[发明专利]一种适用于高饱和度交叉口的公交优先信号配时优化方法

权利要求书

1.一种适用于高饱和度交叉口的公交优先信号配时优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：采集模型输入参数；

步骤S2：建立各个流向的汽车在不同情景k下的延误增加量的计算模型ΔD_a，j，并将各个流向的模型ΔD_a，j进行求和，获得汽车延误增加量的目标模型

步骤S3：建立公交车延误增加量的模型ΔD_b，并将公交优先绿灯延长时间长度代入该模型；

步骤S4：建立目标函数minΔD_a+ΔD_b，建立所述目标函数minDΔD_a+ΔD_b的约束条件；

步骤S5：结合所述约束条件，获得所述目标函数minΔD_a+ΔD_b的输出参数；其中，所述输出参数包括和所有车辆上的乘客延误增加量的最小值；表示情形k的条件下，交叉口j流向的公交优先绿灯延长时间长度；

步骤S6：根据进行信号配时优化；

情景k包括三种情况，情景1为j流向所在的车道可以在第一个周期内恢复到零的情景，情景2为j流向所在的车道可以在第二个周期内恢复到零的情景，情景3为j流向所在的车道可以在第三个周期内恢复到零的情景；

在步骤S1中，所述模型输入参数包括：

q_j，交叉口j流向的车辆到达率；

s_j，交叉口j流向的饱和流率；

C，信号周期时长；

g_j，交叉口j流向的绿灯时间长度；

n，流向的总量；

P_a，汽车上平均乘客数量；

P_b，公交车上平均乘客数量；

d_v，排队车辆的平均车头距离；

L_j，交叉口j流向所在车道的最大允许排队长度；

行人通过所需的最小绿灯时间长度；

公交优先绿灯延长时间长度；

其中，所述根据公交请求申请得到；所述模型中的其他输入参数均可以通过人工测量获得；

在步骤S2中，情形1的条件下，汽车延误增加量的模型为：

其中，该模型需满足：

其中：

表示情形1的条件下，汽车延误增加量的模型；

表示情形1的条件下，分别为绿灯时间延长后的汽车延误与初始延误变化的差值；

表示情形1的条件下，交叉口j流向的公交优先绿灯延长时间长度；

表示情形1的条件下，交叉口j流向相邻的下一个相位流向的公交优先绿灯延长时间长度；

在步骤S2中，情形2的条件下，汽车延误增加量的模型为：

其中，该模型需满足：

其中：

表示情形2的条件下，汽车延误增加量的模型；

表示情形2的条件下，分别为绿灯时间延长后的汽车延误与初始延误变化的差值；

表示情形2的条件下，第一个周期后车辆的排队长度的剩余量；

表示情形2的条件下，交叉口j流向的公交优先绿灯延长时间长度；

表示情形2的条件下，交叉口j流向相邻的下一个相位流向的公交优先绿灯延长时间长度；

在步骤S2中，情形3的条件下，汽车延误增加量的模型为：

其中，该模型需满足：

其中：

表示情形3的条件下，汽车延误增加量的模型；

表示情形3的条件下，分别为绿灯时间延长后的汽车延误与初始延误变化的差值；

表示情形3的条件下，交叉口j流向的公交优先绿灯延长时间长度；

表示情形3的条件下，交叉口j流向相邻的下一个相位流向的公交优先绿灯延长时间长度。

2.根据权利要求1所述的适用于高饱和度交叉口的公交优先信号配时优化方法，其特征在于，在步骤S4中，所述约束条件包括：排队长度的约束、各个流向绿灯时间长度的约束和双环控制的约束；其中，

所述排队长度的约束，要求各个流向的排队长度小于所在车道允许的最大排队长度，即

其中：

表示情形k的条件下，交叉口j流向所在车道的最大允许排队长度；

L_max，表示车道允许的最大排队长度；

所述各个流向绿灯时间延长长度的约束，要求下一个相位的绿灯延长时间小于等于上一个相位的绿灯延长时间，即

其中：

情形k的条件下，交叉口j流向的公交优先绿灯延长时间长度；

情形k的条件下，交叉口j流向相邻的下一个相位流向的公交优先绿灯延长时间长度；

情形k的条件下，交叉口相位2流向的公交优先绿灯延长时间长度；

情形k的条件下，交叉口相位4流向的公交优先绿灯延长时间长度；

情形k的条件下，交叉口相位5流向的公交优先绿灯延长时间长度；

情形k的条件下，交叉口相位6流向的公交优先绿灯延长时间长度；

所述双环控制的约束，要求相位控制不越过相位阻隔，即：

其中：

g_j+1，交叉口j流向相邻的下一个相位流向的绿灯时间长度；

g_j+4，交叉口j流向相邻的下四个相位流向的绿灯时间长度；

g_j+5，交叉口j流向相邻的下五个相位流向的绿灯时间长度；

情形k的条件下，交叉口j流向相邻的下五个相位流向的公交优先绿灯延长时间长度。