[发明专利]基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置

说明书

本发明公开了基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置，本发明以降低有轨电车主动信号优先控制策略对其他社会车辆通行效率的影响为目标，进行现代有轨电车绿波设计；本发明以相邻两交叉口为计算单元，应用聚类算法筛除交叉口无红灯等候直接通行的有轨电车行程时间，并结合交叉口信号配时数据，设计了绿灯相位差的计算模型，从而得出有轨电车绿波。本发明公开了基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置的装置，用于实现本方法。

技术领域

本发明涉及交通信号控制领域，特别是基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置。

背景技术

大力发展城市公共交通是有效缓解城市交通拥堵的措施之一，作为一种城市公共交通模式，现代有轨电车拥有便捷、节能、环保、舒适、造价较低等优点，在诸多城市得到了大力发展。根据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2020年统计和分析报告》，截至2020年底，全国有轨电车总运营里程达464.6公里，占比达5.83%。现代有轨电车在整个城市公共交通系统中扮演着越来越重要的角色。

现代有轨电车轨道通常布设在道路两侧或中央，在道路交叉口位置与社会车辆存在路权冲突。为提高现代有轨电车的运行效率，有轨电车信号优先控制方案多被采用，如常采用的绿灯延长、红灯早断、插入相位等措施，这些控制措施最大缺点是频繁改变信号控制方案会给沿线社会车辆通行带来了极大干扰，甚至导致沿线道路的交通拥堵。

得益于数据采集技术的发展，大量精准的有轨电车运行数据被获取，深入挖掘分析这些数据有助掌握有轨电车的运行特征。基于这些大量运行数据，设计有轨电车绿波方案，有利于降低传统有轨电车信号优先控制方案下交叉口信号方案的改变频率，进而降低有轨电车通行对其他社会车辆行驶的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置，本发明以相邻两交叉口为计算单元，计算绿灯相位差，从而得到信号绿波方案，以此来降低传统有轨电车主动信号优先控制策略对其他社会车辆通行效率的影响。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法，包括以下步骤：

步骤S1、采集相邻两交叉口有轨电车的行程时间，行程时间包含的有轨电车停靠站时间，上游交叉口有轨电车行驶方向的绿灯时长、黄灯时长，下游交叉口有轨电车行驶方向的绿灯时长、黄灯时长；

步骤S2、利用K-means算法对采集样本（，）进行聚类，数据点到簇中心点的距离均采用欧式距离，通过聚类结果分析计算，筛除有轨电车在上游交叉口等候红灯后再通行的样本；

步骤S3、将筛选后的行程时间样本按升序排列，形成未等候红灯的行程时间数组，并统计数组T中各个元素的频数，形成频数数组；

步骤S4、计算相邻两交叉口的最小相位差；

步骤S5、计算相邻两交叉口的最大相位差；

步骤S6、计算相邻两交叉口的最终相位差；

步骤S7、按照步骤S1-S7，计算有轨电车线路沿线每相邻两交叉口的最终相位差，从而得出有轨电车信号绿波方案。

作为本发明所述的基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置进一步优化方案，步骤S1中，停靠站时间的计算方法为：

；

其中，是相邻两交叉口之间有轨电车在第j个停靠站的停靠时间，m为相邻两交叉口之间的有轨电车停靠站数量。

作为本发明所述的基于历史行车数据的现代有轨电车绿波设计方法及装置进一步优化方案，步骤S2中，有轨电车在上游交叉口等候红灯的簇判定规则为：

当时，值最大的簇中心点所在簇为有轨电车在上游交叉口等候红灯的簇；