一种公交系统区域绿波信号控制方法

摘要

本发明公开了一种公交系统区域绿波信号控制方法，首先将区域内的路线分为横向和纵向两类，用韦伯斯特信号配时法，对每个交叉口计算常规配时方案，并根据公交车辆停靠站上下客平均延误时间与通过交叉口平均时长确定关键周期。把延误时间转化为空间距离，确定虚拟路网并对区域方格化，每个方格小区横向周期与纵向周期交替进行，数解法调整信号保证公交绿波，最后根据信号周期及变换规则，确定首末班时刻、发车间隔。本发明提供的控制方法，通过区域信号协调控制与公交调度，保证整个区域公交绿波通行，降低了公交系统的延误，提升了公交系统的服务水平。

主权项

1.一种公交系统区域绿波信号控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：（1）确定公交线路分类指标，将规划区域内含有公交通过的所有道路根据走向，分成横向线路和纵向线路两类；所有交叉口根据交通流量独立进行常规信号配时，信号周期长度为C_ij，其中C_ij表示横向第i个、纵向第j个的交叉口信号周期长度；具体包括如下步骤：（1-1）确定公交线路分类指标：首先对所有公交线路进行编号，确定线路始发走向与正北方向夹角大小，以北偏西45°到北偏东45°范围内的所有线路为纵向线路，其余方向线路为横向线路；（1-2）确定常规信号配时：根据各个交叉口交通流量，采用韦伯斯特信号配时计算方法，先后确定每个交叉口的信号周期C_ij、各交叉口不同相位关键车流的流量比率交叉口各个相位的绿信比及最短绿灯时长其中，表示横向第i个、纵向第j个的交叉口的第l个相位关键车流的交通量，表示横向第i个、纵向第j个的交叉口的第l个相位绿信比，表示横向第i个、纵向第j个的交叉口的第l个相位绿灯时长；（2）根据各交叉口的信号周期长度C_ij、公交车辆停靠站上下客平均延误时间T_delay与通过交叉口平均时长T_pass，确定横纵线路关键信号周期长度C_0横=C_0纵，并以总关键信号周期长度C₀=C_0横+C_0纵作为各个交叉口的信号周期长度；具体包括如下步骤：（2-1）比较横纵线路交叉口信号周期长度C_ij，确定信号周期最长的交叉口为关键交叉口，其信号周期长度为单向备选关键信号周期长度C'₀=max C_ij；（2-2）根据单向备选关键信号周期长度、公交车辆停靠站上下客平均延误时间T_delay、通过交叉口平均时长T_pass，计算单向关键信号周期长度C_0横=C_0纵=max(C'₀，T_pass+T_delay)；（2-3）以总关键信号周期长度C₀=C_0横+C_0纵作为各个交叉口的信号周期长度；（3）预设横纵线路公交车的运行速度v_横=v_纵=v=30km/h，将公交车辆停靠站上下客平均延误时间T_delay与通过交叉口平均时长T_pass转换为单位长度L_delay=T_delay*v、L_pass=T_pass*v，作为虚拟路段添加到原有道路对应位置，得到虚拟路网；（4）根据预设的横纵线路公交车的运行速度与信号周期长度共同划分横纵线路方格小区，且同一小区C_0横信号周期内只服务横向线路，C_0纵信号周期内只服务纵向线路，横纵周期交替进行，交替一次为一个总关键信号周期C₀；调整横纵线路公交车的运行速度v_横、v_纵，使得横向线路公交车刚好运行在小区的横向信号周期内、纵向线路公交车刚好运行在小区的纵向信号周期内；具体包括如下步骤：（4-1）确定方格小区单元的边长，使横向与纵向的边长均为（4-2）以整个公交虚拟路网的西南角交叉口为起点，向东、向北无缝扩展方格小区单元直至布满整个公交虚拟路网，并对各小区进行编号，对于横向第s个、纵向第t个的小区标号为Z_st，且同一小区C_0横信号周期内只服务横向线路，C_0纵信号周期内只服务纵向线路，横纵周期交替进行，交替一次为一个总关键信号周期C₀；（4-3）根据每条线路的走向，调整公交车运行速度，定义第m条纵向线路与正北方向的夹角为α_m纵、第n条横向线路与正东方向的夹角为α_n横，那么第m条纵向线路与第n条横向线路的运行速度分别调整为v_m纵=v_纵*secα_m纵、v_n横=v_横*secα_n横，使横向线路公交车刚好运行在小区的横向信号周期内、纵向线路公交车刚好运行在小区的纵向信号周期内；（5）采用数解法对每条公交线路的常规信号配时方案进行调整，以满足公交单线双向绿波要求；（6）根据信号周期长度、公交客流要求综合确定公交车发车间隔；根据横纵线路方格小区的信号方案确定公交车发车间隔及首末班发车时刻。