本發(fā)明涉及公共交通領(lǐng)域，具體涉及一種考慮下游公交站點的交叉口最佳周期時長計算方法。

背景技術(shù)：

周期時長是交叉口信號配時的重要參數(shù)之一，是決定信號控制效益的關(guān)鍵控制參數(shù)，是信號配時設(shè)計的主要對象，適當?shù)闹芷跁r長對交叉口處交通流的疏散和減少車輛的延誤具有重要的意義。

近年來，隨著汽車保有量的增長和公交車輛規(guī)模的擴大，乘車需求不斷增加，交叉口擁堵和公交停靠站的擁堵問題日益突出，阻礙了交叉口和公交停靠站運行效率的進一步提升，這急需對交叉口信號配時和公交車輛運行實施更加精細化的設(shè)計和管理，而目前對于交叉口和公交站點運行效率的提升都是分開來處理，缺乏系統(tǒng)性和協(xié)調(diào)性，導致了應(yīng)用效果不佳。在城市路網(wǎng)中，下游公交站點的車輛到達規(guī)律是由上游交叉口信號配時決定的，而公交到站規(guī)律則影響了?？空镜倪\行效率，因此將交叉口和下游公交站點作為城市路網(wǎng)的基本單元進行研究，通過分析車輛在該單元內(nèi)的運行特征及規(guī)律，建立人均出行效率計算模型，進而以人均出行效率最優(yōu)為目標確定交叉口最佳周期計算方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種交叉口最佳周期時長計算方法，為交叉口信號控制提供決策支持，將交叉口和下游公交站點作為一個整體單元進行分析，通過調(diào)查該單元內(nèi)公交車輛在停靠站到達率、服務(wù)時間和累積車輛數(shù)以及交叉口的交通特征參數(shù)，經(jīng)過理論分析和數(shù)學建模得出該單元人均延誤，以人均延誤最小為目標計算最佳周期時長，該計算方法可以為管理者評價信號交叉口、公交站點運行效率和實施精細化管理提供依據(jù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種考慮下游公交站點的交叉口最佳周期時長計算方法包括以下步驟：

A)先根據(jù)實際城市道路車輛的運行狀況，計算車輛在交叉口的延誤：

計算車輛在交叉口延誤的步驟，包括：

a)先獲取交叉口信號相位方案

對交叉口進行實地調(diào)查，獲取該交叉口的信號相位、周期時長和綠信比。

b)然后計算車輛在交叉口的到達率和飽和流率

對交叉口某一方向進行實地調(diào)查，獲取車輛的到達率和飽和流率。

c)確定該方向車流的飽和度

由該方向車輛到達的實際流量與飽和通行能力的比值確定。

d)根據(jù)延誤計算公式和以上參數(shù)求出車輛在交叉口的延誤值。

B)計算公交?？空镜难诱`：

計算公交車輛在停靠站延誤的步驟，包括：

a)計算在信號控制下公交車輛到達下游停靠站的到達率

到達?？空镜墓卉囕v均來自于上游交叉口，在交通信號控制下，不同方向的公交車流依次進入交叉口的下游路段，并經(jīng)過一定的離散之后到達下游?？空疚恢?，在公交停靠站進行交通調(diào)查，獲取特定方向信號控制下公交車輛的到達率。

b)計算公交車輛在?？空镜钠骄?wù)時間

公交車輛在?？空镜姆?wù)過程包括：公交車駕駛員的反應(yīng)時間R，公交車輛在停靠站的?？繒r間D，泊車時間P；

根據(jù)以上參數(shù)可以得到公交車在?？空镜姆?wù)時間。

c)根據(jù)以上參數(shù)和延誤計算公式求出公交車輛在停靠站的延誤。

C)計算最佳周期時長

a)人均延誤計算

實地調(diào)查獲取社會車輛和公交車輛的到達率等數(shù)據(jù)后，分別計算交叉口和公交?？空狙诱`，并根據(jù)實際到達的流量計算出人均延誤。

b)計算最佳周期時長

以人均延誤最小為目標，在流量和綠信比不發(fā)生改變的前提下計算上游交叉口最佳周期時長。

本發(fā)明將交叉口和下游公交站點作為一個整體單元進行分析，通過調(diào)查該單元內(nèi)公交車輛在?？空镜竭_率、服務(wù)時間和累積車輛數(shù)以及交叉口的交通特征參數(shù)，經(jīng)過理論分析和數(shù)學建模計算得出該單元人均延誤，以人均延誤最小為目標計算最佳周期時長。

本發(fā)明的有益效果：

將交叉口和下游公交站點作為城市路網(wǎng)的基本單元進行研究，通過信號配時設(shè)計，實現(xiàn)兩者之間的協(xié)調(diào)運行，能夠有效提升路網(wǎng)整體運行效率。

本發(fā)明提出的方法主要適用于無法設(shè)置公交專用道且公交出行量較大的區(qū)域，這為很多空間受限的老城區(qū)信號交叉口提供了一種被動公交優(yōu)先控制新方法。

本發(fā)明以人均延誤值最低選取最佳周期時長，更加體現(xiàn)“以人為本”的原則，可以為管理者提高交叉口通行效率和實施精細化管理提供依據(jù)。

附圖說明

圖1信號控制方案示意圖；

圖2公交車輛到達?？空具^程示意圖；

圖3各相位公交到達率示意圖；

圖4公交?？空拒囕v服務(wù)時空軌跡圖；

圖5人均延誤計算結(jié)果示例圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明：

本發(fā)明在交叉口穩(wěn)態(tài)延誤模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際調(diào)查數(shù)據(jù)，計算車輛在交叉口總延誤，同時結(jié)合信號控制與公交車輛到達分布函數(shù)，求出各相位公交車輛到達?？空镜牡竭_率，在綜合考慮?？空九抨牶头?wù)率等因素的基礎(chǔ)上，計算公交車輛在停靠站延誤，將交叉口和下游公交站點作為一個整體單元進行分析，以人均延誤最小為目標計算最佳周期時長。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明步驟包括：計算車輛在交叉口延誤；計算公交車輛在下游?？空镜难诱`；以人均延誤最小為目標計算交叉口最佳周期時長。

A)計算車輛在交叉口的延誤

a)實地調(diào)查獲取交叉口的信號控制方案，如圖1所示：

這里需要獲取的參數(shù)包括：周期時長C，n個相位，第i相位綠燈時長g_i,，有效綠燈時長g_ei,第i相位損失時間l_i，第i相位黃燈時間A_i，有效綠燈時間g_ei計算公式如下：

g_ei＝g_i+A_i-l_i

b)計算車輛在交叉口的到達率和飽和流率

這里的參數(shù)包括：第i相位交叉口某進口車道車輛的到達率q_i和飽和流率S。

c)計算該進口道車流的飽和度

這里的參數(shù)包括：飽和度x，飽和通行能力C_s，σ一般取0.9；飽和通行能力計算公式如下：

d)計算車輛在交叉口的總延誤

這里的參數(shù)包括：交叉口車輛總延誤D₁，每輛車乘客人均數(shù)量N₁，一般取1.8。

B)計算公交車輛在?？空镜难诱`：

a)先確定公交車輛到達?？空镜姆植己瘮?shù)

這里包括如下十二個參數(shù)：公交車輛從交叉口駛出的流量q_up(t)，直行公交車流的飽和釋放流率S_S，左轉(zhuǎn)公交車流的飽和釋放流率S_L，直行公交車流的到達率q_s，左轉(zhuǎn)公交車流的到達率q_L，右轉(zhuǎn)公交車流的到達率q_R，直行公交車流的飽和釋放結(jié)束時刻T_S，左轉(zhuǎn)公交車流的飽和釋放結(jié)束時刻T_L，相位1的結(jié)束時刻T_p1，相位2的結(jié)束時刻T_p2，相位3的結(jié)束時刻T_p3，相位4的結(jié)束時刻T_p4。

如圖2所示在一個信號周期內(nèi)，公交車輛到達?？空镜姆植己瘮?shù)為一個分段函數(shù)，如下所示：

b)計算公交車輛到達停靠站的到達率

這里的參數(shù)包括：第i相公交車輛到達下游站點的到達率m_i，根據(jù)上述中的公式，計算上游交通信號控制下不同相位對應(yīng)的公交車輛到達率，計算結(jié)果示意圖如圖3所示。

c)計算公交車輛在?？空镜钠骄?wù)時間

如圖4所示，這里的計算參數(shù)包括：公交?？空痉?wù)率μ，公交車駕駛員的反應(yīng)時間R，公交車輛在?？空镜耐？繒r間D，泊車時間P，根據(jù)以上參數(shù)，平均服務(wù)時間計算公式如下：

d)計算公交?？空究傃诱`

這里的參數(shù)包括：公交?？空拒囕v總延誤D₂，每輛公交車乘客人均數(shù)量N₂，一般取50，公交?？空拒囕v總延誤D₂計算公式如下：

C)計算最佳周期時長

a)根據(jù)公式計算人均延誤

b)計算最佳周期時長

根據(jù)上述公式和實地調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)進行計算分析，計算結(jié)果如圖5所示，橫坐標代表周期時長，縱坐標代表人均延誤，在流量和綠信比不發(fā)生改變的前提下計算人均延誤，在圖中找出交叉口人均延誤最小值所對應(yīng)的周期時長作為該交叉口最佳周期時長。

應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。