【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能公共交通绿波控制，具体为一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法。
技术介绍
1、在城市交通拥堵日益增长的大环境下，地面公共交通在与轨道交通、私家车等出行方式竞争时处于劣势。为有效提升地面公共交通吸引力，提升地面公共交通车辆通行效率，对地面公交进行优先考虑公交车辆利益的信号配时优化控制至为重要。
2、在传统的公交车辆优先控制方法中，通常只考虑公交车辆的运行状态，无法充分考虑交通流量和其他车辆的行驶需求，导致公交车辆优先通行策略的效果不佳。同时，由于城市交通流系统的时变性和复杂性，依据道路交叉口历史流量的固定绿灯时长无法满足不同时间段和路段的需求。因此，本专利技术提出了一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，以解决现有方法的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供了一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法。
2、本专利技术所解决的技术问题为：
3、(1)如何通过区分假日模式和工作日模式，对公交车的绿波通行控制策略进行区分，即两组红绿灯的信号周期与绿信比分别匹配不同的工作模式，解决现有技术中道路交叉口只针对一种模式进行通行控制，导致其他模式下通行能力下降的问题；
4、(2)如何针对道路交叉口流量大小设定不同的流量状态，并针对不同的流量状态采取不同的绿波控制策略，解决现有技术中道口流量饱和度不同信号灯控制调整方式却不能随之匹配的问题；
5、本专利技术可以通过以下技术方案实现：
6、基础干线绿波控制模型基于webster算法模型和历史数据中道路交叉口的实际流量，利用maxband模型求解道路交叉口的信号周期时长、最小有效绿灯时长以及相邻交叉口之间的相位差；
7、公交优先动态绿波优化策略在干线绿波的基础上，基于交叉口流量数据动态调整公交车辆的绿波通行策略，对各道路交叉口的工作模式进行区分，分为工作日模式和节假日模式，且在两种模式中针对公交车的运行规律设定三种不同流量状态，并且针对不同的流量状态分别制定公交被动优先绿波控制策略和公交主动优先绿波控制策略。
8、本专利技术的进一步改进在于：基础干线绿波控制模型中的实际流量在直行右转混行车道上要进行修正，修正方法为根据历史数据中该混行的右转流量相对于直行流量的平均占比，初设一个流量右转比例，当对应道路交叉口为直行右转混行车道时，该车道的实际流量＝实际流量*(1-流量右转比例)。
9、本专利技术的进一步改进在于：公交被动优先绿波控制策略用于匹配三种不同流量状态中的平峰状态，包括信号周期长度调整、增大绿信比和绿灯相位排序。
10、本专利技术的进一步改进在于：信号周期长度调整具体包括：
11、获取历史数据中公交车到达对应道路交叉口的多组时间间隔集合{td1，td2，td3...tdn}；
12、在信号周期所在邻域内选择一常量，该常量满足被上述集合中元素近似整除的次数占比超过百分之六十且常量不大于公共周期时长；
13、若满足条件的常量存在一个以上，则选取选择与基于webster算法得到的信号周期差值的绝对值最小的常量。
14、本专利技术的进一步改进在于：增大绿信比具体包括：
15、设增加的绿灯时长为δg，则在该增加的绿灯时长需要满足下列不等式：
16、
17、其中，s表示实际流量，g表示该相位的绿灯时长，es表示每一轮信号周期排队车辆离开当前道口的比例，简称离开率，n表示当前横向通行的车道数量，l表示车辆均等效为普通私家车长度的平均长度，l0为限定的排队长度，j表示等待的信号周期数；
18、则绿灯延长时间的取值范围为[0,δg]，从而增大绿信比。
19、本专利技术的进一步改进在于：绿灯相位排序具体包括获取历史数据中一个信号周期内公交车到达道路交叉口的相对时间位置，将公交车的绿灯相位在信号周期内的排列调整至对应的时间窗口，使得到达道路交叉口的公交车能在最小等待时间内通过。
20、本专利技术的进一步改进在于：公交主动优先绿波控制策略用于匹配三种不同流量状态中的高峰状态，具体包括绿灯延时操作、绿灯提前启亮操作以及关联预测调整。
21、本专利技术的进一步改进在于：提前恢复绿灯操作具体包括：
22、在公交车道靠近道路交叉口位置埋设的检测装置检测到有公交车通行时，判定前一相位的绿灯消耗时间是否超过最小绿灯时长：
23、若超过，则压缩前一相位的绿灯时长，提前启亮公交车道所在相位的的绿灯；
24、若未超过，公交车道所在相位仍然保持红灯状态。
25、本专利技术的进一步改进在于：提前恢复绿灯操作具体包括：
26、在公交车道靠近道路交叉口位置埋设的检测装置检测到有公交车通行时，根据公交车当前时速以及该相位绿灯所剩时间，可以计算得出公交车从检测装置所在位置到停止线所需的时间；
27、当该所需时间小于所剩时间时，不进行任何操作；当所需时间小于所剩时间时，则延长相位绿灯显示时间直至公交车通过该道路交叉口；
28、所需时间与所剩时间的差值应小于δg。
29、本专利技术的进一步改进在于：关联预测调整具体包括：
30、在当前道路交叉口公交车道相位状态切换为绿灯或保持绿灯状态，且该车道埋设的检测装置检测到在本信号周期内有公交车通过，则下一个关联交叉口预测该公交车到达停止线的时间t，预测公式如下所示：
31、
32、其中：p为停靠点的个数，l加速和l减速分别为公交车从静止到正常行驶速度所需要的加减速距离；t加速和t减速分别为公交车从静止到正常行驶速度所需要的加减速时间，tp表示在一个停靠点的常规用时，w为天气影响因子；
33、根据预测时间t以及下一个道路交叉口的信号周期时长可以预测出公交车到达停止线时的信号相位状态，当此时公交车道所在相位显示红灯且下一个相位仍然不允许公交车通过时，则在当前相位达到最小绿灯时间后，在下一相位之前插入一个公交专用相位，以实现公交车的优先绿波通行。
34、与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
35、1、通过区分假日模式和工作日模式，对公交车的绿波通行控制策略进行区分，即两组红绿灯的信号周期与绿信比分别匹配不同的工作模式，从而使得道路交叉口的信号灯相位设计可以根据人为活动出行规律的变化而匹配，提升了对应道路交叉口的整体通行效率与能力。
36、2、针对道路交叉口流量大小设定不同的流量状态，并针对不同的流量状态采取不同的绿波控制策略，在平峰和低峰状态下依据最新的历史数据进行公交被动优先绿波控制策略，由于不需要设备支持，所以成本低，且这种优先控制易于把控，不会因突发情况对整个主干路以及相邻交叉口的通行造成影响；在高峰状态下，根据检测装置对公交车道上是否有公交车通行进行判断本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，包括包括基础干线绿波控制模型和公交优先动态绿波优化策略：
2.根据权利要求1所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述基础干线绿波控制模型中的实际流量在直行右转混行车道上要进行修正，修正方法为根据历史数据中该混行的右转流量相对于直行流量的平均占比，初设一个流量右转比例，当对应道路交叉口为直行右转混行车道时，该车道的实际流量＝实际流量*(1-流量右转比例)。
3.根据权利要求1所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述公交被动优先绿波控制策略用于匹配三种不同流量状态中的平峰状态，包括信号周期长度调整、增大绿信比和绿灯相位排序。
4.根据权利要求3所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述信号周期长度调整具体包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述增大绿信比具体包括：
6.根据权利要求3所述的一种基于交叉口流量状态
7.根据权利要求5所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述公交主动优先绿波控制策略用于匹配三种不同流量状态中的高峰状态，具体包括绿灯延时操作、绿灯提前启亮操作以及关联预测调整。
8.根据权利要求7所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述提前恢复绿灯操作具体包括：
9.根据权利要求7所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述提前恢复绿灯操作具体包括：
10.根据权利要求7所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述关联预测调整具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，包括包括基础干线绿波控制模型和公交优先动态绿波优化策略：
2.根据权利要求1所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述基础干线绿波控制模型中的实际流量在直行右转混行车道上要进行修正，修正方法为根据历史数据中该混行的右转流量相对于直行流量的平均占比，初设一个流量右转比例，当对应道路交叉口为直行右转混行车道时，该车道的实际流量＝实际流量*(1-流量右转比例)。
3.根据权利要求1所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述公交被动优先绿波控制策略用于匹配三种不同流量状态中的平峰状态，包括信号周期长度调整、增大绿信比和绿灯相位排序。
4.根据权利要求3所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述信号周期长度调整具体包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于交叉口流量状态的公交优先动态绿波控制方法，其特征在于，所述增大绿...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪春，张卫华，丁俊美，吴丛，曹培宋，乔文，张舒丽，
申请(专利权)人：合肥工业大学设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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