一種考慮多路公交優(yōu)先的交叉口信號(hào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交叉口控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮多路公交優(yōu)先的交叉口信號(hào) 控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 大力發(fā)展城市公共交通，是緩解目前中國(guó)城市交通擁堵問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題的有 效措施。為了提高公共交通對(duì)出行者的吸引力，一方面可以采用降低票價(jià)、提高公交舒適性 等手段；另一方面，減少乘坐公交所花費(fèi)的時(shí)間，也是提高公交分擔(dān)率的途徑。據(jù)調(diào)查，在公 交行駛過(guò)程中，在交叉口的停車延誤占公交總延誤的約50%，與在停靠站的延誤相當(dāng)。因 此，在交叉口控制中考慮公交車輛的優(yōu)先通行能有效減少公交出行總時(shí)間、提高公交出行 效率和滿意度。
[0003] 現(xiàn)有的中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102568224B公開了一種用于快速公交的交叉口預(yù)感應(yīng) 信號(hào)優(yōu)先控制方法，在采集快速公交經(jīng)過(guò)路段各個(gè)交叉口信號(hào)燈的原始信號(hào)配時(shí)信息、公 交設(shè)施和運(yùn)行信息及道路設(shè)施信息后，結(jié)合設(shè)置的公交到達(dá)檢測(cè)器，預(yù)測(cè)快速公交在各路 段的行駛時(shí)間和延誤，確定快速公交到達(dá)對(duì)應(yīng)交叉口的時(shí)刻，并與交叉口的信號(hào)配時(shí)周期 進(jìn)行比較，判斷是否需要采取優(yōu)先信號(hào)調(diào)整措施來(lái)保證公交車輛快速通過(guò)交叉口。其中調(diào) 整措施為根據(jù)公交實(shí)際到達(dá)交叉口時(shí)刻與理想到達(dá)時(shí)刻的時(shí)間差，按比例擴(kuò)大或壓縮信號(hào) 周期和各相位時(shí)長(zhǎng)。采用上述控制方法，雖然可以在一定程度上減少快速公交在交叉口的 停車延誤，但是在適用環(huán)境和使用效果方面仍存在以下局限性和不足：
[0004] 1、上述控制方法在預(yù)測(cè)快速公交到達(dá)交叉口時(shí)刻時(shí)，只考慮了公交車在路段的行 駛時(shí)間和在?？空镜难诱`，并沒(méi)有考慮在對(duì)應(yīng)交叉口進(jìn)口道停車線前的排隊(duì)車輛。若有排 隊(duì)車輛存在，則即使公交車輛按照理想時(shí)間到達(dá)，也有可能需要停車等待，跟在排隊(duì)車輛之 后通過(guò)交叉口。而停車線前沒(méi)有排隊(duì)車輛的情況在普通車道非常少見(jiàn)，因此上述方法只適 用于交叉口進(jìn)口道有公交專用道，且該進(jìn)口道幾乎不存在排隊(duì)公交車輛的情況。
[0005] 2、上述控制方法只提出了在交叉口針對(duì)一條快速公交線的一輛公交車輛進(jìn)行預(yù) 感應(yīng)信號(hào)優(yōu)先控制，而現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一個(gè)交叉口在同一信號(hào)周期有多輛不同線路的公交從不 同方向通過(guò)交叉口的情況十分常見(jiàn)，甚至有可能出現(xiàn)同一個(gè)周期同一條線路有兩輛公交先 后通過(guò)交叉口。因此上述控制方法應(yīng)用的局限性非常明顯，無(wú)法適應(yīng)更為復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)環(huán)境。
[0006] 3、上述控制方法在進(jìn)行信號(hào)優(yōu)先控制調(diào)整時(shí)，根據(jù)公交到達(dá)時(shí)刻與理想到達(dá)時(shí)刻 的時(shí)間差等比例擴(kuò)大或壓縮交叉口信號(hào)周期長(zhǎng)度，從而使公交車輛盡可能在理想時(shí)刻到達(dá) 交叉口。然而這種信號(hào)控制調(diào)整措施只是著眼于快速公交車輛，忽略了其他社會(huì)車輛的需 求?，F(xiàn)實(shí)中交叉口信號(hào)周期時(shí)間是交通工程師根據(jù)交叉口設(shè)計(jì)和各進(jìn)口交通流量等資料計(jì) 算得到的，合理的周期長(zhǎng)度能夠在滿足交叉口各方向車輛交通需求的情況下盡可能減少車 輛延誤。如果不根據(jù)社會(huì)車輛情況就擴(kuò)大信號(hào)周期長(zhǎng)度，可能導(dǎo)致某進(jìn)口道車輛已經(jīng)放空， 但該相位還是綠燈的情況出現(xiàn)，從而形成了綠燈時(shí)間的浪費(fèi)，使得其他進(jìn)口道車輛的延誤 大大增加；而相反壓縮信號(hào)周期，可能導(dǎo)致某信號(hào)相位的綠燈時(shí)間無(wú)法滿足車輛需求，車道 飽和度超出限值，使車輛在進(jìn)口道越積越多。除此之外，如果需要實(shí)現(xiàn)車輛的綠波通行，則 這些交叉口的信號(hào)周期必須相等且為定值，這是實(shí)現(xiàn)綠波的基本前提。因此信號(hào)周期在實(shí) 際情況中不應(yīng)隨意變動(dòng)，即使需要調(diào)整周期長(zhǎng)度也需要考慮各車道社會(huì)車輛的到達(dá)情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種有多路公交到達(dá)的 交叉口公交優(yōu)先控制方法，在考慮多路公交人均延誤最小的同時(shí)，減少對(duì)原始信號(hào)的改變 和對(duì)其他車道的影響，從而保證了公交的優(yōu)先控制和交叉口的正常運(yùn)行。
[0008] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種考慮多路公交優(yōu)先的交叉口信號(hào)控制 方法，設(shè)置與信號(hào)控制系統(tǒng)相連的控制中心，在公交車輛上設(shè)置有車載GPS;在交叉口各進(jìn) 口道停車線處設(shè)置A類車輛檢測(cè)器；在交叉口距離各進(jìn)口道一定距離處設(shè)置B類車輛檢測(cè) 器，兩類車輛檢測(cè)器計(jì)數(shù)實(shí)時(shí)上傳至控制中心；包括以下步驟：
[0009] 步驟1)根據(jù)城市公交線路圖確定經(jīng)過(guò)該交叉口的公交線路；
[0010] 步驟2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查采集該交叉口信號(hào)配時(shí)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行信息和公交車輛經(jīng)過(guò)該 交叉口的信息；具體包括：交叉口信號(hào)周期C，相位數(shù)M，黃燈時(shí)長(zhǎng)I;各相位i原始配時(shí)方案 的顯示綠燈時(shí)間gf和最短綠燈時(shí)間交叉口所有方向進(jìn)口車道總數(shù)J，每一條進(jìn)口車 道j的飽和流量SAj;每個(gè)進(jìn)口車道j在可通行相位i開始前排隊(duì)車輛數(shù)以及在可通行相位 i開始后對(duì)應(yīng)排隊(duì)數(shù)量的車輛全部通過(guò)停車線的平均清空時(shí)間，將所得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于控制中 心清空時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)中；不同公交線路、不同行駛方向的公交車輛在不同時(shí)間段經(jīng)過(guò)該交叉 口時(shí)的平均載客量以及經(jīng)過(guò)該交叉口所利用的相位，將所得的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于控制中心歷史平 均載客量數(shù)據(jù)庫(kù)中，以設(shè)定時(shí)間為一個(gè)時(shí)間段；
[0011] 步驟3)需要經(jīng)過(guò)目標(biāo)交叉口的公交車輛在進(jìn)入目標(biāo)交叉口設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)自動(dòng) 向控制中心發(fā)出申請(qǐng)，并向控制中心實(shí)時(shí)上傳車載GPS數(shù)據(jù)；控制中心實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)第k輛申請(qǐng) 公交車到達(dá)目標(biāo)交叉口的時(shí)間tk及所處的時(shí)間段，確定公交運(yùn)行線路與行駛方向；交叉口 新周期開始時(shí)間為T，則設(shè)第k輛公交車輛到達(dá)交叉口所需要的時(shí)間arrivek=tk-T，新周 期開始前判斷所有申請(qǐng)公交車輛的請(qǐng)求在新周期是否需要考慮，若〇 <arrivek<C，則考 慮第k輛公交的申請(qǐng)，否則公交車輛申請(qǐng)不予考慮；設(shè)新周期需要考慮的申請(qǐng)公交車輛數(shù) 為n;
[0012] 步驟4)建立多目標(biāo)規(guī)劃模型，其中目標(biāo)函數(shù)為：
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種考慮多路公交優(yōu)先的交叉口信號(hào)控制方法，其特征在于：設(shè)置與信號(hào)控制系統(tǒng) 相連的控制中心，在公交車輛上設(shè)置有車載GPS;在交叉口各進(jìn)口道停車線處設(shè)置A類車輛 檢測(cè)器；在交叉口距離各進(jìn)口道一定距離處設(shè)置B類車輛檢測(cè)器，兩類車輛檢測(cè)器計(jì)數(shù)實(shí) 時(shí)上傳至控制中心；包括以下步驟： 1) 根據(jù)城市公交線路圖確定經(jīng)過(guò)該交叉口的公交線路； 2) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查采集該交叉口信號(hào)配時(shí)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行信息和公交車輛經(jīng)過(guò)該交叉口的 信息；具體包括：交叉口信號(hào)周期C，相位數(shù)M，黃燈時(shí)長(zhǎng)I;各相位i原始配時(shí)方案的顯示綠 燈時(shí)間和最短綠燈時(shí)間gi，min;交叉口所有方向進(jìn)口車道總數(shù)J，每一條進(jìn)口車道j的飽和 流量SAf每個(gè)進(jìn)口車道j在可通行相位i開始前排隊(duì)車輛數(shù)以及在可通行相