[发明专利]基于混合交通流延误模型的交叉口配时方法

权利要求书

1.一种基于混合交通流延误模型的交叉口配时方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，预先获取交叉口渠化状况、非机动车等待区容量及车流量参数；

步骤2，建立非机动车消散模型，具体步骤包括：假设非机动车以一个恒定的速率v到达，其队列亦以一个恒定的速率消散；定义单列非机动车队列在消散过程中的最大速率为饱和流量θ；定义从交通信号灯由绿变红开始，到非机动车达到饱和流量的这段时间为非机动车的延迟时间δ；

步骤3，建立混合消散模型，具体步骤包括：在等待区的电动车消散之后，停车线后方的机动车开始消散，假设机动车以恒定的速率q到达，经过一段小时间τ的延迟后，其队列亦以一个恒定的速率s消散，定义该消散率s为机动车饱和流量；假设一个周期内黄灯时间为A，绿灯时间为G，机动车损失时间为L_v，机动车有效绿灯时间为G_ev，则通过下式

A+G＝L_v+G_ev；

获得绿灯时间和机动车有效绿灯时间之间的关系；

步骤4，对非机动车平均延误进行建模，具体步骤包括：根据步骤2中所述的非机动车消散模型，推导出非机动车平均延误公式如下

de=(1+12f)(1-η)2c+(1-η)w;]]>

式中，f为非机动车流量，f与v相关，R为交通信号灯变为绿灯时刻等待区车辆的行数，η为非机动车的有效绿灯时间和绿灯时间的比值，c为周期长度；

步骤5，获取混合交通流下的平均延误，具体步骤包括：引入非机动车延误在总延误中所占的权重变量α，由此得到混合交通流下的延误公式

d=c(1-λ)22(1-λx)+x22q(1-x)-0.65(cq2)13x(2+5λ)+α[(1+12f)(1-η)2c+(1-η)w];]]>

式中，λ为机动车有效绿灯时间与绿灯时间的比值，q为机动车流量，x为饱和度，通过计算；

该公式提供的是一个交叉口特定方向入口通道车辆的平均延误，一个周期内，交叉口总体平均延误由下式获得：

D=1QΣi=1i=N[di(1+αi)qi];]]>

式中N为总通道数，为总加权车流量，q_i为第i个通道的车流量，α_i为第i个通道非机动车所占延误的权重；

步骤6，计算最佳配时周期，具体步骤包括：由步骤5中的总体平均延误公式，得到配时周期和平均延误的关系，通过下式获得最佳配时周期：

c₀＝arg min_c∈CD(c)；

式中，c₀为最佳周期，C为周期可行集；

步骤7，计算配时方案的各个参数，具体步骤包括：获得最佳周期c₀后，进一步确定各个相位的绿灯时间参数，绿灯时间由下式得到：

Gj=yjY(c0-L-Aj)+Lj;]]>

式中y_j为相位j放行通道中流量比的较大值，P为相位数，A为一个周期内总的黄灯时间，L为一个周期内总的损失时间，A_j为相位j的黄灯时间，L_j为相位j的损失时间，G_j即为相位j的绿灯时间；

求出G_j后，再根据每个相位的限制做出调整，使得

G_jmin≤G_j≤G_jmax；

G_jmin为相位j的最小绿灯时间限制，G_jmax为相位j的最大绿灯时间限制；

求出各相位绿灯时间后，再根据每个相位的限制做出调整，使得绿灯时间满足最大绿灯时间和最小绿灯时间的限制。

2.根据权利要求1所述的基于混合交通流延误模型的交叉口配时方法，其特征在于根据得到的配时方案的各个参数对所述交叉口的交通信号进行配时控制。