[发明专利]基于混合交通流延误模型的交叉口配时方法

摘要

本发明涉及一种基于混合交通流延误模型的交叉口配时方法，该方法能够根据混合交通流的特性，获取混合交通流情况下的单个交叉口的近似最优配时方案，包括(1)获取交叉口交通参数；(2)建立非机动车消散模型；(3)建立混合消散模型；(4)对非机动车平均延误进行建模；(5)获取混合交通流下的平均延误；(6)计算最佳配时周期；(7)计算绿灯时间等其他参数。本发明利用混合交通流模型对交叉口最佳周期等配时参数进行求解，对混合交通流情况下的交叉口配时提供了一种有效的配时方法。

主权项

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Lv，机动车有效绿灯时间为Gev，则通过下式A+G＝Lv+Gev；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，qi为第i个通道的车流量，αi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 minc∈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yj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，Aj为相位j的黄灯时间，Lj为相位j的损失时间，Gj即为相位j的绿灯时间；求出Gj后，再根据每个相位的限制做出调整，使得Gjmin≤Gj≤Gjmax；Gjmin为相位j的最小绿灯时间限制，Gjmax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。