(tǒng)一信號下公交優(yōu)先相位綠燈通行時間、各交叉口的統(tǒng)一信號下各相位綠燈通行時間，并采用“時空軌跡圖”法確定各交叉口之間的相位差。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟1)中的A類控制區(qū)為交叉口下游沒有?？空镜某鞘锌焖俾穮^(qū)域、A類控制區(qū)內(nèi)包含下游沒有?？空镜慕徊婵冢珺類控制區(qū)為交叉口下游有停靠站的城市快速路區(qū)域、B類控制區(qū)內(nèi)包含下游有?？空镜慕徊婵诤臀挥谠摻徊婵谙掠蔚耐？空?；對A類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號，是將A類控制區(qū)中下游沒有停靠站的交叉口依次記為其中i表示A類控制區(qū)中下游沒有?？空镜慕徊婵诘膫€數(shù)，i為自然數(shù)；對B類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號，是將B類控制區(qū)中下游有停靠站的交叉口和位于該交叉口下游的?？空疽来斡洖槠渲衘表示B類控制區(qū)中下游有?？空镜慕徊婵诤臀挥谠摻徊婵谙掠蔚耐？空镜膫€數(shù)，j為自然數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟2)搭建交通特征數(shù)據(jù)集，具體為，2-1)對于潮汐交通流作用下的城市快速路，需搭建城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集；城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集包括相鄰交叉口之間的間距，交叉口與?？空局g的間距，快速路主流向車流在相鄰交叉口之間運行的平均速度，快速路主流向車流在交叉口與停靠站之間運行的平均速度；2-2)對于兩類控制區(qū)域，分別搭建A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集；A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集包括A類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集；B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集包括B類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集和交叉口下游的停靠站交通特征數(shù)據(jù)集；將A類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集統(tǒng)一列為交叉口交通特征數(shù)據(jù)集；交叉口交通特征數(shù)據(jù)集中的各類信息按照交叉口進(jìn)口道方向分車道進(jìn)行采集，交叉口下游的停靠站交通特征數(shù)據(jù)集中的各類信息按照各?？抗痪€路分班次進(jìn)行采集；將交叉口交通特征數(shù)據(jù)集記為I，I＝{qIg,qIt,OIg,OIt}，其中，qIg、qIt分別表示交叉口處單位時間內(nèi)的非優(yōu)先通行車輛流量與優(yōu)先通行公交車輛流量，OIg、OIt分別表示調(diào)查時間與車流量調(diào)查時段保持一致情況下的交叉口范圍內(nèi)的非優(yōu)先通行車輛車均載客人數(shù)和優(yōu)先通行公交車輛車均載客人數(shù)；所述非優(yōu)先通行車輛包括社會車輛和非優(yōu)先通行公交車輛，統(tǒng)計非優(yōu)先通行公交車輛的流量需按照換乘成當(dāng)量小汽車、即一輛非優(yōu)先通行公交車輛相當(dāng)于2輛小汽車進(jìn)行統(tǒng)計；將交叉口下游的?？空窘煌ㄌ卣鲾?shù)據(jù)集記為S，S＝{TSa,TSd,PSb,PSa,OSt,f(t),h(t)}，其中，TSa、TSd分別表示單位時間在?？空就？康墓卉囕v的到站時間和離站時間，PSb、PSa分別表示公交車輛進(jìn)站時的乘客上車數(shù)量和乘客下車數(shù)量，OSt表示交叉口下游的?？空咎幑卉囕v載客人數(shù)，f(t)、h(t)分別表示候車乘客到站分布函數(shù)和候車乘客離站登車分布函數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟3)確定交叉口初始信號配時方案，具體為，3-1)設(shè)定各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)為：主路方向直行，主路方向左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，支路方向直行，支路方向左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)；其中，支路方向垂直于主路方向；若主路方向右轉(zhuǎn)與主路方向直行共用外側(cè)車道、或支路方向右轉(zhuǎn)與支路方向直行共用外側(cè)車道、或主路方向直行車流飽和度大于主路方向左轉(zhuǎn)車流飽和度、或支路方向直行車流飽和度大于支路方向左轉(zhuǎn)車流飽和度時，則改變所設(shè)定的各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)，將主路方向左轉(zhuǎn)和支路方向左轉(zhuǎn)的信號分別單獨成為一個相位，主路方向直行和主路方向右轉(zhuǎn)的信號合成一個相位，支路方向直行和支路方向右轉(zhuǎn)的信號合成一個相位，得到各交叉口的改變后初始信號相位結(jié)構(gòu)為：主路方向直行、右轉(zhuǎn)，主路方向左轉(zhuǎn)，支路方向直行、右轉(zhuǎn)，支路方向左轉(zhuǎn)；3-2)用Webster法確定各交叉口的初始信號控制周期C，計算公式為，其中，k為交叉口的第k個相位，K為交叉口的相位總數(shù)量，k和K均為自然數(shù)；為第k相位的初始關(guān)鍵車流飽和度，關(guān)鍵車流飽和度是指該相位多股車流中飽和度最大的那股車流的飽和度；X為各相位初始關(guān)鍵車流飽和度之和；L表示信號周期的損失時間；3-3)確定各交叉口的各相位初始綠燈時間，計算公式為，其中，Yk為周期內(nèi)第k相位的黃燈時間。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述信號周期的損失時間L取3-4秒。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟4)對于兩類控制區(qū)域，分別構(gòu)建交叉口公交優(yōu)先信號配時模型并對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，具體為，4-1)對于A類控制區(qū)，將以A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤D(UA)最小為該控制區(qū)內(nèi)交叉口公交優(yōu)先信號配時方案的控制目標(biāo)，即得A類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型為，其中，DI為交叉口處乘客總延誤，DIg為非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤，DIt為優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤；通過分析交叉口車道車流飽和度情況，建立A類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型的約束條件，其中，λk表示交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的信號配時綠信比；表示交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的車輛飽和度；其中，表示單位時間內(nèi)信號周期的第k相位實際通行的車道的交通量，表示單位時間內(nèi)信號周期的第k相位所允許通行的車道的通行能力，取1800pcu/h·lane；4-2)對于B類控制區(qū)，將以B類控制區(qū)內(nèi)交叉口與下游停靠站所有乘客出行延誤D(UB)最小為該控制區(qū)內(nèi)交叉口公交優(yōu)先信號配時方案的控制目標(biāo)，即得B類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型為，其中，DS為交叉口下游公交?？空咎幊丝涂傃诱`，DSo為交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`，DSi為交叉口下游公交停靠站處公交車輛內(nèi)乘客的等待延誤；通過分析交叉口車道車流飽和度情況，建立B類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型的約束條件，4-3)分別計算非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤DIg和優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤DIt；4-3-1)通過計算信號控制交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛車均延誤確定單位時間內(nèi)非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤DIg，其中，表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛流量；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛車均載客人數(shù)；C表示各交叉口的初始信號控制周期；L表示信號周期的損失時間；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛飽和度；gk表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的綠燈通行時間；4-3-2)通過計算信號控制交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的公交優(yōu)先通行相位第b相位中優(yōu)先通行的公交車輛車均延誤確定單位時間內(nèi)優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤DIt，其中，b∈K，b為自然數(shù)；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛流量；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛車均載客人數(shù)；λb表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的信號配時綠信比；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛飽和度；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的公交優(yōu)先相位所允許通行的公交車道的通行能力，取900bus/h·lane；gb表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的公交優(yōu)先相位的綠燈通行時間；4-4)利用圖解法，分別計算交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`DSo和交叉口下游公交停靠站處公交車輛內(nèi)乘客的等待延誤DSi；4-4-1)通過分析公交停靠站處候車乘客數(shù)量變化情況，利用圖解法計算單位時間內(nèi)的交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`DSo，其中，m為第m條公交線路，M為公交線路的總數(shù)量，m和M均為自然數(shù)；n為第n輛公交車，N為公交車的總數(shù)量，n和N均為自然數(shù)；表示在交叉口下游公交?？空咎幍却趍條公交線路的第n輛公交車的乘客候車延誤；分別表示第m條公交線路的第n-1輛、第n輛公交車在交叉口下游公交?？空咎幍碾x站時刻；表示第m條公交線路第n輛公交車在交叉口下游公交?？空咎幍牡秸緯r刻；fmn(t)、hmn(t)分別表示在交叉口下游公交停靠站處等待第m條公交線路的第n輛公交車的乘客到站、離站登車分布函數(shù)；4-4-2)通過分析公交車輛在?？空就？科陂g車內(nèi)乘客數(shù)量變化情況，利用圖解法計算單位時間內(nèi)的交叉口下游公交?？空咎幑卉囕v內(nèi)乘客的等待延誤DSi，其中，表示交叉口下游公交?？空咎幍趍條公交線路的第n輛公交車內(nèi)乘客的等待延誤；表示第m條公交線路的第n輛公交車進(jìn)入交叉口下游公交停靠站時的載客人數(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟5)確定交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方案，具體為，5-1)以步驟3)所確定的各交叉口的各相位初始綠燈時間gk(0)作為信號配時方案第k相位綠燈時間的初始值gk，即gk＝gk(0)；5-2)計算此時控制區(qū)域內(nèi)交叉口所有乘客出行總延誤D(U)；D(U)＝∑D(UA)+∑D(UB)，其中，D(UA)為A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤，D(UB)為B控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤；5-3)開始試值，令其中，為試值過程中公交優(yōu)先相位綠燈時間，gb為初始階段公交公交優(yōu)先相位綠燈時間；并計算試值過程中各相位社會車輛通行綠燈時間其中，C為各交叉口的初始信號控制周期，Y為信號周期內(nèi)所有黃燈時間之和；5-4)計算此時控制區(qū)域內(nèi)交叉口各進(jìn)口道車流飽和度情況其中，表示試值過程中交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的車輛飽和度；表示試值過程中交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的信號配時綠信比；如果就終止試值，此時的gb即為優(yōu)化的交叉口公交優(yōu)先綠燈通行時間、gk即為優(yōu)化的交叉口第k相位的綠燈通行時間；否則繼續(xù)執(zhí)行步驟5-5)；5-5)計算新信號配時方案條件下控制區(qū)域內(nèi)交叉口所有乘客出行總延誤其中，為新信號配時方案條件下A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤，為新信號配時方案條件下B控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤；如果就終止試值，此時的gb即為優(yōu)化的交叉口公交優(yōu)先綠燈通行時間；否則，令并轉(zhuǎn)至步驟5-3)繼續(xù)進(jìn)行試值，直至確定最終優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟6)確定交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案，具體為，6-1)根據(jù)交叉口初始信號配時方案中各交叉口的初始信號控制周期，選取最大信號控制周期作為交叉口統(tǒng)一信號控制周期C(C)，6-2)確定各交叉口的統(tǒng)一信號下公交優(yōu)先相位綠燈通行時間gb(C)、各交叉口的統(tǒng)一信號下各相位綠燈通行時間gk(C)，其中，C為各交叉口的初始信號控制周期，gb為步驟5)所確定的交叉口的公交優(yōu)先綠燈通行時間，gk為步驟5)所確定的交叉口的各相位綠燈通行時間；6-3)采用“時空軌跡圖”法確定各交叉口之間的相位差，保證連續(xù)交叉口中公交優(yōu)先綠燈通行時間最小的交叉口的綠燈時間成為該城市快速路協(xié)調(diào)的公交優(yōu)先綠燈時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：本發(fā)明提供的一種城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，將潮汐交通流作用下的城市快速路劃分為兩類控制區(qū)域，分析控制區(qū)域各交叉口之間的相互協(xié)調(diào)作用，確定交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案，從而有效避免僅片面研究單一交叉口公交優(yōu)先配時而忽略整條線路各交叉口之間相互影響的情況；因此，本發(fā)明的公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，能更加真實的反映潮汐交通流作用下城市快速路車流在各交叉口之間的運行特征，能大幅降低快速路主車流在各交叉口處的等待延誤，提高整體通行效率及地面公共交通運行服務(wù)水平。上述內(nèi)容僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。附圖說明圖1是本發(fā)明的流程圖；圖2是本發(fā)明步驟4)中公交停靠站處候車乘客的等待延誤“圖解法”計算示意圖；圖3是本發(fā)明步驟4)中公交?？空咎幑卉囕v內(nèi)乘客的等待延誤“圖解法”計算示意圖；圖4是本發(fā)明步驟5)中“試值法”求解流程圖；圖5是本發(fā)明步驟6)中“時空軌跡圖”示意圖；圖6是本發(fā)明實施例的城市快速路平面布局圖；圖7是本發(fā)明實施例的城市快速路控制區(qū)域劃分及編號圖(包含區(qū)段間距和平均車速)；圖8是本發(fā)明實施例的#1交叉口平面布局及初始信號配時方案；圖9是本發(fā)明實施例的#2交叉口平面布局及初始信號配時方案；圖10是本發(fā)明實施例的#3交叉口平面布局及初始信號配時方案；圖11是本發(fā)明實施例的#4交叉口平面布局及初始信號配時方案；圖12是本發(fā)明實施例的#5交叉口平面布局及初始信號配時方案；圖13是本發(fā)明實施例的潮汐交通流作用下城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案。具體實施方式下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明提供一種城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法，如圖1所示，包括以下步驟：1)控制區(qū)域劃分并編號；按照交叉口下游是否有公交?？空?，將潮汐交通流作用下的城市快速路劃分為兩類控制區(qū)域，分別為A類控制區(qū)和B類控制區(qū)；并按照城市快速路的主交通流流向，對A類控制區(qū)和B類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號。A類控制區(qū)為交叉口下游沒有?？空镜某鞘锌焖俾穮^(qū)域、A類控制區(qū)內(nèi)包含下游沒有?？空镜慕徊婵冢珺類控制區(qū)為交叉口下游有?？空镜某鞘锌焖俾穮^(qū)域、B類控制區(qū)內(nèi)包含下游有?？空镜慕徊婵诤臀挥谠摻徊婵谙掠蔚耐？空?；對A類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號，是將A類控制區(qū)中下游沒有?？空镜慕徊婵谝来斡洖槠渲衖表示A類控制區(qū)中下游沒有?？空镜慕徊婵诘膫€數(shù)，i為自然數(shù)；對B類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號，是將B類控制區(qū)中下游有停靠站的交叉口和位于該交叉口下游的?？空疽来斡洖槠渲衘表示B類控制區(qū)中下游有?？空镜慕徊婵诤臀挥谠摻徊婵谙掠蔚耐？空镜膫€數(shù)，j為自然數(shù)。2)搭建交通特征數(shù)據(jù)集；對于潮汐交通流作用下的城市快速路，需搭建城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集；對于兩類控制區(qū)域，分別搭建A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集。具體為，2-1)對于潮汐交通流作用下的城市快速路，需搭建城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集；城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集包括相鄰交叉口之間的間距，交叉口與?？空局g的間距，快速路主流向車流在相鄰交叉口之間運行的平均速度，快速路主流向車流在交叉口與?？空局g運行的平均速度；2-2)對于兩類控制區(qū)域，分別搭建A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集；A類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集包括A類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集；B類控制區(qū)交通特征數(shù)據(jù)集包括B類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集和交叉口下游的?？空窘煌ㄌ卣鲾?shù)據(jù)集；將A類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集和B類控制區(qū)中的交叉口交通特征數(shù)據(jù)集統(tǒng)一列為交叉口交通特征數(shù)據(jù)集；交叉口交通特征數(shù)據(jù)集中的各類信息按照交叉口進(jìn)口道方向分車道進(jìn)行采集，交叉口下游的?？空窘煌ㄌ卣鲾?shù)據(jù)集中的各類信息按照各?？抗痪€路分班次進(jìn)行采集；將交叉口交通特征數(shù)據(jù)集記為I，I＝{qIg,qIt,OIg,OIt}，其中，qIg、qIt分別表示交叉口處單位時間內(nèi)的非優(yōu)先通行車輛流量與優(yōu)先通行公交車輛流量，OIg、OIt分別表示調(diào)查時間與車流量調(diào)查時段保持一致情況下的交叉口范圍內(nèi)的非優(yōu)先通行車輛車均載客人數(shù)和優(yōu)先通行公交車輛車均載客人數(shù)；所述非優(yōu)先通行車輛包括社會車輛和非優(yōu)先通行公交車輛，統(tǒng)計非優(yōu)先通行公交車輛的流量需按照換乘成當(dāng)量小汽車、即一輛非優(yōu)先通行公交車輛相當(dāng)于2輛小汽車進(jìn)行統(tǒng)計；將交叉口下游的?？空窘煌ㄌ卣鲾?shù)據(jù)集記為S，S＝{TSa,TSd,PSb,PSa,OSt,f(t),h(t)}，其中，TSa、TSd分別表示單位時間在?？空就？康墓卉囕v的到站時間和離站時間，PSb、PSa分別表示公交車輛進(jìn)站時的乘客上車數(shù)量和乘客下車數(shù)量，OSt表示交叉口下游的?？空咎幑卉囕v載客人數(shù)，f(t)、h(t)分別表示候車乘客到站分布函數(shù)和候車乘客離站登車分布函數(shù)。3)確定交叉口初始信號配時方案；包括各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)、各交叉口的初始信號控制周期、各交叉口的各相位初始綠燈時間的確定。具體為，3-1)設(shè)定各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)為：主路方向直行，主路方向左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，支路方向直行，支路方向左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)；其中，支路方向垂直于主路方向；若主路方向右轉(zhuǎn)與主路方向直行共用外側(cè)車道、或支路方向右轉(zhuǎn)與支路方向直行共用外側(cè)車道、或主路方向直行車流飽和度大于主路方向左轉(zhuǎn)車流飽和度、或支路方向直行車流飽和度大于支路方向左轉(zhuǎn)車流飽和度時，則改變所設(shè)定的各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)，將主路方向左轉(zhuǎn)和支路方向左轉(zhuǎn)的信號分別單獨成為一個相位，主路方向直行和主路方向右轉(zhuǎn)的信號合成一個相位，支路方向直行和支路方向右轉(zhuǎn)的信號合成一個相位，得到各交叉口的改變后初始信號相位結(jié)構(gòu)為：主路方向直行、右轉(zhuǎn)，主路方向左轉(zhuǎn)，支路方向直行、右轉(zhuǎn)，支路方向左轉(zhuǎn)；3-2)用Webster法確定各交叉口的初始信號控制周期C，計算公式為，其中，k為交叉口的第k個相位，K為交叉口的相位總數(shù)量，k和K均為自然數(shù)；為第k相位的初始關(guān)鍵車流飽和度，關(guān)鍵車流飽和度是指該相位多股車流中飽和度最大的那股車流的飽和度；X為各相位初始關(guān)鍵車流飽和度之和；L表示信號周期的損失時間，取3-4秒；3-3)確定各交叉口的各相位初始綠燈時間，計算公式為，其中，Yk為周期內(nèi)第k相位的黃燈時間。4)對于兩類控制區(qū)域，分別構(gòu)建交叉口公交優(yōu)先信號配時模型并對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，具體為，4-1)對于A類控制區(qū)，將以A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤D(UA)最小為該控制區(qū)內(nèi)交叉口公交優(yōu)先信號配時方案的控制目標(biāo)，即得A類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型為，其中，DI為交叉口處乘客總延誤，DIg為非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤，DIt為優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤；通過分析交叉口車道車流飽和度情況，建立A類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型的約束條件，其中，λk表示交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的信號配時綠信比；表示交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的車輛飽和度；其中，表示單位時間內(nèi)信號周期的第k相位實際通行的車道的交通量，表示單位時間內(nèi)信號周期的第k相位所允許通行的車道的通行能力，取1800pcu/h·lane；4-2)對于B類控制區(qū)，將以B類控制區(qū)內(nèi)交叉口與下游?？空舅谐丝统鲂醒诱`D(UB)最小為該控制區(qū)內(nèi)交叉口公交優(yōu)先信號配時方案的控制目標(biāo)，即得B類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型為，其中，DS為交叉口下游公交?？空咎幊丝涂傃诱`，DSo為交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`，DSi為交叉口下游公交?？空咎幑卉囕v內(nèi)乘客的等待延誤；通過分析交叉口車道車流飽和度情況，建立B類控制區(qū)交叉口公交優(yōu)先信號配時模型的約束條件，4-3)分別計算非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤DIg和優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤DIt；4-3-1)通過計算信號控制交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛車均延誤確定單位時間內(nèi)非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤DIg，其中，表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛流量；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛車均載客人數(shù)；C表示各交叉口的初始信號控制周期；L表示信號周期的損失時間；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的非優(yōu)先通行車輛飽和度；gk表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的綠燈通行時間；4-3-2)通過計算信號控制交叉口處單位時間內(nèi)信號周期的公交優(yōu)先通行相位第b相位中優(yōu)先通行的公交車輛車均延誤確定單位時間內(nèi)優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤DIt，其中，b∈K，b為自然數(shù)；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛流量；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛車均載客人數(shù)；λb表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的信號配時綠信比；表示交叉口處單位時間內(nèi)的公交優(yōu)先相位的優(yōu)先通行公交車輛飽和度；表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的公交優(yōu)先相位所允許通行的公交車道的通行能力，取900bus/h·lane；gb表示交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的公交優(yōu)先相位的綠燈通行時間；4-4)利用圖解法，分別計算交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`DSo和交叉口下游公交?？空咎幑卉囕v內(nèi)乘客的等待延誤DSi；4-4-1)通過分析公交停靠站處候車乘客數(shù)量變化情況，利用圖解法計算單位時間內(nèi)的交叉口下游公交?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`DSo，如圖2所示；其中，m為第m條公交線路，M為公交線路的總數(shù)量，m和M均為自然數(shù)；n為第n輛公交車，N為公交車的總數(shù)量，n和N均為自然數(shù)；表示在交叉口下游公交?？空咎幍却趍條公交線路的第n輛公交車的乘客候車延誤；分別表示第m條公交線路的第n-1輛、第n輛公交車在交叉口下游公交?？空咎幍碾x站時刻；表示第m條公交線路第n輛公交車在交叉口下游公交?？空咎幍牡秸緯r刻；fmn(t)、hmn(t)分別表示在交叉口下游公交停靠站處等待第m條公交線路的第n輛公交車的乘客到站、離站登車分布函數(shù)；4-4-2)通過分析公交車輛在?？空就？科陂g車內(nèi)乘客數(shù)量變化情況，利用圖解法計算單位時間內(nèi)的交叉口下游公交停靠站處公交車輛內(nèi)乘客的等待延誤DSi，如圖3所示；其中，表示交叉口下游公交?？空咎幍趍條公交線路的第n輛公交車內(nèi)乘客的等待延誤；表示第m條公交線路的第n輛公交車進(jìn)入交叉口下游公交?？空緯r的載客人數(shù)。5)確定交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方案；利用“試值法”確定各交叉口的公交優(yōu)先綠燈通行時間、各交叉口的各相位綠燈通行時間，如圖4所示。具體為，5-1)以步驟3)所確定的各交叉口的各相位初始綠燈時間gk(0)作為信號配時方案第k相位綠燈時間的初始值gk，即gk＝gk(0)；5-2)計算此時控制區(qū)域內(nèi)交叉口所有乘客出行總延誤D(U)；D(U)＝∑D(UA)+∑D(UB)，其中，D(UA)為A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤，D(UB)為B控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤；5-3)開始試值，令其中，為試值過程中公交優(yōu)先相位綠燈時間，gb為初始階段公交公交優(yōu)先相位綠燈時間；并計算試值過程中各相位社會車輛通行綠燈時間其中，C為各交叉口的初始信號控制周期，Y為信號周期內(nèi)所有黃燈時間之和；5-4)計算此時控制區(qū)域內(nèi)交叉口各進(jìn)口道車流飽和度情況其中，表示試值過程中交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的車輛飽和度；表示試值過程中交叉口處單位時間內(nèi)的信號周期的第k相位的信號配時綠信比；如果就終止試值，此時的gb即為優(yōu)化的交叉口公交優(yōu)先綠燈通行時間、gk即為優(yōu)化的交叉口第k相位的綠燈通行時間；否則繼續(xù)執(zhí)行步驟5-5)；5-5)計算新信號配時方案條件下控制區(qū)域內(nèi)交叉口所有乘客出行總延誤其中，為新信號配時方案條件下A類控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤，為新信號配時方案條件下B控制區(qū)內(nèi)交叉口所有乘客出行延誤；如果就終止試值，此時的gb即為優(yōu)化的交叉口公交優(yōu)先綠燈通行時間；否則，令并轉(zhuǎn)至步驟5-3)繼續(xù)進(jìn)行試值，直至確定最終優(yōu)化結(jié)果。6)確定交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案；根據(jù)交叉口初始信號配時方案中各交叉口的初始信號控制周期，選取最大信號控制周期作為交叉口統(tǒng)一信號控制周期，確定各交叉口的統(tǒng)一信號下公交優(yōu)先相位綠燈通行時間、各交叉口的統(tǒng)一信號下各相位綠燈通行時間，并采用“時空軌跡圖”法確定各交叉口之間的相位差。具體為，6-1)根據(jù)交叉口初始信號配時方案中各交叉口的初始信號控制周期，選取最大信號控制周期作為交叉口統(tǒng)一信號控制周期C(C)，6-2)確定各交叉口的統(tǒng)一信號下公交優(yōu)先相位綠燈通行時間gb(C)、各交叉口的統(tǒng)一信號下各相位綠燈通行時間gk(C)，其中，C為各交叉口的初始信號控制周期，gb為步驟5)所確定的交叉口的公交優(yōu)先綠燈通行時間，gk為步驟5)所確定的交叉口的各相位綠燈通行時間；6-3)采用“時空軌跡圖”法確定各交叉口之間的相位差，如圖5所示，保證連續(xù)交叉口中公交優(yōu)先綠燈通行時間最小的交叉口的綠燈時間成為該城市快速路協(xié)調(diào)的公交優(yōu)先綠燈時間。實施例：通過一個實例對本發(fā)明公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法給出進(jìn)一步說明，圖6所示為城市快速路平面布局圖，其包括5個十字型交叉口和2個港灣式公交?？空?，該快速路交通流在早、晚高峰時段呈現(xiàn)出潮汐交通流的特點：早高峰時段(7:00-9:00)，由西向東交通流遠(yuǎn)大于由東向西交通流；晚高峰時段(17:00-19:00)，由東向西交通流遠(yuǎn)大于由西向東交通流。下面根據(jù)本發(fā)明公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方法具體步驟，計算獲得潮汐交通流作用下該城市快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)控制配時方案。S1：控制區(qū)域劃分并編號。S11：結(jié)合圖6所示的該快速路平面布局特征及控制區(qū)域劃分原則，將該快速路#1交叉口、#3交叉口、#5交叉口劃分為A類控制區(qū)；將該快速路#2交叉口與#1?？空?、#4交叉口與#2停靠站劃分為B類控制區(qū)，如圖7所示。S12：結(jié)合S11對控制區(qū)域的劃分，并按照城市快速路的主交通流流向，對A類控制區(qū)和B類控制區(qū)從上游到下游的順序進(jìn)行編號；將A類控制區(qū)#1交叉口、#3交叉口、#5交叉口分別編號為將B類控制區(qū)#2交叉口與#1?？空?、#4交叉口與#2停靠站分別編號為如圖7所示。S2：搭建交通特征數(shù)據(jù)集。S21：經(jīng)過實地調(diào)查，搭建城市快速路交通特征數(shù)據(jù)集，具體是確定該城市快速路各交叉口與停靠站之間的間距、快速路主流向車流在各區(qū)間中的平均速度，如圖7所示。S22：控制區(qū)域內(nèi)各交叉口與停靠站交通特征數(shù)據(jù)集搭建。各控制區(qū)域內(nèi)交叉口交通特征數(shù)據(jù)集：經(jīng)過實地調(diào)查，調(diào)查時間選取工作日早高峰時段(8:00-9:00)，5個交叉口各進(jìn)口道社會車輛、公交車輛流量(qIg、qIt)信息如表1所示，5個交叉口非優(yōu)先車輛(包含社會車輛和非優(yōu)先公交車輛)車均乘客數(shù)和優(yōu)先通行公交車輛車均乘客數(shù)如表2所示。表1交叉口編號非優(yōu)先車輛車均乘客人數(shù)優(yōu)先通行公交車輛車均乘客人數(shù)#1交叉口1.7810.65#2交叉口1.7710.65#3交叉口1.8220#4交叉口1.8120#5交叉口1.7828.27表2B類控制區(qū)域內(nèi)公交?？空窘煌ㄌ卣鲾?shù)據(jù)集：經(jīng)過實地調(diào)查，調(diào)查時間與交叉口交通數(shù)據(jù)調(diào)查時間一致。經(jīng)調(diào)查，有A、B、C三條公交線路?？吭谠摳删€中的兩個公交?？空荆{(diào)查時段內(nèi)#1?？空?、#2停靠站各條公交線路車輛實際到站時間(TSa)、實際離站時間(TSd)、上車人數(shù)(PSb)、下車人數(shù)(PSa)、車上載客人數(shù)(OSt)分別如表3、表4所示。表3表4通過調(diào)查分析，兩個公交?？空竞蜍嚦丝偷竭_(dá)率f(t)在每一個車輛到達(dá)間隔周期內(nèi)都服從均勻分布，兩個公交?？空久课怀丝碗x站率h(t)均為0.6人/秒。S3：確定交叉口初始信號配時方案。S31：結(jié)合S22構(gòu)建的交叉口交通數(shù)據(jù)集，根據(jù)設(shè)定的各交叉口的初始信號相位結(jié)構(gòu)或各交叉口的改變后初始信號相位結(jié)構(gòu)，分別確定該快速路5個交叉口的相位結(jié)構(gòu)，如圖8至圖12所示，其中相位1為公交優(yōu)先相位。S32：結(jié)合S22構(gòu)建的交叉口交通數(shù)據(jù)集，用Webster法確定各交叉口的初始信號控制周期，分別為：#1交叉口初始信號控制周期為120秒；#2交叉口初始信號控制周期為132秒；#3交叉口初始信號控制周期為138秒；#4交叉口初始信號控制周期為160秒；#5交叉口初始信號控制周期為145秒。S33：結(jié)合S22構(gòu)建的交叉口交通數(shù)據(jù)集，分別計算出快速路5個交叉口的各相位初始綠燈時間，如圖8至圖12所示。S4：對于兩類控制區(qū)域，分別構(gòu)建交叉口公交優(yōu)先信號配時模型并對模型參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。S41：針對該快速路A類控制區(qū)，構(gòu)建A類控制區(qū)域內(nèi)各交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化模型：min(DIg+DIt)S42：針對該快速路B類控制區(qū)，構(gòu)建B類控制區(qū)域內(nèi)各交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化模型：min(DIg+DIt+DSo+DSi)S43：計算交叉口處車輛乘客總延誤DI。結(jié)合S22中交叉口交通數(shù)據(jù)集，分別計算出初始信號配時方案條件下的非優(yōu)先通行車輛在交叉口處的乘客總延誤DIg和優(yōu)先通行公交車輛在交叉口處的乘客總延誤DIt，進(jìn)而計算出快速路5個交叉口的乘客總延誤DI，如表5所示。表5S44：計算?？空咎幑卉囕v乘客總延誤DS。結(jié)合S22中交叉口交通數(shù)據(jù)集，利用圖解法分別計算#1停靠站和#2?？空咎幘€路A、B、C共28輛公交車輛內(nèi)乘客總延誤DSi和?？空咎幒蜍嚦丝偷牡却诱`DSo，進(jìn)而分別計算出#1?？空尽?2?？空咎幑卉囕v乘客總延誤DS，分別為81763秒和90875秒。S5：利用“試值法”，對潮汐交通流作用下城市快速路各交叉口公交優(yōu)先信號配時優(yōu)化方案進(jìn)行求解，優(yōu)化后的各交叉口的各相位綠燈通行時間，如表6所示。表6S6：確定交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案。S61：選取該快速路中#4交叉口的信號周期160秒作為該快速路的交叉口統(tǒng)一信號控制周期。S62：確定該快速路5個交叉口在信號周期為160秒時公交優(yōu)先相位綠燈通行時間(相位1)和其他各相位的綠燈通行時間，如表7所示。S63：采用“時空軌跡圖”法確定該快速路各交叉口之間的相位差，如圖13所示。表7本發(fā)明的創(chuàng)新點在于，與現(xiàn)狀信號配時方案相比，該快速路交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時優(yōu)化后的方案能夠大幅降低快速路西向東的車流在各交叉口處的等待延誤，經(jīng)計算可降低21.9％，而且優(yōu)化后的交叉口公交優(yōu)先信號協(xié)調(diào)配時方案在提高快速路車流整體通行效率方面效果十分明顯。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。當(dāng)前第1頁1 2 3