基于运行时刻表的公交优先信号配时方法技术

本发明专利技术公开了采用计算机程序的基于运行时刻表的公交优先信号配时方 法。解决现有公交优先信号配时技术未考虑公交车准点率不足，以实现城市公 交车准点率最大化的问题。方法包括信息采集；对公交车行程时间(T′)及偏 离时刻表晚点程度(di)的计算；控制中心利用上面计算和交叉口当前信号配 时得到公交车到达停车线时的灯色情况并根据不同的灯色选择公交信号优先方 式；计算交叉口的人总延误变化量(PI)和由控制中心生成新的信号配时方案。 其中：公交车行程时间包括公交车停靠时间(Td)和公交车行驶时间(T)两部 分；公交信号优先方式包括绿灯提前启亮和绿灯时间延长两种优先方式；人总 延误分为公交站点乘客延误、公交车辆人总延误和社会车辆人总延误三部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于城市交通管理控制系统中信号配时的方法，具体地说， 它涉及一种。
技术介绍
公交运行时刻表是根据城市公交乘客流动的规律，按照客流的数量、方向、 时间制定的有规律的、周而复始的行车计划。无论从乘客需求角度、车辆运行 角度还是管理者的调度管理角度出发，基于公交时刻表的各公交车辆的正点运 行都能在最大程度上实现公交系统与乘客出行的社会效益。用技术手段保证公 交车的运营达到比较高的准点率是公众期盼的，也是公交服务水平应该满足的。目前，对于公交时刻表的研究主要侧重于时刻表的确定，即通过对某个 目标的优化，例如以降低公交车运行时间或乘客等待时间为目的来确定行车时 刻表。但是，这些方法都没有考虑公交车偏离运行时刻表时，如何通过交叉口 信号配时控制使公交车尽可能的减小与时刻表的偏差。由于交叉口延误占公交 整个行程时间的10%~20%,占整个延误时间的50%。因此，必须结合/>交车运 行状况(偏离时刻表情况)与交叉口信号控制，采取合适的配时方法，以减少 公交车在交叉口的延误，而目前尚无从运行时刻表方面考虑公交信号优先的配 时方法来确保公交车的准点率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有公交优先信号配时技术中未考虑公 交车准点率不足，以实现城市公交车准点率最大化的问题，提供了一种。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的采用计算机程 序的，首先进行信息采集步骤，然后 进行下列步骤1.对公交车行程时间及偏离时刻表的晚点程度计算，包括如下步骤1)计算公交车从1号公交车停靠站行驶到2号公交车停靠站的行程时间r'=rd+r式中？;一公交车在l号公交车停靠站停靠时间，单位，s;r一公交车从1号公交车停靠站行驶到2号公交车停靠站的行驶时 间，单位，《一公交车从1号公交车停靠站行驶到停车线所需的时间；《 一公交车在停车线处停车等待时间；《一公交车从停车线行驶到2号公交车停靠站(k+l)所需时间。2) 控制中心根据公交车行程时间，结合公交车运行时刻表信息，预测公交 车到达2号公交车停靠站的晚点程度，判断其是否大于临界值，当力》戶时，申 请优先通过；否则，不予优先，维持原信号配时方案不变。3) 确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达1号公交车停靠站时公交 相位是否为红灯，是，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯到达交叉口 停车线不是红灯，维持原信号配时方案不变；到达交叉口停车线是红灯，进入 选择公交信号优先方式。4) 确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达1号公交车停靠站时公交 相位不是红灯，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯不是红灯，维持原 信号配时方案不变；是红灯，进入选择公交信号优先方式。2. 控制中心利用上面的计算和交叉口当前信号配时得到公交车到达停车线 时的灯色情况并根据不同的灯色选择公交信号优先方式1) 预测时刻为红灯，到达停车线时为红灯，选择公交相位绿灯提前启亮的 优先方式。2) 预测时刻为绿灯，到达停车线为红灯时，选择^^交相位绿灯时间延长的 优先方式。3. 计算交叉口的人总延误变化量,+l式中AD,—公交优先相位减少的延误，单位，s;tAD,+1—非公交优先相位增加的延误之和，单位，,+lAZ)p—公交站点乘客延误变化，单位，s。4判断信号优先方案是否可行，选择合适的g,由控制中心生成新的信号配 时方案1) 当PI〉0时，绿灯提前启亮或者绿灯时间延长信号优先方案可行，选择 合适的g,对信号配时进行调整，由控制中心生成新的信号配时方案，并下传到 信号机，实现基于运行时刻表的公交信号优先。2) 当PI〈0时，维持原信号配时方案不变。技术方案中所述的信息采集包括有下列步骤1.利用安装在公交车上的GPS 接收机以固定采样间隔采集日期、时间、公交车位置和速度信息。2.同时利用安装车门处的自动乘客计数系统采集公交车载客数。3.同时利用埋设在社会车辆进口车道上的感应线圈检测社会车辆的流量和速度信息。4.将采集的以上三 方面的信息通过GSM/GPRS网络传送到进行信息处理的控制中心；所述的计算/> 交车从1号公交车停靠站行驶到2号公交车停靠站的行程时间及偏离时刻表的 晚点程度包括有下列步骤1. 计算公交车在1号公交车停靠站的停靠时间L=W)x[-州]x7; (1) 式中rd—公交车停靠时间，单位，^。义O—停靠站k的乘客到达率，单位，passengers/s。 ^(A:)—公交车b到达l号公交车停靠站k的时间，单位，s。,wW—公交车b-!到达l号公交车停靠站k的时间，单位，s。 7;——乘客平均的上车时间，单位，s。2. 计算公交车从1号公交车停靠站行驶到2号公交车停靠站的行驶时间 1 )计算公交车从1号公交车停靠站行驶到停车线的时间公交车从停止到启动再到正常速度所需的距离为S ,2aA其中^为公交车加速度，^为公交车行驶速度;当《,《S时，《=」^ (2a)当《，〉S时， ,卜A + ^Ji (2b)2)计算公交车在停车线处停车等待的时间 如果公交车到达交叉口遇到绿灯相位，那么停车等待时间为 ,2*=0 (4a)如果公交车到达交叉口遇到红灯相位，那么停车等待时间为 ,2A (4b)式中^一给予信号优先时公交车通过交叉口的时刻；f一公交车离开1号公交车停靠站k的时刻；3)计算公交车从停车线行驶到2号公交车停靠站的时间d -立,,1 , V …,卜-2^+， (5)公交车辆在1号公交车停靠站和2号公交车停靠站间的行驶时间为r =《+《+《(6)4)计算公交车从1号公交车停靠站行驶到2号公交车停靠站偏离时刻表 的晚点程度f w—^ 7 ,/2(9)其中山-第z'辆公交车与运行时刻表的晚点程度。 —公交运行时刻偏离状态权重补偿临界值。 ,w—公交车辆晚点到达2号公交车停靠站k+l的时刻。 公交车辆正点到达2号公交车停靠站k+l的时刻。 A —公交车辆发车时间间隔； 所述的计算交叉口的人总延误包括有下列步骤 1)计算公交站点乘客延误。 2 )计算公交车辆人总延误。(1) 计算绿灯时间延长方式下的人总延误。(2) 计算绿灯提前启亮方式下的人总延误。 3)计算社会车辆人总延误。(1) 计算绿灯时间延长方式下的社会车辆人总延误。A. 计算公交所在相位的社会车辆人总延误。B. 计算非公交所在相位的社会车辆人总延误。(2) 计算绿灯提前启亮方式下的社会车辆人总延误。A. 计算公交所在相位的社会车辆人总延误。B. 计算非公交所在相位的社会车辆人总延误。综和上面计算的公交站点乘客延误、公交车辆人总延误和社会车辆人总延 误，得出绿灯时间延长方式下的交叉口人总延误变化量(户/ )为尸尸C-0+2尸c，+at;, , 、 a7;'《,'y y -(2/;+a7;)-' y2()22〈 +a《-at:'其中PB—公交车平均载客数。& 一社会车辆平均载客数。 c一周期长度，单位，第l相位公交车到达交叉口的时刻，单位，sWl —第1相位进口道个数。m, —第/相位进口道个tt。第l相位第y进口道上的车辆到达率，单位，pcu/s。 第/相位第y进口道的车辆到达率，单位，pcu/s。△6—第l相位绿灯延长时间，单位，s。 n —第1相位有效红灯时间，单位，s 。 r,—第,'相位有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用计算机程序的基于运行时刻表的公交优先信号配时方法，首先进行信息采集步骤，其特征在于，该方法还包括有下列步骤：　１）对公交车行程时间及偏离时刻表的晚点程度计算，包括如下步骤：　（１）计算公交车从１号公交车停靠站（ｋ）行驶到２号公交车停靠站（ｋ＋１）的行程时间（Ｔ′）：　Ｔ′＝Ｔ↓［ｄ］＋Ｔ　Ｔ＝ｔ↓［１］↑［ｂ］＋ｔ↓［２］↑［ｂ］＋ｔ↓［３］↑［ｂ］　式中：Ｔ↓［ｄ］－公交车在１号公交车停靠站（ｋ）停靠时间，单位，ｓ；　Ｔ－公交车从１号公交车停靠站（ｋ）行驶到２号公交车停靠站（ｋ＋１）的行驶时间，单位，ｓ；　ｔ↓［１］↑［ｂ］－公交车从１号公交车停靠站行驶到停车线所需的时间；　ｔ↓［２］↑［ｂ］－公交车在停车线处停车等待时间；　ｔ↓［３］↑［ｂ］－公交车从停车线行驶到２号公交车停靠站（ｋ＋１）所需时间；　（２）控制中心根据公交车行程时间（Ｔ′），结合公交车运行时刻表信息，预测公交车到达２号公交车停靠站（ｋ＋１）的晚点程度（ｄ↓［ｉ］），判断其是否大于临界值（β），当ｄ↓［ｉ］≥β时，申请优先通过；否则，不予优先，维持原信号配时方案不变；　（３）确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达１号公交车停靠站（ｋ）时公交相位是否为红灯，是，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯：到达交叉口停车线不是红灯，维持原信号配时方案不变；到达交叉口停车线是红灯，进入选择公交信号优先方式；　（４）确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达１号公交车停靠站（ｋ）时公交相位不是红灯，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯：不是红灯，维持原信号配时方案不变；是红灯，进入选择公交信号优先方式；　２）控制中心利用上面的计算和交叉口当前信号配时得到公交车到达停车线时的灯色情况并根据不同的灯色选择公交信号优先方式：　（１）预测时刻为红灯，到达停车线时为红灯，选择公交相位绿灯提前启亮的优先方式；　（２）预测时刻为绿灯，到达停车线为红灯时，选择公交相位绿灯时间延长的优先方式；　３）计算交叉口的人总延误变化量（ＰＩ）：　ＰＩ＝ΔＤ↓［ｉ］－＊ΔＤ↓［ｉ＋１］＋ΔＤ↓［ｐ］　式中：ΔＤ↓［ｉ］－公交优先相位减少的延误，单位，ｓ；　＊ΔＤ↓［ｉ＋１］－非公交优先相位增加的延误之和，单位，ｓ；　ΔＤ↓［ｐ］－公交站点乘客延误变化，单位，ｓ；　４）判断信号优先方案是否可行，选择合适的ｇ↓［ｓ］由控制中心生成新的信号配时方案：　（１）当ＰＩ＞０时，绿灯提前启亮或者绿灯时间延长信号优先方案可行，选择合适的ｇ↓［ｓ］对信号配时进行调整，由控制中心生成新的信号配时方案，并下传到信号机，实现基于运行时刻表的公交信号优先；　（２）当ＰＩ＜０时，维持原信号配时方案不变。...

【技术特征摘要】
1.一种采用计算机程序的基于运行时刻表的公交优先信号配时方法，首先进行信息采集步骤，其特征在于，该方法还包括有下列步骤1)对公交车行程时间及偏离时刻表的晚点程度计算，包括如下步骤(1)计算公交车从1号公交车停靠站(k)行驶到2号公交车停靠站(k+1)的行程时间(T′)T＝Td+T<maths id=math0001 num=0001 ><math><![CDATA[ <mrow><mi>T</mi><mo>=</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>1</mn> <mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>2</mn> <mi>b</mi></msubsup><mo>+</mo><msubsup> <mi>t</mi> <mn>3</mn> <mi>b</mi></msubsup> </mrow>]]></math></maths>式中Td-公交车在1号公交车停靠站(k)停靠时间，单位，s；T-公交车从1号公交车停靠站(k)行驶到2号公交车停靠站(k+1)的行驶时间，单位，s；t1b-公交车从1号公交车停靠站行驶到停车线所需的时间；t2b-公交车在停车线处停车等待时间；t3b-公交车从停车线行驶到2号公交车停靠站(k+1)所需时间；(2)控制中心根据公交车行程时间(T′)，结合公交车运行时刻表信息，预测公交车到达2号公交车停靠站(k+1)的晚点程度(di)，判断其是否大于临界值(β)，当di≥β时，申请优先通过；否则，不予优先，维持原信号配时方案不变；(3)确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达1号公交车停靠站(k)时公交相位是否为红灯，是，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯到达交叉口停车线不是红灯，维持原信号配时方案不变；到达交叉口停车线是红灯，进入选择公交信号优先方式；(4)确定给予公交车信号优先后，预测公交车到达1号公交车停靠站(k)时公交相位不是红灯，预测公交车到达交叉口停车线是否为红灯不是红灯，维持原信号配时方案不变；是红灯，进入选择公交信号优先方式；2)控制中心利用上面的计算和交叉口当前信号配时得到公交车到达停车线时的灯色情况并根据不同的灯色选择公交信号优先方式(1)预测时刻为红灯，到达停车线时为红灯，选择公交相位绿灯提前启亮的优先方式；(2)预测时刻为绿灯，到达停车线为红灯时，选择公交相位绿灯时间延长的优先方式；3)计算交叉口的人总延误变化量(PI)<maths id=math0002 num=0002 ><math><![CDATA[ <mrow><mi>PI</mi><mo>=</mo><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mi>i</mi></msub><mo>-</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><mi>&Delta;</mi><msub> <mi>D</mi> <mi>p</mi></msub> </mrow>]]></math></maths>式中ΔDi-公交优先相位减少的延误，单位，s； id=icf0003 file=A2009100668860003C1.tif wi=13 he=9 top= 30 left = 44 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=yes/>-非公交优先相位增加的延误之和，单位，s；ΔDp-公交站点乘客延误变化，单位，s；4)判断信号优先方案是否可行，选择合适的gs由控制中心生成新的信号配时方案(1)当PI＞0时，绿灯提前启亮或者绿灯时间延长信号优先方案可行，选择合适的gs对信号配时进行调整，由控制中心生成新的信号配时方案，并下传到信号机，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：王殿海，宋现敏，李志慧，曲昭伟，陈永恒，魏巍，李凤，金盛，胡宏宇，魏强，
申请(专利权)人：王殿海，宋现敏，李志慧，曲昭伟，陈永恒，魏巍，李凤，金盛，胡宏宇，魏强，
类型：发明
国别省市：82