專(zhuān)利名稱(chēng)：基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于城市交通管理控制系統(tǒng)中信號(hào)配時(shí)的方法，具體地說(shuō)， 它涉及一種基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法。
背景技術(shù)：
公交運(yùn)行時(shí)刻表是根據(jù)城市公交乘客流動(dòng)的規(guī)律，按照客流的數(shù)量、方向、 時(shí)間制定的有規(guī)律的、周而復(fù)始的行車(chē)計(jì)劃。無(wú)論從乘客需求角度、車(chē)輛運(yùn)行 角度還是管理者的調(diào)度管理角度出發(fā)，基于公交時(shí)刻表的各公交車(chē)輛的正點(diǎn)運(yùn) 行都能在最大程度上實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)與乘客出行的社會(huì)效益。用技術(shù)手段保證公 交車(chē)的運(yùn)營(yíng)達(dá)到比較高的準(zhǔn)點(diǎn)率是公眾期盼的，也是公交服務(wù)水平應(yīng)該滿足的。
目前，對(duì)于公交時(shí)刻表的研究主要側(cè)重于時(shí)刻表的確定，即通過(guò)對(duì)某個(gè) 目標(biāo)的優(yōu)化，例如以降低公交車(chē)運(yùn)行時(shí)間或乘客等待時(shí)間為目的來(lái)確定行車(chē)時(shí) 刻表。但是，這些方法都沒(méi)有考慮公交車(chē)偏離運(yùn)行時(shí)刻表時(shí)，如何通過(guò)交叉口 信號(hào)配時(shí)控制使公交車(chē)盡可能的減小與時(shí)刻表的偏差。由于交叉口延誤占公交 整個(gè)行程時(shí)間的10%~20%,占整個(gè)延誤時(shí)間的50%。因此，必須結(jié)合/>交車(chē)運(yùn) 行狀況(偏離時(shí)刻表情況)與交叉口信號(hào)控制，采取合適的配時(shí)方法，以減少 公交車(chē)在交叉口的延誤，而目前尚無(wú)從運(yùn)行時(shí)刻表方面考慮公交信號(hào)優(yōu)先的配 時(shí)方法來(lái)確保公交車(chē)的準(zhǔn)點(diǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)技術(shù)中未考慮公 交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率不足，以實(shí)現(xiàn)城市公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率最大化的問(wèn)題，提供了一種基于運(yùn)
行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的采用計(jì)算機(jī)程 序的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，首先進(jìn)行信息采集步驟，然后 進(jìn)行下列步驟
1.對(duì)公交車(chē)行程時(shí)間及偏離時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度計(jì)算，包括如下步驟
1)計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)停靠站行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空镜男谐虝r(shí)間
r'=rd+r
式中？;一公交車(chē)在l號(hào)公交車(chē)?？空就？繒r(shí)間，單位，s;
r一公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟?號(hào)公交車(chē)?？空镜男旭倳r(shí) 間，單位，"
《一公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)停靠站行駛到停車(chē)線所需的時(shí)間；《 一公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間；
《一公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)停靠站(k+l)所需時(shí)間。
2) 控制中心根據(jù)公交車(chē)行程時(shí)間，結(jié)合公交車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表信息，預(yù)測(cè)公交 車(chē)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空镜耐睃c(diǎn)程度，判斷其是否大于臨界值，當(dāng)力》戶時(shí)，申 請(qǐng)優(yōu)先通過(guò)；否則，不予優(yōu)先，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變。
3) 確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)?？空緯r(shí)公交 相位是否為紅燈，是，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈到達(dá)交叉口 停車(chē)線不是紅燈，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變；到達(dá)交叉口停車(chē)線是紅燈，進(jìn)入 選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式。
4) 確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)停靠站時(shí)公交 相位不是紅燈，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈不是紅燈，維持原 信號(hào)配時(shí)方案不變；是紅燈，進(jìn)入選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式。
2. 控制中心利用上面的計(jì)算和交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)得到公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線 時(shí)的燈色情況并根據(jù)不同的燈色選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式
1) 預(yù)測(cè)時(shí)刻為紅燈，到達(dá)停車(chē)線時(shí)為紅燈，選擇公交相位綠燈提前啟亮的 優(yōu)先方式。
2) 預(yù)測(cè)時(shí)刻為綠燈，到達(dá)停車(chē)線為紅燈時(shí)，選擇^^交相位綠燈時(shí)間延長(zhǎng)的 優(yōu)先方式。
3. 計(jì)算交叉口的人總延誤變化量
,+l
式中AD,—公交優(yōu)先相位減少的延誤，單位，s;
tAD,+1—非公交優(yōu)先相位增加的延誤之和，單位，
,+l
AZ)p—公交站點(diǎn)乘客延誤變化，單位，s。
4判斷信號(hào)優(yōu)先方案是否可行，選擇合適的g,由控制中心生成新的信號(hào)配 時(shí)方案
1) 當(dāng)PI〉0時(shí)，綠燈提前啟亮或者綠燈時(shí)間延長(zhǎng)信號(hào)優(yōu)先方案可行，選擇 合適的g,對(duì)信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案，并下傳到 信號(hào)機(jī)，實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交信號(hào)優(yōu)先。
2) 當(dāng)PI〈0時(shí)，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變。
技術(shù)方案中所述的信息采集包括有下列步驟1.利用安裝在公交車(chē)上的GPS 接收機(jī)以固定采樣間隔采集日期、時(shí)間、公交車(chē)位置和速度信息。2.同時(shí)利用安裝車(chē)門(mén)處的自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)采集公交車(chē)載客數(shù)。3.同時(shí)利用埋設(shè)在社會(huì)車(chē)輛進(jìn)口車(chē)道上的感應(yīng)線圈檢測(cè)社會(huì)車(chē)輛的流量和速度信息。4.將采集的以上三 方面的信息通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到進(jìn)行信息處理的控制中心；所述的計(jì)算/> 交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟?號(hào)公交車(chē)?？空镜男谐虝r(shí)間及偏離時(shí)刻表的 晚點(diǎn)程度包括有下列步驟1. 計(jì)算公交車(chē)在1號(hào)公交車(chē)?？空镜耐？繒r(shí)間L=W)x[""-州]x7; (1) 式中rd—公交車(chē)停靠時(shí)間，單位，^。義"O—停靠站k的乘客到達(dá)率，單位，passengers/s。 ^(A:)—公交車(chē)b到達(dá)l號(hào)公交車(chē)?？空緆的時(shí)間，單位，s。,wW—公交車(chē)b-!到達(dá)l號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)間，單位，s。 7;——乘客平均的上車(chē)時(shí)間，單位，s。2. 計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟?號(hào)公交車(chē)?？空镜男旭倳r(shí)間 1 )計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟酵＼?chē)線的時(shí)間公交車(chē)從停止到啟動(dòng)再到正常速度所需的距離為S ,2aA其中^為公交車(chē)加速度，^為公交車(chē)行駛速度;當(dāng)《,《S時(shí)，《=」^ (2a)當(dāng)《，〉S時(shí)， ,卜A + ^Ji (2b)2)計(jì)算公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待的時(shí)間 如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到綠燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為 ,2*=0 (4a)如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到紅燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為 ,2A (4b)式中^一給予信號(hào)優(yōu)先時(shí)公交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)刻；f一公交車(chē)離開(kāi)1號(hào)公交車(chē)?？空緆的時(shí)刻；3)計(jì)算公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空镜臅r(shí)間d -立",,"1 , V …,卜-2^+， (5)公交車(chē)輛在1號(hào)公交車(chē)停靠站和2號(hào)公交車(chē)?？空鹃g的行駛時(shí)間為r =《+《+《(6)4)計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)停靠站行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空酒x時(shí)刻表 的晚點(diǎn)程度f(wàn) w—^ 7 ,/2(9)其中山-第z'輛公交車(chē)與運(yùn)行時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度。 —公交運(yùn)行時(shí)刻偏離狀態(tài)權(quán)重補(bǔ)償臨界值。 ,w—公交車(chē)輛晚點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻。 公交車(chē)輛正點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻。 A —公交車(chē)輛發(fā)車(chē)時(shí)間間隔； 所述的計(jì)算交叉口的人總延誤包括有下列步驟 1)計(jì)算公交站點(diǎn)乘客延誤。 2 )計(jì)算公交車(chē)輛人總延誤。(1) 計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的人總延誤。(2) 計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的人總延誤。 3)計(jì)算社會(huì)車(chē)輛人總延誤。(1) 計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。A. 計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。B. 計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。(2) 計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。A. 計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。B. 計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤。綜和上面計(jì)算的公交站點(diǎn)乘客延誤、公交車(chē)輛人總延誤和社會(huì)車(chē)輛人總延 誤，得出綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的交叉口人總延誤變化量(戶/ )為尸"尸"C-0+2尸c，+at;", , 、 a7;'《,'y y -(2/;+a7;)-' y2(")22〈 +a《-at:'其中PB—公交車(chē)平均載客數(shù)。& 一社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)。 c一周期長(zhǎng)度，單位，"第l相位公交車(chē)到達(dá)交叉口的時(shí)刻，單位，sWl —第1相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)。m, —第/相位進(jìn)口道個(gè)tt。第l相位第y進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s。 第/相位第y進(jìn)口道的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s?！?—第l相位綠燈延長(zhǎng)時(shí)間，單位，s。 n —第1相位有效紅燈時(shí)間，單位，s 。 r,—第,'相位有效紅燈時(shí)間，單位，s。^一第l相位第y進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s。第,'相位第y進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s。 ADp—公交站點(diǎn)乘客延誤變化，單位，"A7; —非優(yōu)先相位由于上一相位綠燈延長(zhǎng)所導(dǎo)致的綠燈啟亮的時(shí)間 差，單位，"M;'—非優(yōu)先相位由于上一相位綠燈延長(zhǎng)所導(dǎo)致的綠燈結(jié)束的時(shí)間 差，單位，"得出綠燈提前啟亮方式下的交叉口人總延誤變化量(P/ )為其中g(shù),.—第/相位綠燈時(shí)間，單位，"第l相位公交車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線的時(shí)刻，單位，s。Af;—第l相位綠燈提前啟亮的時(shí)間，單位，s。 A<—第/相位綠燈提前啟亮的時(shí)間，單位，s。 A《一第1相位綠燈4^前啟亮的時(shí)間，單位，s。 仏,一第1相位第1進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s。 Su—第1相位第1進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s; 所述的選擇合適的&由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案包括如下步驟 1.確定公交優(yōu)先方式下的綠燈時(shí)間延長(zhǎng)和綠燈提前啟亮?xí)r間參數(shù)g,的取值1) 當(dāng)采用綠燈延長(zhǎng)時(shí)，+7;,gmax], g^為公交相位最大綠燈時(shí)間。2) 當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如'果其它相位滿足最小綠燈時(shí)間，gse[g,f,g,]。3) 當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如果其它相位不滿足最小綠燈^f間， & e [r(,_1>min,g ] ， 為公交前一相位最小紅燈時(shí)間。2.確定了 g.的取值范圍后，在可能的取值范圍內(nèi)取時(shí)間的整數(shù)值分別計(jì)算范圍:人總延誤變化量(尸/ )，選取使人總延誤變化量(iV )取值最大的&值。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是l.基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法可以減少公交車(chē)的晚點(diǎn)程度， 在最大程度上實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)與乘客出行的社會(huì)效益；制，盡^能的降低了公交車(chē)通過(guò)交叉口的延誤，'、保證公交車(chē)運(yùn)行的正點(diǎn)率； 3.基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法在保證公交車(chē)正點(diǎn)率的同時(shí)，兼顧了交叉口和下游乘客的人總延誤，以實(shí)現(xiàn)總體最優(yōu)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明 圖1是基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法的數(shù)據(jù)流程圖； 圖2是基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法的公交車(chē)站點(diǎn)間行駛過(guò)程 示意圖；圖3是基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法的信號(hào)優(yōu)先控制流程圖；圖4是^^交優(yōu)先相位車(chē)輛到達(dá)與離開(kāi)過(guò)程；圖5是第i相位配時(shí)調(diào)整前后相互關(guān)系示意圖；圖6是非公交優(yōu)先相位進(jìn)口道車(chē)輛到達(dá)與離開(kāi)過(guò)程；圖7是綠燈提前啟亮?xí)r車(chē)輛到達(dá)與離開(kāi)過(guò)程圖；圖8是非優(yōu)先相位某進(jìn)口道車(chē)輛到達(dá)與離開(kāi)過(guò)程圖；圖中k. 1號(hào)公交車(chē)?？空荆琸+l. 2號(hào)公交車(chē)?？空?，《,.l號(hào)公交車(chē)?？空?到交叉口 i停車(chē)線的距離，《w.交叉口 i停車(chē)線到2號(hào)公交車(chē)停靠站的距離， 《.公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟酵＼?chē)線所需的時(shí)間，《.公交車(chē)在停車(chē)線處 停車(chē)等待時(shí)間，《.公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l所需時(shí)間，c.信號(hào)周期。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述 一.本發(fā)明技術(shù)方案的構(gòu)思及主要技術(shù)特征 1.建立公交車(chē)行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型參閱圖2,公交車(chē)行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型包括公交車(chē)?？繒r(shí)間預(yù)測(cè)模型和公交 車(chē)行駛時(shí)間預(yù)測(cè)模型。在公交車(chē)?？繒r(shí)間模型中，考慮的參數(shù)包括乘客到達(dá)率、 相鄰公交車(chē)到達(dá)站點(diǎn)時(shí)間間隔、乘客上下車(chē)時(shí)間等。公交車(chē)行駛時(shí)間預(yù)測(cè)模型 中，考慮的參數(shù)包括公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空緆 (上游站點(diǎn))行駛到停車(chē)線 所需的時(shí)間,f、公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間《和公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào) 公交車(chē)停靠站k+l (下游站點(diǎn))所需時(shí)間《三部分。在公交車(chē)行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型 建立過(guò)程中，考慮公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)刻的信號(hào)燈色情況、1號(hào)公交車(chē)停靠站到交叉口 i停車(chē)線的距離《,以及公交車(chē)加、減速等情況，對(duì)/>交車(chē)行程時(shí)間準(zhǔn) 確預(yù)測(cè)。1) 公交車(chē)?？繒r(shí)間預(yù)測(cè)模型L"",)x["H,("]x7; (i)式中公交車(chē)?？繒r(shí)間(s)、(0—?？空緆的乘客到達(dá)率(passengers/s); "("一公交車(chē)b到達(dá)1號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)間(s);,Ot)—公交車(chē)b-l到達(dá)1號(hào)公交車(chē)?？空緆的時(shí)間(s); 7;—乘客平均的上車(chē)時(shí)間(s)。2) 公交車(chē)行駛時(shí)間預(yù)測(cè)模型(1)公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)間預(yù)測(cè)模型公交車(chē)從停止到啟動(dòng)再到正常速度所需的距離為S， S =其中，^為公交車(chē)加速度，^為公交車(chē)行3史速度。(2a)當(dāng)《，〉S時(shí)，,卜，+ 4iZ^ (2b)設(shè)公交車(chē)離開(kāi)l號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)刻為"則公交車(chē)到達(dá)交叉口 i的時(shí) 間",為L(zhǎng)" +《 (3) 預(yù)測(cè)得到的公交車(chē)到達(dá)交叉口 i的時(shí)間^可以與交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)對(duì)照， 確定^^交車(chē)輛可能的優(yōu)先方式。(2)公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間預(yù)測(cè)模型 如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到綠燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為 r卜O (4a) 如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到紅燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為("《) (4b)式中^一給予信號(hào)優(yōu)先時(shí)公交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)刻。(3 )公交車(chē)駛?cè)?號(hào)公交車(chē)?？空緆+l時(shí)間預(yù)測(cè)模型j _1 --1--(5)公交車(chē)輛在1號(hào)公交車(chē)?？空緆和2號(hào)公交車(chē)停靠站k+l間的行駛時(shí)間為:(6)r =《+《+《2.建立公交車(chē)優(yōu)先權(quán)重模型預(yù)測(cè)公交車(chē)由1號(hào)公交車(chē)?？空緆到達(dá)2號(hào)公交車(chē)停靠站k+l (下游站點(diǎn)) 的晚點(diǎn)時(shí)間，考慮晚點(diǎn)時(shí)間是否大于臨界值，同時(shí)考慮發(fā)車(chē)間隔、公交車(chē)乘客 人數(shù)等因素，建立公交車(chē)優(yōu)先權(quán)重模型當(dāng)檢測(cè)到公交車(chē)輛接近信號(hào)控制交叉口時(shí)，公交信息檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始獲取公 交車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，為每一輛到達(dá)并即將停車(chē)等待的公交車(chē)分配一定的權(quán)重。a = 1 + y/ (《)(7)0....糊力(8)(9)其中第z'輛公交車(chē)的權(quán)重；V(力) 一公交車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)；力一第/輛公交車(chē)與運(yùn)行時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度；戶 一公交運(yùn)行時(shí)刻偏離狀態(tài)權(quán)重補(bǔ)償臨界值(根據(jù)公交運(yùn)行情況而定) 一公交車(chē)輛晚點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻； 公交車(chē)輛正點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻； A —公交車(chē)輛發(fā)車(chē)時(shí)間間隔。 3.建立交叉口優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和人總延誤模型在準(zhǔn)確預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)信息的前提下，建立交叉口優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和人總延 誤模型。優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)是計(jì)算優(yōu)先前后交叉口綜合效益的一個(gè)函數(shù)；交叉口人 總延誤模型包括公交站點(diǎn)乘客延誤模型、公交車(chē)輛延誤模型、社會(huì)車(chē)輛延誤模 型。公交站點(diǎn)乘客延誤模型主要分析2號(hào)公交車(chē)停靠站k+l(下游站點(diǎn))兩輛公 交車(chē)到達(dá)間隔內(nèi)，到達(dá)乘客在公交車(chē)提前、晚點(diǎn)和準(zhǔn)時(shí)到達(dá)情況下的延誤；通 過(guò)分析信號(hào)優(yōu)先前后公交車(chē)通過(guò)交叉口產(chǎn)生的延誤，建立了公交車(chē)輛延誤模型；社會(huì)車(chē)輛延誤模型分析了實(shí)行公交信號(hào)優(yōu)先對(duì)社會(huì)車(chē)輛造成的影響，建立了社 會(huì)車(chē)輛延誤模型。1 )優(yōu)化模型建立用交叉口的人總延誤變化量來(lái)衡量公交優(yōu)先的效益，引入效益指標(biāo)函數(shù)PI ， 代表優(yōu)先相位獲得的效益與非優(yōu)先相位損失的效益之差。優(yōu)化目標(biāo)PI需要大于 某一個(gè)閾值(用戶可自定義，本發(fā)明確定為0)，才能讓公交車(chē)優(yōu)先。通過(guò)分析公交相位減少的延誤是否大于非公交相位增加的延誤來(lái)判斷采用 綠燈提前啟亮或者綠燈延長(zhǎng)方式是否可行，則建立效益指標(biāo)函數(shù)反映公交相位 減少延誤和非公交相位增加延誤之間關(guān)系。效益指標(biāo)函數(shù)PI可以按下式計(jì)算/V = AD, -1 A￡>,+1(10)式中交叉口人總延誤變化量；公交優(yōu)先相位(); AD, —公交優(yōu)先相位減少的延誤(s);t—非公交優(yōu)先相位增加的延誤之和(s);m)p —公交站點(diǎn)乘客延誤變化(s)。 2)公交站點(diǎn)乘客延誤模型假設(shè)各站點(diǎn)乘客的到達(dá)服從泊松(Poission)分布，下游站點(diǎn)前后兩輛公 交車(chē)之間到達(dá)人數(shù)為B的概率為/>(5 = ;c) =/O) = (11a)w = Ar (lib)式中義一乘客到達(dá)率(passengers/s );r一同一線路前后兩輛公交車(chē)的發(fā)車(chē)間隔(s); 附一在發(fā)車(chē)間隔內(nèi)平均到達(dá)的人數(shù)。 :沒(méi)o,-,, 。,， 。,+1分別為第卜1到第"1輛^^交車(chē)正點(diǎn)到達(dá)下游站點(diǎn)的時(shí)刻，當(dāng) 第z'輛公交車(chē)晚點(diǎn)A 。到達(dá)下游站點(diǎn)時(shí)，。,一和o,間到達(dá)的乘客晚點(diǎn)Af。時(shí)間，但A^。 時(shí)間內(nèi)到達(dá)的乘客則提前(r-^。)時(shí)間。設(shè)下游站點(diǎn)乘客延誤為A,有Z)p = rAA,o 一 乂幾(r —爭(zhēng))=會(huì)AA《 (12a )當(dāng)?shù)?輛公交車(chē)提前A/。到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，。w和(。,-△,。)時(shí)刻間到達(dá)的乘客提 早了M。時(shí)間，但A^。時(shí)間內(nèi)到達(dá)的乘客則晚點(diǎn)r時(shí)間，此時(shí)乘客延誤A為d = —(r — )aaz + Az0^r =義/y 02 (12b)綜上所述，公交車(chē)下游站點(diǎn)乘客延誤為<formula>formula see original document page 16</formula>可以看出當(dāng)△ 。=()時(shí)A最小，即公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)下游站點(diǎn)時(shí)乘客延誤最小。 因此當(dāng)公交車(chē)提前到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先思想要求公交車(chē)必 須準(zhǔn)點(diǎn)駛離站點(diǎn)，即此時(shí)公交車(chē)需在站點(diǎn)等待至準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)刻才能離開(kāi)，乘客延誤 和準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)一樣都為零。由行程時(shí)間預(yù)測(cè)可知優(yōu)先前公交到達(dá)下游站點(diǎn)時(shí)刻為(，公交車(chē)的準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)刻為o,，設(shè)優(yōu)化后到達(dá)時(shí)刻為,;在交叉口給^^交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后有兩種情況優(yōu)先后 公交車(chē)依舊晚點(diǎn)；優(yōu)先后公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)或提前到達(dá)下游站點(diǎn)。下面對(duì)這兩種情況 分別進(jìn)行討論(1)優(yōu)先后公交車(chē)仍晚點(diǎn)。根據(jù)公式(13 )可以求得優(yōu)先前后站點(diǎn)乘客的 延誤變化量ADp可表達(dá)為<formula>formula see original document page 16</formula>(2 )優(yōu)先后公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)或提前到達(dá)站點(diǎn)。同理根據(jù)公式(13)可得乘客的延 誤變化量<formula>formula see original document page 16</formula>p 2 3)公交車(chē)輛延誤模型公交信號(hào)優(yōu)先包括綠燈延長(zhǎng)模塊和綠燈提前啟亮模塊。因此，公交車(chē)輛的 延誤要分兩種情況來(lái)計(jì)算，公交車(chē)輛在這兩種情況下的延誤模型如下 (1)綠燈延長(zhǎng)方式下的延誤模型公交車(chē)輛減少的延誤在時(shí)間上等于公交車(chē)在交叉口停留產(chǎn)生的延誤。假設(shè) 檢測(cè)器t時(shí)刻檢測(cè)到公交車(chē)輛，檢測(cè)器到達(dá)停車(chē)線所需時(shí)間為^，那么公交車(chē)輛到達(dá)交叉口的時(shí)刻為,,"+ ~，若~(yú)+《^》~，則公交車(chē)需要請(qǐng)求第；相位綠燈 延長(zhǎng)A ,通過(guò)交叉口 。第i相位綠燈開(kāi)始時(shí)刻和終止時(shí)刻分別為g,5 ( s tar t)和g" (terminate), 乂>交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)間為,，那么有<formula>formula see original document page 16</formula>如果不給予公交信號(hào)優(yōu)先，單輛公交車(chē)產(chǎn)生的延誤為<formula>formula see original document page 16</formula>如果給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先，4=0,那么減少延誤為<formula>formula see original document page 16</formula>當(dāng)優(yōu)先相位是第一相位時(shí)，單輛公交優(yōu)先減少的人總延誤為《=Ps(C-0 (17) 式中^為公交車(chē)平均載客數(shù)。如果能夠檢測(cè)到公交車(chē)實(shí)時(shí)的乘客人數(shù)可 用檢測(cè)值。(2)綠燈提前啟亮方式下的延誤模型假設(shè)第!'相位7>交車(chē)輛到達(dá)交叉口的時(shí)刻為,;，第!'相位綠燈開(kāi)始時(shí)刻和終止 時(shí)刻分別為^和&，當(dāng)需要綠燈提前啟亮?xí)r，g >6那么單輛公交車(chē)減少的延誤為《-g'廣,； (18) 當(dāng)優(yōu)先相位是第一相位，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口的時(shí)間為^;,公交車(chē)到達(dá)時(shí) 刻上一個(gè)相位的有效綠燈時(shí)間為g,時(shí)，單輛公交車(chē)減少的人總延誤為 《=尸"") (19) 4)社會(huì)車(chē)輛延誤模型社會(huì)車(chē)輛的延誤分兩種情況計(jì)算綠燈延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛延誤、綠燈提前啟亮方式下的車(chē)輛延誤。(1)綠燈延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛延誤模型 在計(jì)算社會(huì)車(chē)輛延誤時(shí)，要考慮其所在相位是否為公交相位。因?yàn)樯鐣?huì)車(chē) 輛所在相位與公交車(chē)所在相位是否為同一相位對(duì)社會(huì)車(chē)輛延誤的計(jì)算影響較 大。A.是公交相位參閱圖4,如杲第一相位綠燈不延長(zhǎng)A^，則該時(shí)段內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛需要等待 下一次綠燈啟亮?xí)r才能離開(kāi)交叉口。四邊形AEFG的面積表示在A^時(shí)間內(nèi)到達(dá) 第 一進(jìn)口道的車(chē)輛由于綠燈延長(zhǎng)減少的延誤。(20) i2式中A^—第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛減少的延誤(s);Ai—第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)的飽和流率(pcu/s);。 一第一相位有效紅燈時(shí)間(s)。 公交優(yōu)先相位的其余的直行進(jìn)口道也會(huì)因此而受益，其減少的延誤為u 2(21)式中第一相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛減少的延誤(s);九一第一相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);S"—第一相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s) 第 一相位所有進(jìn)口道車(chē)輛減少的人總延誤為m, mi A/ a戶i 2 (22)式中^一為第1相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)，尸c一為社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)(建議取 1.5)。綜上所述，公交優(yōu)先相位減少的延誤為AZ^ADf + A^c (23) B.非公交相位第一相位綠燈延長(zhǎng)A^ ,根據(jù)非優(yōu)先相位的流量比來(lái)壓縮各相位綠燈時(shí)間。非優(yōu)先相位第i相位的綠燈時(shí)間壓縮值為=g,—g;=A7; — A7;. (24)式中A ;和A7;'分別為非優(yōu)先相位由于前面相位綠燈延長(zhǎng)所帶來(lái)的綠燈啟亮和結(jié)束的時(shí)間差。A,由非優(yōu)先相位通過(guò)等流量比分配決定，第i相位的流量比為參閱圖5、圖6，在第i相位[a,fl]時(shí)間段內(nèi)到達(dá)交叉口的車(chē)輛由于綠燈啟亮?xí)r間推遲而必須等到下一周期才能離開(kāi)，增加的部分延誤如圖6中四邊形 DBFE的面積；在[6,6']的時(shí)間段內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛由于相位綠燈延長(zhǎng)而可以直接通過(guò)交叉口 ，其減少的延誤類(lèi)似如圖4中四邊形AEFG的面積。 由此可得，第i相位第j進(jìn)口道延誤變化為A7X '(i =2， 3, …n; j =1, 2, …,w,)式中A《一第i相位第j進(jìn)口道上增加的車(chē)輛延誤(s) 第i相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);(27)62II乂S"—為第i相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s); ^一第i相位有效紅燈時(shí)間(s)。 第i相位所有非公交專(zhuān)用進(jìn)口道社會(huì)車(chē)輛增加的總延誤為產(chǎn)i所有非公交相位社會(huì)車(chē)輛增加的人總延誤為(28)〃 …,(29) (") ' " 2 綜上，將公式(14a)或(14b)和(17)、 (22)、 (23)、 (28)帶入公式(10), 得出公式'乂2+欲，工ix,=2 y=i+ AD 2,,+~^"-A7](30)(2)綠燈提前啟亮方式下的社會(huì)車(chē)輛延誤模型同上所述在計(jì)算社會(huì)車(chē)輛延誤時(shí)，也要考慮其所在相位是否為公交相位。 A.是公交相位參閱圖7，當(dāng)?shù)谝幌辔痪G燈提前A/時(shí)間啟亮?xí)r，該相位各進(jìn)口道上社會(huì)車(chē) 輛的延誤將會(huì)減少。如圖中四邊形BFED所示，第一相位第一個(gè)進(jìn)口道由于紅燈 提前結(jié)束而減少的延誤為△4= ""、(2r廣△,;) 2(《「《")第一相位所有進(jìn)口道減少的人總延誤為(31)附！ 附|2r! -其中& 一社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)(建議取1.5);,;一第1相位公交車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線的時(shí)刻(s);A ;—第1相位綠燈提前啟亮的時(shí)間(s);m, —第1相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)；A ;—第1相位綠燈提前啟亮的時(shí)間(s);《 一第l相位第1進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);(32)& —第l相位第1進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s); ^一第1相位有效紅燈時(shí)間(s); B.是非公交相位
參閱圖8，對(duì)公交優(yōu)先相位的前一個(gè)相位(設(shè)為第i相位)來(lái)說(shuō)，綠燈提
前結(jié)束了A^,',在A ;內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛本應(yīng)該在這一周期的綠燈期間通過(guò)交叉口。如
圖中四邊形EFBA所示，第i相位第j進(jìn)口道增加的延誤為
2(")
第i相位由于綠燈提前啟亮所有進(jìn)口道增加的人總延誤為
AA = 2 AH = ￡ A + ") (34)
產(chǎn)l '=1 2、 一w
綜上，將公式(14a)或(14b)和(18)、 (31)、 (33)帶入公式(10),得出
,L2&uj (35)
二.具體實(shí)施基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法
參閱圖1至圖3，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有公交優(yōu)先信號(hào)配 時(shí)技術(shù)中未考慮公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率不足，以實(shí)現(xiàn)城市公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率最大化為目標(biāo)的 問(wèn)題，采用系統(tǒng)工程的方法，以定性與定量分析相結(jié)合的方式，研究基于公交 運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先目標(biāo)模型，并在優(yōu)化目標(biāo)下，提出單點(diǎn)公交優(yōu)先信號(hào)配 時(shí)方法。該方法具體操作步驟如下
1. 信息采集
1) 利用安裝在公交車(chē)上的GPS接收機(jī)以固定采樣間隔(本發(fā)明取ls)采 集日期、時(shí)間、公交車(chē)位置和速度信息；
2) 同時(shí)利用安裝在公交車(chē)車(chē)門(mén)處的自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)(APC)采集公交車(chē) 載客數(shù)；
3 )同時(shí)利用埋設(shè)在社會(huì)車(chē)輛進(jìn)口車(chē)道上的感應(yīng)線圏沖企測(cè)社會(huì)車(chē)輛關(guān)于流量 和速度的信息；
三方面采集的信息通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到進(jìn)行信息處理的控制中心。
2. 對(duì)公交車(chē)行程時(shí)間及偏離時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度計(jì)算
控制中心監(jiān)控到公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)?？空緆 (上游站點(diǎn))時(shí)，利用公 交車(chē)行程時(shí)間預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)在正常信號(hào)配時(shí)情況下，公交車(chē)從l號(hào)公交車(chē)停靠 站k到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l (下游站點(diǎn))的行程時(shí)間。公交車(chē)行程時(shí)間包括公交車(chē)?？繒r(shí)間和公交車(chē)行駛時(shí)間兩部分
1 )利用模型7>、(04^("-"w]x7;計(jì)算公交車(chē)?？繒r(shí)間7;
其中7;為公交車(chē)停靠時(shí)間時(shí)間；、(0為1號(hào)公交車(chē)?？空緆的乘客到達(dá) 率；a"為公交車(chē)b到達(dá)l號(hào)公交車(chē)?？空緆的時(shí)間，"("為公交車(chē)b-l到達(dá) 1號(hào)公交車(chē)?？空緆的時(shí)間；7;為乘客平均的上車(chē)時(shí)間。
2)計(jì)算公交車(chē)行駛時(shí)間r
行駛時(shí)間的預(yù)測(cè)包括三個(gè)部分，分別為公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空拘旭偟?停車(chē)線所需的時(shí)間《；公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間《；公交車(chē)從停車(chē)線行駛 到2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l所需時(shí)間《。
(1)公交車(chē)從1號(hào)^^交車(chē)?？空拘旭偟酵＼?chē)線所需的時(shí)間《
公交車(chē)從啟動(dòng)到正常速度行駛需要一段距離s = i 。因此從停靠站到停車(chē) 線的時(shí)間根據(jù)其距離《,與s的關(guān)系分兩種情況計(jì)算
當(dāng)《，》時(shí)，,f二，+^^。 ' A 、
設(shè)公交車(chē)離開(kāi)?？空镜臅r(shí)刻為"則公交車(chē)到達(dá)交叉口 i停車(chē)線處的時(shí)刻
為
(2 )公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間,(
公交車(chē)停車(chē)等待時(shí)間與公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)交叉口信號(hào)有關(guān)。當(dāng)公交車(chē)遇 到綠燈時(shí)，等待時(shí)間為0;當(dāng)遇到紅燈時(shí)，等待時(shí)間為《=~—(, +《)，其中~為 給予信號(hào)優(yōu)先時(shí)公交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)刻。
(3 )公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l所需時(shí)間《
公交車(chē)從停車(chē)線駛?cè)?號(hào)公交車(chē)?？空緆+l (下游站點(diǎn))時(shí)間與停車(chē)線到2 號(hào)公交車(chē)停靠站k+l的距離有關(guān)，計(jì)算公式為
《
■i+l
^ + ，
、 A
公交車(chē)輛從1號(hào)公交車(chē)?？空緆行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的行駛時(shí)間 為 r = , 3*。
綜上所述公交車(chē)輛從1號(hào)公交車(chē)?？空緆行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的 行程時(shí)間為 r'= ;+r
3)控制中心根據(jù)公交車(chē)行程時(shí)間，結(jié)合公交車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表信息，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)停靠站k+l的晚點(diǎn)時(shí)間，判斷其是否大于臨界值，同時(shí)考慮
發(fā)車(chē)間隔、公交車(chē)乘客人數(shù)等因素，建立公交優(yōu)先權(quán)重模型
a =1+1//(力)
其中
L力 c/^j8
式中《—第''輛7>交車(chē)的權(quán)重；
y/(力) 一公交車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)對(duì)應(yīng)的權(quán)重函數(shù)；
力一第!'輛公交車(chē)與運(yùn)行時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度； P —公交運(yùn)行時(shí)刻偏離狀態(tài)權(quán)重補(bǔ)償臨界值； 一公交車(chē)輛晚點(diǎn)到達(dá)下游站點(diǎn)的時(shí)刻； "一/>交車(chē)輛正點(diǎn)到達(dá)下游站點(diǎn)的時(shí)刻； A —7>交車(chē)輛發(fā)車(chē)時(shí)間間隔。 給公交車(chē)分配權(quán)重的同時(shí)，判斷公交車(chē)是否發(fā)出優(yōu)先申請(qǐng)當(dāng)力2j8時(shí)，表 明公交車(chē)晚點(diǎn)，申請(qǐng)優(yōu)先通過(guò)；否則，不予優(yōu)先。
確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)l號(hào)公交車(chē)停靠站(k)時(shí)公 交相位是否為紅燈，是，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈到達(dá)交叉 口停車(chē)線不是紅燈，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變；到達(dá)交叉口停車(chē)線是紅燈，進(jìn) 入選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式；
確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)l號(hào)公交車(chē)?？空?k)時(shí)公 交相位不是紅燈，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈不是紅燈，維持 原信號(hào)配時(shí)方案不變；是紅燈，進(jìn)入選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式；
3. 控制中心利用上面的計(jì)算和交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)得到公交車(chē)到達(dá)停車(chē) 線時(shí)的燈色情況并根據(jù)不同的燈色選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式
當(dāng)需要給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先時(shí)，控制中心利用上面計(jì)算的公交車(chē)到達(dá)停車(chē) 線的時(shí)刻和交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)可以得到公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)該公交車(chē)所在相 位的燈色情況。根據(jù)不同的燈色選擇不同的公交信號(hào)優(yōu)先方式
(1) 預(yù)測(cè)時(shí)刻為紅燈，到達(dá)停車(chē)線時(shí)為紅燈，選擇公交相位綠燈提前啟亮 的優(yōu)先方式；
(2) 預(yù)測(cè)時(shí)刻為綠燈，到達(dá)停車(chē)線為紅燈時(shí)，選擇公交相位綠燈時(shí)間延長(zhǎng) 的優(yōu)先方式；
公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)?？空緆 (上游站點(diǎn))時(shí)刻控制中心開(kāi)始預(yù)測(cè)其行 程時(shí)間，此時(shí)刻即為預(yù)測(cè)時(shí)刻。
4. 計(jì)算交叉口的綜合效益公交信號(hào)優(yōu)先方式確定后，控制中心開(kāi)始計(jì)算優(yōu)先前后交叉口的綜合效益， 以確定公交優(yōu)先方式是否可行。
用交叉口的人總延誤來(lái)反映交叉口的綜合效益，優(yōu)先前后交叉口的人總延
誤變化量用PI來(lái)表示？/ = ^),-tA^,+1+ADp,包括公交優(yōu)先相位減少的延誤
,+l
AD,;非公交優(yōu)先相位增加的延誤之和tAZ^;公交站點(diǎn)乘客延誤變化ADp。
7+1
在計(jì)算PI過(guò)程中，考慮到計(jì)算的方便性，將人總延誤分為公交站點(diǎn)乘客 延誤、公交車(chē)輛人總延誤、社會(huì)車(chē)輛人總延誤三部分計(jì)算。 1 )計(jì)算公交站點(diǎn)乘客延誤
假設(shè)各站點(diǎn)乘客的到達(dá)服從泊松(Poission )分布，2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l (下游站點(diǎn))前后兩輛公交車(chē)之間到達(dá)人數(shù)為B的概率為
式中義為行人到達(dá)率，r為同一線路前后兩輛公交車(chē)的發(fā)車(chē)間隔，柳為發(fā)
車(chē)間隔內(nèi)平均到達(dá)的人數(shù)。
公交站點(diǎn)乘客延誤計(jì)算
設(shè)。,—i， o,, 。,+1分別為第/-1到第/ + 1輛公交車(chē)正點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空?k+l的時(shí)刻，當(dāng)?shù)?輛公交車(chē)晚點(diǎn)&。到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l時(shí)，。,—,和o,間到 達(dá)的乘客晚點(diǎn)A/。時(shí)間，但A,。時(shí)間內(nèi)到達(dá)的乘客則提前(r-Ar。)時(shí)間。此時(shí)，2 號(hào)公交車(chē)?？空緆+l乘客延誤&為
& = r邊?！狝,。幾(r _爭(zhēng))=全邊02;
當(dāng)?shù)?'輛公交車(chē)提前A/。到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，o,-,和(o, 時(shí)刻間到達(dá)的乘客提早了
Ar。時(shí)間，但&。時(shí)間內(nèi)到達(dá)的乘客則晚點(diǎn)r時(shí)間，此時(shí)乘客延誤A為
<formula>formula see original document page 23</formula>
可以看出當(dāng)么/。=0時(shí)化最小，即公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l時(shí) 乘客延誤最小。因此當(dāng)公交車(chē)提前到達(dá)站點(diǎn)時(shí)，基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先思 想要求公交車(chē)必須準(zhǔn)點(diǎn)駛離站點(diǎn)，即此時(shí)公交車(chē)需在站點(diǎn)等待至準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)刻才能 離開(kāi)，乘客延誤和準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)一樣都為零。
由行程時(shí)間預(yù)測(cè)可知優(yōu)先前公交到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l時(shí)刻為,,，公交車(chē)的準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)刻為o,，設(shè)優(yōu)化后到達(dá)時(shí)刻為,;，在交叉口給公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后有兩
種情況優(yōu)先后公交車(chē)依舊晚點(diǎn)；優(yōu)先后公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)或提前到達(dá)下游站點(diǎn)
(1) 優(yōu)先后公交車(chē)仍晚點(diǎn)。此時(shí)，根據(jù)"p計(jì)算公式可知優(yōu)先前后站點(diǎn)乘客 的延誤變化量Ai^為
^ —A((:—o,)2 A(,,—o,)2. p 2 2 ,
(2) 優(yōu)先后公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)或提前到達(dá)站點(diǎn)。同理可得乘客的延誤變化量
AD 一義("')2。 p 2
2)計(jì)算公交車(chē)輛人總延誤
公交信號(hào)優(yōu)先包括綠燈時(shí)間延長(zhǎng)和綠燈提前啟亮兩種方式。因此，公交車(chē) 輛的人總延誤要分兩種情況來(lái)計(jì)算。
(1) 計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的人總延誤
公交車(chē)減少的延誤在時(shí)間上等于公交車(chē)在交叉口停車(chē)線停留產(chǎn)生的延誤。 假設(shè)t時(shí)刻公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)?？空緆，公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空緆到 達(dá)交叉口停車(chē)線所需時(shí)間為^ ,那么公交車(chē)輛到達(dá)交叉口停車(chē)線的時(shí)刻為 ^=, + 4，若^+,g^pfg,則公交車(chē)需要請(qǐng)求第!'相位綠燈延長(zhǎng)A《通過(guò)交叉口。 第/相位綠燈開(kāi)始時(shí)刻和終止時(shí)刻分別為^和g,,,公交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)間為 r,那么有厶^^,-^+7\
如果不給予公交信號(hào)優(yōu)先，單輛公交車(chē)產(chǎn)生的延誤為
如果給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先，《=0,那么減少延誤為
《=C-g,_G,-g")=C-,,+< 。 當(dāng)優(yōu)先相位是第一相位時(shí)，單輛公交車(chē)減少的人總延誤為
其中^為公交車(chē)平均載客數(shù)(如果能夠檢測(cè)到公交車(chē)實(shí)時(shí)的乘客人數(shù)可 用檢測(cè)值)，^為公交相位是第一相位時(shí)公交車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻，f,為公交相位 是第!'相位時(shí)公交車(chē)到達(dá)交叉口時(shí)刻，g,為第!'相位的綠燈時(shí)間。
(2) 計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的人總延誤
假設(shè)第i相位公交車(chē)輛到達(dá)交叉口停車(chē)線的時(shí)刻為,:，第/相位綠燈開(kāi)始時(shí)刻 和終止時(shí)刻分別為^和^,當(dāng)需要綠燈提前啟亮?xí)r，g >r;，那么單輛公交車(chē)減 少的延誤為 ;
當(dāng)優(yōu)先相位是第一相位，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線的時(shí)間為"，公交車(chē) 到達(dá)時(shí)刻上一個(gè)相位的有效綠燈時(shí)間為g,時(shí)，單輛公交車(chē)減少的人總延誤為3)計(jì)算社會(huì)車(chē)輛人總延誤
同理社會(huì)車(chē)輛的延誤也分綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤、綠燈 提前啟亮方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤兩種情況。不同的是，計(jì)算社會(huì)車(chē)輛人總 延誤還要考慮其所在相位是否與公交車(chē)為同一相位。
(1)計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤
A.計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤
參閱圖4,如果第一相位綠燈不延長(zhǎng)A一則該時(shí)段內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛需要等待 下一次綠燈啟亮?xí)r才能離開(kāi)交叉口。如圖中所示，四邊形AEFG的面積表示在A,, 時(shí)間內(nèi)到達(dá)第一進(jìn)口道的車(chē)輛由于綠燈延長(zhǎng)減少的延誤
2
△，1
式中
—第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛減少的延誤(s); ^一第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(Pcu/s); ^一第一相位第一個(gè)進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)的飽和流率(pcu/s); 第一相位有效紅燈時(shí)間(s)。 公交優(yōu)先相位的其余的直行進(jìn)口道減少的延誤為
2
式中
因此，
a 一第一相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛減少的延誤(s);
^一第一相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);
S,—第一相位第J進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s) 第一相位所有進(jìn)口道車(chē)輛減少的人總延誤為
加i
牛2尸cM,f:尸，
產(chǎn)i 戶i
2
S', 1
1.5)。
式中^為第一相位直行進(jìn)口道個(gè)數(shù)，Pc為社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)(建議取 )。
綜上所述公交優(yōu)先相位減少的延誤為AA = ADf + ADf 。 B.計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤
參閱圖5與圖6,第一相位綠燈延長(zhǎng)A^，根據(jù)非優(yōu)先相位的流量比來(lái)壓縮 各相位綠燈時(shí)間。非優(yōu)先相位第i相位的綠燈時(shí)間壓縮值為 = g, — g,=A ; -A7;'。式中A7;和分別為非優(yōu)先相位由于前面相位綠燈延長(zhǎng)所
帶來(lái)的綠燈啟亮和結(jié)束的時(shí)間差。因此，A,,=^>^。其中Af,由非優(yōu)先相位通過(guò)等流量比分配決定，第i相位的流量比為:
乂=1
從圖5可見(jiàn)，在第i相位[fl,"]時(shí)間段內(nèi)到達(dá)交叉口停車(chē)線的車(chē)輛由于綠燈 啟亮?xí)r間推遲而必須等到下一周期才能離開(kāi)，增加的部分延誤如圖6中四邊形 DBFE的面積；在[6,"的時(shí)間段內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛由于相位綠燈延長(zhǎng)而可以直接通過(guò) 交叉口停車(chē)線，其減少的延誤類(lèi)似如圖4中四邊形AEFG的面積。由此可得，第
i相位第j進(jìn)口道延誤變化為
<formula>formula see original document page 26</formula>(i =2, 3，…n; j =1, 2,…， 式中A《一第i相位第j進(jìn)口道上增加的車(chē)輛延誤(s);
^一第i相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s);
^一為第i相位第j進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s);
C一第i相位有效紅燈時(shí)間(s)。 第i相位所有非公交專(zhuān)用進(jìn)口道社會(huì)車(chē)輛增加的總延誤為
產(chǎn)i
所有非公交相位社會(huì)車(chē)輛增加的人總延誤為
<formula>formula see original document page 26</formula>(2)計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤 A.計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤
參閱圖7,當(dāng)?shù)谝幌辔痪G燈才是前A/時(shí)間啟亮?xí)r，該相位各進(jìn)口道上社會(huì)車(chē) 輛的延誤將會(huì)減少。如圖中四邊形BFED所示，第一相位第一個(gè)進(jìn)口道由于紅燈 提前結(jié)束而減少的延誤為
2r! -A,;
因此，第一相位所有進(jìn)口道減少的人總延誤為:2r! — A/j
產(chǎn)i 產(chǎn)il2(Si廣仏i) j
其中Pc —社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)(建議取1.5);
<一第1相位公交車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線的時(shí)刻(s); A"—第1相位綠燈提前啟亮的時(shí)間(s); ^一第1相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)； A/;—第1相位綠燈提前啟亮的時(shí)間(s);
第l相位第1進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率(pcu/s); 5 —第l相位第1進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率(pcu/s); 。 一第1相位有效紅燈時(shí)間(s); B.計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤
參閱圖8,對(duì)公交優(yōu)先相位的前一個(gè)相位(設(shè)為第i相位)來(lái)說(shuō)，綠燈提 前結(jié)束了Af,:,在A夂內(nèi)到達(dá)的車(chē)輛本應(yīng)該在這一周期的綠燈期間通過(guò)交叉口。如 圖中四邊形EFBA所示，第i相位第j進(jìn)口道增加的延誤為
A《,
2r' + Af,
2("y:
第i相位由于綠燈提前啟亮所有進(jìn)口道增加的人總延誤為
m
m,
2r' +
戶i
綜和上面計(jì)算的公交站點(diǎn)乘客延誤、公交車(chē)輛人總延誤和社會(huì)車(chē)輛人總延 誤，得出綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的交叉口人總延誤變化量為
戶i
2
+ AD
-SIX
,=2產(chǎn)l
.2(")
綠燈提前啟亮方式下的交叉口人總延誤變化量為:
尸/=A (g, 一,; )+i>c { ，Si 、 (2n—a< )}
2r'+~AT
戶i
△"A
5.由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案
判斷信號(hào)優(yōu)先方案是否可行當(dāng)PI>0時(shí)，信號(hào)優(yōu)先方案可行。選擇合適的 g,對(duì)信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案，并下發(fā)到信號(hào)機(jī)。通過(guò)信號(hào)機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交信號(hào)優(yōu)先；當(dāng)PI〈0時(shí)，保持原信 號(hào)配時(shí)方案不變。
所述的選擇合適的g,對(duì)信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)整是指將公交優(yōu)先方式下的綠燈 時(shí)間延長(zhǎng)和綠燈提前啟亮?xí)r間用參數(shù)g,來(lái)表示。通過(guò)分析公交車(chē)運(yùn)行情況及信 號(hào)配時(shí)情況，綜合考慮交叉口的綜合效益，得到綠燈時(shí)間優(yōu)化參數(shù)&的取值范 圍，在該范圍內(nèi)選擇使人總延誤變化量尸/最大的g,值作為綠燈時(shí)間優(yōu)化的參數(shù)， 對(duì)交叉口信號(hào)配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。
g,的取值范圍
1) 當(dāng)采用綠燈延長(zhǎng)時(shí)，g^[g,f+7;,gmaJ, g^為公交相位最大綠燈時(shí)間；
2) 當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如'果其它相位滿足最小綠燈時(shí)間，g,e[g,f，g ];
3) 當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如果其它相位不滿足最小綠燈Ehf間， g^[Vl)mm,g ] ， v一為公交前一相位最小紅燈時(shí)間。
確定了 g,的取值范圍后，在可能的取值范圍內(nèi)取時(shí)間的整數(shù)值分別計(jì)算人
總延誤變化量尸/,選取使/Y取值最大的g,值。
權(quán)利要求
1.一種采用計(jì)算機(jī)程序的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，首先進(jìn)行信息采集步驟，其特征在于，該方法還包括有下列步驟1)對(duì)公交車(chē)行程時(shí)間及偏離時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度計(jì)算，包括如下步驟(1)計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空?k)行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空?k+1)的行程時(shí)間(T′)T＝Td+T<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>T</mi><mo>=</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>1</mn> <mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>2</mn> <mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>3</mn> <mi>b</mi></msubsup> </mrow>]]></math></maths>式中Td-公交車(chē)在1號(hào)公交車(chē)?？空?k)停靠時(shí)間，單位，s；T-公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)停靠站(k)行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空?k+1)的行駛時(shí)間，單位，s；t1b-公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)停靠站行駛到停車(chē)線所需的時(shí)間；t2b-公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待時(shí)間；t3b-公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空?k+1)所需時(shí)間；(2)控制中心根據(jù)公交車(chē)行程時(shí)間(T′)，結(jié)合公交車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表信息，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空?k+1)的晚點(diǎn)程度(di)，判斷其是否大于臨界值(β)，當(dāng)di≥β時(shí)，申請(qǐng)優(yōu)先通過(guò)；否則，不予優(yōu)先，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變；(3)確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)停靠站(k)時(shí)公交相位是否為紅燈，是，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈到達(dá)交叉口停車(chē)線不是紅燈，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變；到達(dá)交叉口停車(chē)線是紅燈，進(jìn)入選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式；(4)確定給予公交車(chē)信號(hào)優(yōu)先后，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)1號(hào)公交車(chē)停靠站(k)時(shí)公交相位不是紅燈，預(yù)測(cè)公交車(chē)到達(dá)交叉口停車(chē)線是否為紅燈不是紅燈，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變；是紅燈，進(jìn)入選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式；2)控制中心利用上面的計(jì)算和交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)得到公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)的燈色情況并根據(jù)不同的燈色選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式(1)預(yù)測(cè)時(shí)刻為紅燈，到達(dá)停車(chē)線時(shí)為紅燈，選擇公交相位綠燈提前啟亮的優(yōu)先方式；(2)預(yù)測(cè)時(shí)刻為綠燈，到達(dá)停車(chē)線為紅燈時(shí)，選擇公交相位綠燈時(shí)間延長(zhǎng)的優(yōu)先方式；3)計(jì)算交叉口的人總延誤變化量(PI)<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>PI</mi><mo>=</mo><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mi>p</mi></msub> </mrow>]]></math></maths>式中ΔDi-公交優(yōu)先相位減少的延誤，單位，s； id="icf0003" file="A2009100668860003C1.tif" wi="13" he="9" top= "30" left = "44" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>-非公交優(yōu)先相位增加的延誤之和，單位，s；ΔDp-公交站點(diǎn)乘客延誤變化，單位，s；4)判斷信號(hào)優(yōu)先方案是否可行，選擇合適的gs由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案(1)當(dāng)PI＞0時(shí)，綠燈提前啟亮或者綠燈時(shí)間延長(zhǎng)信號(hào)優(yōu)先方案可行，選擇合適的gs對(duì)信號(hào)配時(shí)進(jìn)行調(diào)整，由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案，并下傳到信號(hào)機(jī)，實(shí)現(xiàn)基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交信號(hào)優(yōu)先；(2)當(dāng)PI＜0時(shí)，維持原信號(hào)配時(shí)方案不變。
2. 按照權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，其特 征是所述的信息采集包括有下列步驟1) 利用安裝在公交車(chē)上的GPS接收機(jī)以固定采樣間隔采集日期、時(shí)間、公 交車(chē)位置和速度信息；2) 同時(shí)利用安裝車(chē)門(mén)處的自動(dòng)乘客計(jì)數(shù)系統(tǒng)采集公交車(chē)載客數(shù)；3 )同時(shí)利用埋設(shè)在社會(huì)車(chē)輛進(jìn)口車(chē)道上的感應(yīng)線圈4全測(cè)社會(huì)車(chē)輛的流量和 速度信息；4)將采集的以上三方面的信息通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到進(jìn)行信息處理的 控制中心。
3. 按照權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，其特 征是所述的計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空?k )行駛到2號(hào)公交車(chē)停靠站(k+l) 的行程時(shí)間(r')及偏離時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度包括有下列步驟1)計(jì)算公交車(chē)在1號(hào)公交車(chē)?？空?k )的?？繒r(shí)間(rd ):K W)x[，-^("]x7; (1) 式中rd—公交車(chē)?？繒r(shí)間，單位，r，停靠站k的乘客到達(dá)率，單位，passengers/s; ~("—公交車(chē)b到達(dá)l號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)間，單位，s; "-,W—公交車(chē)b-l到達(dá)l號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)間，單位，" ;——乘客平均的上車(chē)時(shí)間，單位，s; 2 )計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空?k )行駛到2號(hào)公交車(chē)停靠站(k+l) 的行駛時(shí)間(r ):(1)計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空?k )行駛到停車(chē)線的時(shí)間(《) 公交車(chē)從停止到啟動(dòng)再到正常速度所需的距離為S ，其中^為公交車(chē)加速度，^為公交車(chē)行駛速度;當(dāng)《，《S時(shí)， 《=」1 (2a) 當(dāng)《,〉S時(shí)， 《=，+ ^iZf (2b)(2 )計(jì)算公交車(chē)在停車(chē)線處停車(chē)等待的時(shí)間(《)如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到綠燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為 《=0 (4a) 如果公交車(chē)到達(dá)交叉口遇到紅燈相位，那么停車(chē)等待時(shí)間為 《S一(, + ,f) (4b)式中~—給予信號(hào)優(yōu)先時(shí)公交車(chē)通過(guò)交叉口的時(shí)刻；？一公交車(chē)離開(kāi)1 號(hào)公交車(chē)停靠站k的時(shí)刻；(3 )計(jì)算公交車(chē)從停車(chē)線行駛到2號(hào)公交車(chē)停靠站(k+l )的時(shí)間(,(),3*=_——^L+:ii (5)公交車(chē)輛在1號(hào)公交車(chē)?？空緆和2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l間的行駛時(shí)間為(4 )計(jì)算公交車(chē)從1號(hào)公交車(chē)?？空?k )行駛到2號(hào)公交車(chē)?？空?k+l) 偏離時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度(《)々' ("其中力一第/輛公交車(chē)與運(yùn)行時(shí)刻表的晚點(diǎn)程度； 戶 一公交運(yùn)行時(shí)刻偏離狀態(tài)權(quán)重補(bǔ)償臨界值； 一公交車(chē)輛晚點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻； "一公交車(chē)輛正點(diǎn)到達(dá)2號(hào)公交車(chē)?？空緆+l的時(shí)刻； & 一7>交車(chē)輛發(fā)車(chē)時(shí)間間隔。
4.按照權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，其特 征是所述的計(jì)算交叉口的人總延誤包括有下列步驟1)計(jì)算公交站點(diǎn)乘客延誤；2 )計(jì)算公交車(chē)輛人總延誤；(1) 計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的人總延誤；(2) 計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的人總延誤；3)計(jì)算社會(huì)車(chē)輛人總延誤；(1) 計(jì)算綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；A. 計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；B. 計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；(2) 計(jì)算綠燈提前啟亮方式下的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；A. 計(jì)算公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；B. 計(jì)算非公交所在相位的社會(huì)車(chē)輛人總延誤；綜和上面計(jì)算的公交站點(diǎn)乘客延誤、公交車(chē)輛人總延誤和社會(huì)車(chē)輛人總延 誤，得出綠燈時(shí)間延長(zhǎng)方式下的交叉口人總延誤變化量(尸/ )為<formula>formula see original document page 5</formula>抓柳,其中公交車(chē)平均載客數(shù)； Pc —社會(huì)車(chē)輛平均載客數(shù)； c—周期長(zhǎng)度，單位，^一第l相位公交車(chē)到達(dá)交叉口的時(shí)刻，單位， -第l相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)； -第/相位進(jìn)口道個(gè)數(shù)；第1相位第/進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s; 第/相位第/進(jìn)口道的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s; A^—第l相位綠燈延長(zhǎng)時(shí)間，單位， ri —第1相位有效紅燈時(shí)間，單位，s;第/相位有效紅燈時(shí)間，單位， ^一第1相位第_/進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s; &一第/相位第_/進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s; AZ)p—公交站點(diǎn)乘客延誤變化，單位，A7; —非優(yōu)先相位由于上一相位綠燈延長(zhǎng)所導(dǎo)致的綠燈啟亮的時(shí)間差，單位,A7;'—非優(yōu)先相位由于上一相位綠燈延長(zhǎng)所導(dǎo)致的綠燈結(jié)束的時(shí)間差，單位，s;得出綠燈提前啟亮方式下的交叉口人總延誤變化量(i3/ )為:其中g(shù), —第!'相位綠燈時(shí)間，單位，第l相位公交車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線的時(shí)刻，單位，s; —第1相位綠燈4是前啟亮的時(shí)間，單位，s; a<—第/相位綠燈提前啟亮的時(shí)間，單位，s; a^; —第1相位綠燈提前啟亮的時(shí)間，單位，s; ^一第l相位第l進(jìn)口道上的車(chē)輛到達(dá)率，單位，pcu/s; Su—第l相位第l進(jìn)口道上車(chē)輛離開(kāi)時(shí)的飽和流率，單位，pcu/s。
5.按照權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法，其特 征是所述的選擇合適的g,由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案包括如下步驟1)確定公交優(yōu)先方式下的綠燈時(shí)間延長(zhǎng)和綠燈提前啟亮?xí)r間參數(shù)g,的取值 范圍(1)當(dāng)采用綠燈延長(zhǎng)時(shí)，g,e[g,f+7;,gmaJ, g鵬為公交相位最大綠燈時(shí)間； (2 )當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如i其它相位滿足最小綠燈時(shí)間，g, ,gj; (3)當(dāng)采用綠燈提前啟亮?xí)r，如果其它相位不滿足最小綠燈s4間， g,e[Vl)mm,gj， ^—為公交前一相位最小紅燈時(shí)間；2)確定了 g,的取值范圍后，在可能的取值范圍內(nèi)取時(shí)間的整數(shù)值分別計(jì)算 人總延誤變化量(iV )，選耳又使人總延誤變化量(Z5/ )取值最大的g,值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了采用計(jì)算機(jī)程序的基于運(yùn)行時(shí)刻表的公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)方法。解決現(xiàn)有公交優(yōu)先信號(hào)配時(shí)技術(shù)未考慮公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率不足，以實(shí)現(xiàn)城市公交車(chē)準(zhǔn)點(diǎn)率最大化的問(wèn)題。方法包括信息采集；對(duì)公交車(chē)行程時(shí)間(T′)及偏離時(shí)刻表晚點(diǎn)程度(d_i)的計(jì)算；控制中心利用上面計(jì)算和交叉口當(dāng)前信號(hào)配時(shí)得到公交車(chē)到達(dá)停車(chē)線時(shí)的燈色情況并根據(jù)不同的燈色選擇公交信號(hào)優(yōu)先方式；計(jì)算交叉口的人總延誤變化量(PI)和由控制中心生成新的信號(hào)配時(shí)方案。其中公交車(chē)行程時(shí)間包括公交車(chē)停靠時(shí)間(T_d)和公交車(chē)行駛時(shí)間(T)兩部分；公交信號(hào)優(yōu)先方式包括綠燈提前啟亮和綠燈時(shí)間延長(zhǎng)兩種優(yōu)先方式；人總延誤分為公交站點(diǎn)乘客延誤、公交車(chē)輛人總延誤和社會(huì)車(chē)輛人總延誤三部分。
文檔編號(hào)G08G1/07GK101556740SQ20091006688
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者宋現(xiàn)敏, 曲昭偉, 鳳 李, 李志慧, 王殿海, 胡宏宇, 盛 金, 陳永恒, 巍 魏, 強(qiáng) 魏 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)