[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

说明书

本发明提出了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，针对采用公交优先的高饱和交叉口，在其采用绿灯时间延长策略后，对其信号配时进行优化，即对后续的各个流向也采用绿灯延长，使排队长度能在三个周期内恢复到零，减少由于采用绿灯时间延长策略引起的其他非优先车辆的延误增加；该信号配时优化方法以延误增加量最小作为优化目标，考虑排队长度、排队长度恢复到零所需周期数、最小绿灯时间和双环控制等约束条件，建立模型进行优化。该方法可以在交叉口饱和度很高的条件下提供公交信号优先，进行信号配时优化，从而拓展公交信号优先的使用范围，利于公交优先的推广。

技术领域

本发明涉及一种信号配时优化方法，尤其适用于高饱和度交叉口的公交优先信号配时优化方法，属于智能交通技术领域。

背景技术

随着城市交通拥堵越来越严重，以及可以用于交通的土地越来越紧张，所以交通拥堵需要通过改变出行方式来缓解。公交车作为一种高性价比的交通方式被很多政府和学者所推荐。提供高质量的公交服务可以吸引更多的人选择公交出行，进而减少小汽车使用率，缓解交通拥堵。公交信号优先作为一种提高公交车服务质量的方式，已经被很多学者研究。

目前对公交车采用绿灯延长策略后，为了缓解其他非优先车辆延误通常有两种处理方法：一种是将由于公交优先绿灯延长引起的红灯时间增加量按照绿信比分配给后续相位；另一种是将由于公交优先绿灯延长引起的红灯时间增加量按照饱和度分配给后续相位。然而以上对红灯时间增加量的处理方法均欠佳且主要适用于低饱和度交叉口，对排队长度需要多个周期才能恢复的高饱和度交叉口并不适用。目前未出现适用于高饱和度交叉口的公交优先信号配时优化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供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，该方法主要针对公交车道采用绿灯时间延长策略后的高饱和度交叉口进行信号配时优化，即对各个流向也采用绿灯延长策略的原理将各个流向的绿灯时间延长，使得各个流向的延误增加量之和达到最小，减少由于公交优先引起的其他非优先车辆的延误增加，并且使排队长度能在三个周期内恢复到零。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

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，包括以下步骤：

步骤S1：采集模型输入参数；

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minΔD_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；