一种动态优先等级的公交信号优先方法技术

本发明专利技术一种动态优先等级的公交信号优先方法包括两个层面的问题，其一，公交车辆根据实际运行情况计算到达路口的优先需求，即公交车辆等级的判断；其二，根据路口当前的交通运行状况所能提供优先潜力的计算，即路口等级的判断。本发明专利技术降低由于公交优先对社会交通和整个系统的负面影响，提升公交优先效果和路口通行效率，实现公交车辆的在各个区间均衡分布，提高公交系统的服务水平。

【技术实现步骤摘要】
一种动态优先等级的公交信号优先方法
本专利技术涉及一种基于公交车辆优先需求和路口优先潜力相结合的一种动态等级的公交信号优先方法，属于公交信号优先控制领域。
技术介绍
随着中国城镇化进程的不断加快，中国城市数量迅速增长，城市规模不断扩大，城市居民的出行总量和出行距离呈现大幅增长。同时，城市交通结构也发生了显著变化，机动化出行比例迅速上升，非机动车出行比例持续下降，城市交通拥挤加剧，交通事故增多，能源消耗上升，城市环境恶化，交通已成为制约大中型城市经济发展的重要因素。公共交通具有低能耗、低污染、低资源占用等优点，成为解决大、中城市目前交通问题的首选措施，公交优先成为城市发展的必然选择。在此背景下，交通运输部下发《关于开展公交都市建设示范工程有关事项的通知》，正式启动“公交都市”建设示范工程，全国也在公共交通基础设施建设和提高公交覆盖可达性层面积极开展工作。目前充分发挥公交车辆的快速通达成为重要的课题，为此多地加大公交专用道建设力度，实现公共交通的空间优先；而要发挥专用道的作用让公交车辆真正快起来还需要从通行时间上给予优先，即通过公交信号优先控制手段让公交车辆在路口拥有优先通行权，减少在交叉口的延误时间和停车次数，公交信号优先在公交优先技术上属于“时间优先”，它是指在交叉口为公交车辆提供优先通行信号。信号优先分为公交信号优先和强制信号优先。公交信号优先(相对优先)和信号优先(绝对优先)表象是近似的，采用设备检测器等类或者相同，但本质是完全不同的。公交信号优先只对正常的信号运行过程进行局部调整，在满足其它车辆通能力和通行安全的前提下，尽可能为公交车辆供优先通过交叉口的时机。主要应用于公交车辆或其它大载客量的。强制信号优先主要应用于紧急或特种车辆，强制性的中断正常的信号运行，立即运行紧急或特种车辆请求的相位，是一种对信号控制常规运行和协调状态干扰特别大的优先控制方式，一般较少采用。随着公交信号优先的控制方法受到越来越多的重视，已经开始在各大城市推广应用，在具体实施公交信号优先中，各界对交叉口的时间资源的分配问题一直存在质疑，主要是有两方面的问题，其一是从路网效益的角度如何处理好公交车辆和社会车辆的通行关系，其二是关键交叉口(通常是饱和度较大的交叉口)的公交优先问题。对于路中型专用道条件下，在道路平面交叉口，公交车辆和社会车辆要受到同一套信号控制系统的控制。两者基于各自利益，对信号控制系统如何分配交叉口时间资源有各自不同的“主张”要求。设置公交专用道后，社会车辆对应进口车道的饱和度总是大于公交车辆对应专用进口车道的饱和度，因此公交车辆希望交叉口信号控制使用公交车流的低饱和度对应的短周期，而与此相反，社会车辆希望交叉口信号控制使用社会车辆车流的高饱和度对应的长周期，因此在实施信号优先中必须统筹兼顾公交车辆和社会车辆的效益。关键交叉口通常为饱和度较大的交叉口，往往也是城市道路网络的拥堵节点和瓶颈，一方面关键交叉口的信号优先潜力较小，实施公交信号优先会导致社会车辆有效通行时间的缩短，对饱和度较高的关键交叉口可能产生较大影响，另一方面公交车辆的延误很多都产生在关键交叉口，实施信号优先减少关键交叉口的公交延误，对公交优先效益的提高较为明显。二者相互矛盾诉求下，对关键交叉口的公交优先需要进行详细的利弊分析，以确定关键交叉口是否能实施公交优先、优先程度如何等。对于到达交叉口的所有公交车辆不基于其实际需求给予信号优先，不是最佳的方式，因为不考虑在途所有车辆运行情况，会导致“跟车”“串车”等运行间距不均衡和公交车载客流不均匀的情况。此外，如果前方站台的客流和车载客流较大，也需要在路口给予车辆较高的优先等级，降低乘客的候车和行程时间。综合考虑公交车辆的优先需求，可以真正实现公交优先的效果，提高公交的运行效率和服务水平。
技术实现思路
本专利技术目的是：降低由于公交优先对社会交通和整个系统的负面影响。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种动态优先等级的公交信号优先方法，其特征在于，包括公交车辆等级的判断及路口等级的判断，其中，公交车辆等级的判断包括以下步骤：步骤1.1、计算分段控制系数fd：式中，Δt＝ti-τi，ti是在途车辆从始发站出发后的运行时间，τi是车辆从始发站出发后的运行要求时间，T是公交全线运行要求时间，D是公交线路总长，Di是在途车辆出发后距离始发站的距离，δi是路段影响因素系数；Δtaccept是可接受的车辆延误；Δtmax是可接受的最大车辆延误；计算车头时距系数fh：式中，Δth是在途车辆和前车车头时距与两车辆发车间隔时间之差，Δth＝th-tdi，th是在途车辆和前车的车头时距，tdi是在途车辆与前车的发车间隔时间；Δtmax是可接受的车头时距与发车间隔的最大时间之差；步骤1.2、计算车辆运行延误系数f1：f1＝fd+fh；步骤1.3、计算站台和客流系数f2：式中，α、β是权重系数，α+β＝1；Pi是在途车辆的当前载客量；Pmax是车辆的最大载客量；Zi是当前时刻站台的候车乘客量；Zmax是站台可容纳的候车乘客量；步骤1.4、计算运营情况系数f3：步骤1.5、计算车辆等级系数ω：ω＝f3(f1+f2)；步骤1.6、依据车辆等级系数ω计算得到车辆等级级别R：车辆等级级别R决定车辆在路口的优先需求，车辆等级级别R越高优先需求越大；路口等级的判断包括以下步骤：步骤2.1、根据当前路口各车道的饱和度极限值xL，计算当前路口各相位信号灯的相位时长gL：式中，qi是第i条进口车道的车道实际到达交通量；C是信号灯的信号周期时长；xL是各车道的饱和度限制值；si是第i条进口车道的饱和流量；步骤2.2、计算各相位的最小绿灯时间，其中公交相位i的最小绿灯时间为gimin：gimin＝max(gip，gic)，式中：gip是公交相位i的行人过街最短时间，Lp是行人过街长度，vp是行人过街步速，I是绿灯间隔时间；gic是公交相位i的红灯时间内排队车辆消散而不需要二次排队的时间，Lc是相位i排队车辆长度，hc是车辆排队平均车头间距，ε(t)是高峰时间修正系数；步骤2.3、设置公交相位i的最大绿灯时间gimax：式中，n是信号相位数；步骤2.4、计算得到各个相位的优先潜力时长gn＝gne-max[gL，max(gip，gic)]，式中，gne是各个信号相位的有效绿灯时间；步骤2.5、路口的信号优先潜力时长gP为：gP＝∑ngn，其中，ge+gP≤gimax；步骤2.6、由计算所得的优先潜力时长，结合主动优先策略的具体形式确定路口可执行的策略，从而判断路口的优先形式。优选地，在所述步骤2.1中，各车道饱和度是各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比，则第i条进口车道的饱和度为xi：式中，CAPi是第i条进口车道的通行能力。本专利技术提供的一种基于公交车辆等级和路口等级相结合的公交优先方法，降低由于公交优先对社会交通和整个系统的负面影响，提升公交优先效果和路口通行效率，实现公交车辆的在各个区间均衡分布，提高公交系统的服务水平。具体实施方式为使本专利技术更显易懂，下面对本专利技术的实施例作详细说明：本实施例在本专利技术技术方案下进行实施，给出了本专利技术的实施过程和实施效果。本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术提供的一种动态优先等级的公交信号优先方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态优先等级的公交信号优先方法，其特征在于，包括公交车辆等级的判断及路口等级的判断，其中，公交车辆等级的判断包括以下步骤：步骤1.1、计算分段控制系数fd：

【技术特征摘要】
1.一种动态优先等级的公交信号优先方法，其特征在于，包括公交车辆等级的判断及路口等级的判断，其中，公交车辆等级的判断包括以下步骤：步骤1.1、计算分段控制系数fd：式中，Δt＝ti-τi，i是公交运行线路中的各个路段，ti是在途车辆从始发站出发后的运行时间，τi是车辆从始发站出发后的运行要求时间，T是公交全线运行要求时间，D是公交线路总长，Di是在途车辆出发后距离始发站的距离，δi是路段影响因素系数；Δtaccept是可接受的车辆延误；Δtmax是可接受的最大车辆延误；计算车头时距系数fh：式中，Δth是在途车辆和前车车头时距与两车辆发车间隔时间之差，Δth＝th-tdi，th是在途车辆和前车的车头时距，tdi是在途车辆与前车的发车间隔时间；Δtmax是可接受的车头时距与发车间隔的最大时间之差；步骤1.2、计算车辆运行延误系数f1：f1＝fd+fh；步骤1.3、计算站台和客流系数f2：式中，α、β是权重系数，α+β＝1；Pi是在途车辆的当前载客量；Pmax是车辆的最大载客量；Zi是当前时刻站台的候车乘客量，Zmax是站台可容纳的候车乘客量；步骤1.4、计算运营情况系数f3：步骤1.5、计算车辆等级系数ω：ω＝f3(f1+f2)；步骤1.6、依据车辆等级系数ω计算得到车辆等级级别R：车辆等级级别R决定车辆在路口的优先需求，车辆等级级别R越高优先需求越大；路口等级的判断包括以下步骤：步骤2.1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈峰，祁坤，潘振兴，
申请(专利权)人：上海电科智能系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31