一路一线直行式公交系统的信号协调控制方法

摘要

一路一线直行式公交系统的信号协调控制方法涉及公交车辆在实行“一路一线直行模式”下，通过各个交通信号灯的协调控制以及公交调度的相应调整，实现充分利用公交车辆经过各个交叉口时的等待时间和通行时间，以达到提高公交车辆的通行效率，降低公交车辆的延误时间，其具体方法为：计算各个交叉口的信号周期长度C_i，确定关键信号周期长度C₀，并以关键信号周期长度C₀作为各个交叉口的信号周期长度，计算交叉口各个相位的绿信比见右下式，建立横坐标为等价距离轴，纵坐标为时间轴的公交线路等价距离图，通过改进“图解法”，确定首末始发站、各信号交叉口之间的公交线路方向绿灯启动时差和公交线路方向最大绿时长度，确定公交车辆调度时刻。

主权项

1.一种一路一线直行式公交系统的信号协调控制方法，其特征在于该控制过程由计算机进行控制，其具体方法为：1.)控制程序初始化，确定各个交叉口不同相位的交通量，公交首末始发站、各个交叉口之间间距S_i，公交停靠站的位置，公交车辆的平均行驶速度v，公交车辆停靠站上下客平均延误时间T_detay与通过交叉口平均时长T_pass，2.)根据各交叉口的交通量，通过常用的韦伯斯特信号配时计算方法，计算各个交叉口的信号周期长度C_i，3.)各个交叉口的信号周期长度C_i，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，确定关键信号周期长度C₀，并以关键信号周期长度C₀作为各个交叉口的信号周期长度，4.)根据各个交叉口不同相位关键车流的流量比率y_i^j、通过常用的韦伯斯特信号配时计算方法，计算交叉口各个相位的绿信比${\lambda }_i^j=y_i^j/\underset{j}{\Sigma }{y}_i^j,$并根据各个交叉口信号周期长度C_i，确定各个交叉口各个相位最短绿灯长度$G_i^j=C_i·{\lambda }_i^j;$其中，G_i^j表示第i个交叉口的第j个相位绿灯长度，y_i^j表示第i个交叉口的第j个相位关键车流的交通量，λ_i^j表示第i个交叉口的第j个相位绿信比，5.)根据公交首末始发站、各个交叉口之间间距S_i，公交停靠站位置，公交车辆的平均行驶速度v，公交车辆停靠站上下客平均延误时间T_delay，建立横坐标为等价距离轴，纵坐标为时间轴的公交线路等价距离图，6.)根据公交线路等价距离图，关键信号周期长度C₀，各个交叉口各个相位最短绿灯长度G_i^j，通过改进“图解法”，确定首末始发站、各信号交叉口之间的公交线路方向绿灯启动时差和公交线路方向最大绿时长度，7.)根据由上述步骤已经建立的信号协调控制参数、等价距离、公交车辆平均行驶速度、交叉口信号关键信号周期长度C₀以及公交车辆发车周期要求，确定公交车辆调度时刻；其中，信号协调控制参数为：关键信号周期长度C₀、各交叉口的公交线路方向的绿灯启动时差和公交线路方向的最大绿时长度；确定关键信号周期长度C₀不仅需要考虑各个交叉口的交通量，同时也要考虑公交车辆上下乘客和通过交叉口的需求，具体为：1.)比较各个交叉口信号周期长度C_i，确定信号周期最长的交叉口为关键交叉口，其信号周期长度为备选信号周期长度$C_0^{\prime }=\underset{i}{\max }{C}_i,$2.)根据备选信号周期长度C′₀，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计算关键信号周期长度C₀＝max(C′₀，T_delay+T_pass)，3.)以关键信号周期长度C₀作为各个交叉口的信号周期长度；改进的“图解法”进行求解的方法为：1.)初始化，以公交线路等价距离图为基础，确定首末始发站、交叉口、虚拟交叉口之间距离，设定具有公交停靠站的实际交叉口n与相应的虚拟交叉口具有相同的信号控制参数，2.)在图解过程中，以公交车辆在公交专用车道的平均速度作为沿公交线路通行的通过带速度，以首始发站公交车辆发车时刻设为起点，建立一条相当于通过带速度的斜线a，根据具有公交停靠站的虚拟交叉口和没有公交停靠站的交叉口的位置、信号周期时长、最短绿灯时间等约束条件，调整信号绿灯长度和绿灯时差，搜索一条与斜线a平行的斜线a′，使斜线a与斜线a′之间的范围能够在各交叉口顺利通行，不受交叉口红灯信号影响，获得上行公交车辆的绿波宽度，即斜线a与斜线a′之间的垂直方向距离，3.)在步骤2)获得的信号绿灯长度和绿灯时差的基础上，根据具有公交停靠站的实际交叉口n和没有公交停靠站的交叉口的位置，重新调整信号绿灯长度和绿灯时差，获得下行公交车辆绿波宽度，4.)通过枚举法，调整各交叉口的绿灯长度以及交叉口之间的绿灯时差，寻找上下行公交车辆能够获得最大绿波宽度。