[发明专利]一种用于地铁站邻近交叉口公交优先信号控制方法

摘要

本发明属于城市道路交叉口控制领域，涉及一种用于地铁站邻近交叉口公交优先信号控制方法。本发明充分考虑了行人过街对该类交叉口公交优先信号控制的影响，提出的一种考虑行人过街的地铁站邻近交叉口公交优先信号控制新方法，创新性地建立以道路通行能力最大化和过街行人、公交乘客以及社会车辆乘客延误变化效益最优为目标的双层规划模型，解决了传统公交优先信号控制方法未考虑行人过街延误，造成行人滞留交叉口时间过长影响交通的问题，使得交叉口总效益最大化。

主权项

一种用于地铁站邻近交叉口公交优先信号控制方法，该方法用于邻近地铁站并且同时存在大量过街人流及车流的交叉口，其特征在于，包括以下步骤：S 1、检测公交车的到达并预测其到达交叉口停车线的时间：通过设置在公交车辆进口道的感应线圈检测公交车辆的到达，并预测公交车辆到达停车线所需时间t：t＝l/vl为布设线圈处与交叉口停车线之间的距离，v为进口道公交车辆平均速度；S2、确定公交优先的实施策略：压缩行人专用相位绿灯时间，非优先相位不变，公交优先相位绿灯时间延长；建立以道路通行能力最大化和过街行人、公交乘客以及社会车辆乘客延误变化最优为目标的双层规划模型，具体为：S21、建立以交叉口总通行能力为目标函数的上层规划模型：minF(gi)=S-Q(gi)s.t.gmin≤gi≤gmaxα≤0.9]]>其中，S为饱和流率；Q为交叉口通行能力；gmin为最小绿灯时间；gmax为最大绿灯时间；gi为第i相位绿灯时间；α为交叉口饱和度；S22、确定由于公交优先相位绿灯时间的延长，公交乘客减少的人总延误：ΔDa＝Pa(r1‑Δt)其中，Pa为公交车辆的平均载客人数；r1为公交优先相位红灯时间；Δt为相位延长的绿灯时间；S23、确定由于公交优先相位绿灯时间的延长，优先通行相位社会车辆乘客减少的人总延误：其中，Pb为社会车辆的平均载客人数；fj为j进口的车辆到达率；sj为j进口的饱和流率；S24、确定由于公交优先相位绿灯时间的延长，行人专用相位绿灯缩短造成行人过街增加的总延误：其中，Pp为平均过街行人流量；r2为行人专用相位红灯时间；tl2为行人专用相位行人过街绿灯损失时间；ts2为行人专用相位行人过街疏散时间；S25、考虑过街行人以及公交车辆、社会车辆乘客延误的延误变化情况建立下层规划模型，最终建立的双层规划模型如下：S3、基于遗传算法，对步骤S2中建立的模型进行求解：S31、通过专家打分法确定各个目标权重的相关关系；S32、根据权重系数将下层多目标问题转换为单目标规划问题，再根据模型的目标函数和约束条件，将下层问题转化为KKT条件，即可将双层规划模型转换为单层规划模型；S33、利用遗传算法求解，得到延误效益最优条件下的绿灯延长时间，确定公交信号绿灯延长时间窗；S4、选择最适用于当前交叉口交通状况的信号方案的实施方法：S41、判断公交车辆是否可以在时间窗内到达，若公交车辆可以在时间窗内到达，则表明此时最适合于交叉口的配时方案应为延长公交优先相位绿灯时间的方案，进入步骤S42，若否，则表明公交车辆不能在时间窗内到达交叉口，进入步骤S43；S42、基于求得的绿灯延长时间及确定的公交信号绿灯延长时间窗，调整交叉口信号配时方案即延长公交优先相位绿灯时间，压缩行人专用相位绿灯时间，非优先相位不变并实施，从而实现交叉口的一轮优化；S43、此轮信号交叉口配时方案不改变，该轮优化结束。