计算机与现代化
２０１５年第８期
ＪＩＳＵＡＮＪＩＹＵＸＩＡＮＤＡＩＨＵＡ
总第２４０期
文章编号：１００６－２４７５（２０１５）０８－０１０４－０３
收稿日期：２０１５－０２－０３
基金项目：陕西省科技攻关项目（２０１２Ｋ．０６／３７）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（ＣＨＤ２０１２ＪＣ０１８）作者简介：温凯歌（１９７６－），男，陕西西安人，长安大学电子与控制工程学院讲师，博士，研究方向：智能交通系统。
信号控制下的动态路段行程时间模型
温凯歌
（长安大学电子与控制工程学院，陕西西安７１００６４）
摘要：通过对车辆在路段上所处的状态不同，将路段行程时间划分成多个组成部分，并分别研究各部分的计算模型，提出一种新的动态路段行程时间模型。这种新的模型计算简单，能够适用于实际交通网络中对动态路段行程时间进行预测计算。通过算例的分析表明，在信号灯的控制下，车辆的动态行程时间是一个间断函数，其不仅仅与路段流量有关，还与该车辆进入路段的时刻以及控制信号设置有很大关系。关键词：交通仿真；行程时间；车辆排队延误；信号控制
中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－２４７５．２０１５．０８．０２１
ＡＤｙｎａｍｉｃＬｉｎｋＴｒａｖｅｌ－ｔｉｍｅＭｏｄｅｌｂｙＳｉｇｎａｌＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ
ＷＥＮＫａｉ－ｇｅ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｓｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｍｕｌｔｉｐｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｄｒｉｖｉｎｇｉｎｓｔｅａｄｙｍｏｄｅｗｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｓｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｅｗｄｙｎａｍｉｃｌｉｎｋｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓｎｅｗｍｏｄｅｌｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｄｙｎａｍｉｃｌｉｎｋｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｉｎｒｅａｌｔｒａｆｆｉｃｎｅｔｗｏｒｋ．Ａｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔ，ｔｈｅｌｉｎｋｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｉｓｎｏｔｏｎｌｙｓｉｍｐｌｙａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗ，ｂｕｔａｌｓｏａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｂｏｔｈｔｈｅｅｎｔｒｙｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｃｈｅｍｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｆｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｔｒａｖｅｌｔｉｍｅ；ｑｕｅｕｅｄｅｌａｙ；ｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ
０ 引 言
在现代智慧交通中，动态交通分配（ＤＴＡ，Ｄｙ－ｎａｍｉｃＴｒａｆｆｉｃＡｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）和动态路径诱导系统（ＤＲＧＳ，ＤｙｎａｍｉｃＲｏｕｔｅＧｕｉｄａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）是其中重要的组成部分，出行者在出行前和出行中都需要得到准确而快速的出行路线信息，因此，需要估计路网中各路段的行程时间。另外，交通管理者在进行路网运行管理时，也需要对路段行程时间进行实时动态预测。因此，准确的路段行程时间模型是智能交通系统研究和开发的一个重要方面。
传统的道路行程时间模型是美国的ＢＰＲ（ＢｕｒｅａｕｏｆＰｕｂｌｉｃＲｏａｄ）路阻函数，将路段的行程时间表示为路段交通流量的增量函数。然而，动态的行程时间才是最为迫切需求的，因此经典的ＢＰＲ模型在动态情况下不适用。国内方面，根据国内的机非混合的实际
情况，对混合交通条件下的行程时间模型［１］
也作了
相应的研究。出行者对交通信息的实时性有较强的
要求，因此动态条件下的行程时间的预测［２］
和估计［３］以及行程时间的可靠性［４］
成为研究的热点。
从交通管理者的角度来讲，如何均衡地利用道路网是需要重点关注的，因此在动态交通分配中，Ｄａ－
ｇａｎｚｏ［５］和Ｍａｌａｃｈｙ［６］
等人研究了行程时间函数在动态交通分配中的特性。在城市交通网中，路段的行程时间可以划分为车辆自由流运行时间和在交叉口信号灯处的排队延误时间。在这些研究中，车辆延误的计算是利用控制理论的模型，但是交通流作为一个整体而言，在交通控制中的延误考虑的并非单一辆车的实际延误，而是一个周期内路段车辆的平均延误，因此该方法具有较强的统计学意义，作为车辆延误的数
学模型精度难以保证［７］
。利用智能的方法来获取车辆延误也是一条途径，但是人工智能方法需要数据具
有很高的实时性［８］
，另外数据采集的精确性也会严重影响模型的精度。