[發明專利]一種用于地鐵站鄰近交叉口公交優先信號控制方法

在審

• 申請號: 201711055495.8
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107886744A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉昱崗;唐李瑩;李佳勵
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G08G1/087
• 分類號: G08G1/087;G08G1/07
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種用于地鐵站鄰近交叉口公交優先信號控制方法，該方法用于鄰近地鐵站并且同時存在大量過街人流及車流的交叉口，其特征在于，包括以下步驟：

S 1、檢測公交車的到達并預測其到達交叉口停車線的時間：

通過設置在公交車輛進口道的感應線圈檢測公交車輛的到達，并預測公交車輛到達停車線所需時間t：

t＝l/v

l為布設線圈處與交叉口停車線之間的距離，v為進口道公交車輛平均速度；

S2、確定公交優先的實施策略：壓縮行人專用相位綠燈時間，非優先相位不變，公交優先相位綠燈時間延長；建立以道路通行能力最大化和過街行人、公交乘客以及社會車輛乘客延誤變化最優為目標的雙層規劃模型，具體為：

S21、建立以交叉口總通行能力為目標函數的上層規劃模型：

min F(gi)=S-Q(gi)s.t.gmin≤gi≤gmaxα≤0.9]]>

其中，S為飽和流率；Q為交叉口通行能力；g_min為最小綠燈時間；g_max為最大綠燈時間；g_i為第i相位綠燈時間；α為交叉口飽和度；

S22、確定由于公交優先相位綠燈時間的延長，公交乘客減少的人總延誤：

ΔD_a＝P_a(r₁-Δt)

其中，P_a為公交車輛的平均載客人數；r₁為公交優先相位紅燈時間；Δt為相位延長的綠燈時間；

S23、確定由于公交優先相位綠燈時間的延長，優先通行相位社會車輛乘客減少的人總延誤：

ΔDb=PbΣjΔt·fj/36002(2r1+Δt·fjsj-Δt)]]>

其中，P_b為社會車輛的平均載客人數；f_j為j進口的車輛到達率；s_j為j進口的飽和流率；

S24、確定由于公交優先相位綠燈時間的延長，行人專用相位綠燈縮短造成行人過街增加的總延誤：

ΔDp=Pp3600×(tl2+r2+ts2)(2tl2+2r2+Δt)Δt2(tl2+r2)]]>

其中，P_p為平均過街行人流量；r₂為行人專用相位紅燈時間；t_l2為行人專用相位行人過街綠燈損失時間；t_s2為行人專用相位行人過街疏散時間；

S25、考慮過街行人以及公交車輛、社會車輛乘客延誤的延誤變化情況建立下層規劃模型，最終建立的雙層規劃模型如下：

min F(gi)=S-Q(gi)s.t.gmin≤gi≤gmaxα≤0.9min f(Δt)=min[-ΔDa(Δt),-ΔDb(Δt),ΔDp(Δt)]s.t.Δtmin≤Δt≤Δtmax;]]>

S3、基于遺傳算法，對步驟S2中建立的模型進行求解：

S31、通過專家打分法確定各個目標權重的相關關系；

S32、根據權重系數將下層多目標問題轉換為單目標規劃問題，再根據模型的目標函數和約束條件，將下層問題轉化為KKT條件，即可將雙層規劃模型轉換為單層規劃模型；

S33、利用遺傳算法求解，得到延誤效益最優條件下的綠燈延長時間，確定公交信號綠燈延長時間窗；

S4、選擇最適用于當前交叉口交通狀況的信號方案的實施方法：

S41、判斷公交車輛是否可以在時間窗內到達，若公交車輛可以在時間窗內到達，則表明此時最適合于交叉口的配時方案應為延長公交優先相位綠燈時間的方案，進入步驟S42，若否，則表明公交車輛不能在時間窗內到達交叉口，進入步驟S43；

S42、基于求得的綠燈延長時間及確定的公交信號綠燈延長時間窗，調整交叉口信號配時方案即延長公交優先相位綠燈時間，壓縮行人專用相位綠燈時間，非優先相位不變并實施，從而實現交叉口的一輪優化；

S43、此輪信號交叉口配時方案不改變，該輪優化結束。