[发明专利]一种基于非机动车和公交车的绿波控制方法

权利要求书

1.一种基于非机动车和公交车的绿波控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤c1，行程时间调查与分析：

c11、设计路段选取；

针对非机动车与公交车的绿波控制路段选取原则与针对小汽车绿波控制路段选取原则相同，即相交次路流量要远小于协调道路流量；

c12、行程时间调查；

针对具体路段调查非机动车和公交车通过相邻交叉口行程时间；

c13、行程时间分析；

分析非机动车通过相邻交叉口的时间与公交车通过相邻交叉口行程时间的差异性是否显著，若公交车通过相邻交叉口行程时间与非机动车通过相邻交叉口行程时间在给定显著性水平下差异不显著，则进行步骤c2，若差异显著，则不进行针对二者的共同绿波设计；

步骤c2，绿波参数设计：

c21、计算交叉口i关键相位的流量比之和；

首先把非机动车流量换算成当量小汽车流量，其次对机动车道的饱和流率进行修正；

式中，——i交叉口小汽车到达率，单位pcu/h；

——i交叉口小汽车饱和流率，单位pcu/h；

——i交叉口非机动车流量换算后的当量小汽车流量,单位pcu/h；

K——饱和流率修正系数，取1.1～1.3；

c22、最佳周期计算与公共周期确定；

确定关键相位，利用韦伯斯特公式计算最佳周期，公式如下：

式中，L_i——第i个交叉口信号周期的总损失时间，单位s；

y_i——第i个交叉口关键相位的流量比之和；

C_i——第i个交叉口的周期时长；

取所有交叉口最大周期时长的为公共周期；

C_m＝max(C_i)

c23、绿灯时长分配

根据等流量比原则来进行交叉路口绿灯时长的分配；协调时，在非关键路口使次路方向保持最低的绿灯时长，其余有效的时长皆分给主路；

c231、计算各相位有效绿灯时间；

式中，C_i——第i个交叉口的周期时长，单位s；

L_i——第i个交叉口信号周期的总损失时间，单位s；

y_i——第i个交叉口关键相位流量比之和，无量纲；

c232、计算显示绿灯时长；

G_i＝g_i+l_i-A+C_m-C_i

式中，g_i——有效绿灯时间，单位s；

l_i——车辆启动损失时间，单位s；

A——黄灯时间，单位s；

C_m——最大周期时长，单位s；

C_i——i交叉口周期时长，单位s；

步骤c3，针对双向公交车和非机动车速度的差异来实现双向协调最大绿波带宽：

c31、画出公交车和非机动车单向协调时间-距离图

由于非机动车和公交车通过相邻交叉口的时间不可控制，因此相邻两交叉口的相位差为非机动车或公交车通过交叉口的调查所得行程时间；

假设有n个路口,第i个路口绿灯时长G_i，车辆通过第i和第i+1交叉口正向所用时间为t_i→i+1，反向所用时间为t_i+1→i，分别画出公交车和非机动车单向协调时间-距离图，为了协调二者相位差，保证最先到达下游路口车辆能够遇上绿灯，第i和第i+1交叉口之间的相位差应为：

式中，O_i→i+1——i和i+1交叉口之间的相位差，单位s；

——公交车通过i和i+1交叉口的平均时间，单位s；

——非机动车通过i和i+1交叉口的平均时间，单位s；

c32、公共周期调整

第i个交叉口为实现双向遇见绿灯，公共周期应该满足条件：第i个交叉口到第n个交叉口之间的双向行驶总时间应该介于第i个交叉口绿灯启亮时刻和绿灯结束时刻之间；用数学公式表达如下：

式中，为调整后的周期时长；

当不等式左边成立的时候，车辆可利用绿灯时间最长为G_i，即满足下式：

求解上面的n-1个方程组，得到双向协调的公共周期

为使调整后周期时长落在合理的范围内，用下式对进行限定：

式中，α和β为限定系数；α<1，β>1；

c33、计算最大绿波带宽

确定双向协调公共周期后，重新分配i交叉口的绿灯时长，计算公式如下：

则最大绿波带带宽T为：