基于动态权重的公交优先信号配时优化策略
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基于感应信号的公交优先控制策略研究作者:林丽朱泳旭蔡云鹏来源:《森林工程》2018年第06期摘要:公共交通是提高城市出行效率,缓解城市拥堵的手段。
提高公交车的使用率,要提高公交车辆的服务水平,最直接有效的方法便是提高公交运行效率、减少延误。
本文主要对公交优先感应信号的设置方法进行研究,提出公交车在通过检测器时可能遇到的5种情况,然后详细分析了3种优先方式的基础,对感应线圈的布设位置进行探讨与建模,以此达到既能实现公交优先,又能满足尽量减少对其余社会车辆影响的要求。
最后结合VISSIM,绿灯延长模型进行仿真,检验模型的有效性。
结果显示,绿灯延长能够缓解交叉口的拥堵,并提高了交叉口的通行效率。
关键词:公共交通;公交优先;公交专用道;感应信号控制中图分类号:U491.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8023(2018)06-0062-05Research on Bus Priority Control Strategy Based on Inductive SignalLIN Li, ZHU Yongxu, CAI Yunpeng(College of Automotive and Transportation Engineering, Nanjing Forestry University,Nanjing 210037)Abstract:Public transportation is a means of improving the efficiency of urban travel and alleviating urban congestion. To improve the utilization rate of buses, the most direct and effective way to improve the service level of public transportation vehicles is to improve the efficiency of public transportation operations and reduce delays. This paper mainly studies the setting method of bus priority sensing signal, and proposes five situations that the bus may encounter when passing the detector. Then it analyzes the basis of three priority modes in detail, and discusses the location of the induction coil. It can achieve the priority of public transport, and meet the requirements of minimizing the impact on the rest of the social vehicles. Finally, combined with VISSIM, the green light extension model is simulated to verify the validity of the model. The results show that the green light extension can alleviate the congestion at the intersection and improve the traffic efficiency of the intersection.Keywords:Public transit; bus priority; bus lane; induction signal control0 引言交通拥堵是目前城市发展的通病,缓解拥堵成为城市需要解决的首要问题。
公交信号优先控制系统的应用与分析吴皓;张海波【摘要】我国城市近年来实施公交优先控制策略的意义非常重大,公交信号优先控制策略,从某种程度上说,是提高我国公交系统的运行速度以及可靠性的重要手段.研究表明:公交信号优先控制策略发展的历程是:公交信号优先控制的实时性逐步的提高,优化的要素考虑得逐渐的全面,公交信号优先控制的对象日益的扩大,控制策略逐步的系统化、适用性逐步的增强.我国解决城市交通的拥挤问题的有效方法就是:大力的发展公共交通系统.本篇文章针对公交信号系统主动优先、被动优先,以及与不同的设施相结合的公共交通信号优先控制策略进行了综合的分析,在"公交优先"的基础上,对公交信号优先控制系统的应用展开研究,并且分析国内外公交信号优先系统的应用.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2018(000)017【总页数】3页(P113-115)【关键词】公交优先;公交信号优先;公交信号优先控制策略【作者】吴皓;张海波【作者单位】上海工程技术大学汽车工程学院;上海工程技术大学汽车工程学院【正文语种】中文1 公交优先1.1 公交车的优势当今,城市地铁轨道交通快速的日趋普及,公共汽车—这种传统的交通客运方式,不仅在世界发达国家的城市仍然普遍地存在,而且在许多发展中国家的城市也还是大量地使用,这是因为公交车具有以下几点优势:1.公交车的适应性相当广,从公共交通设置路线的适宜断面客流量来看,其适应性很广。
在轨道交通发达的地区,作为轨道交通客流的集散使用;不仅在人口密度较低的大城市的边远地区,或者在旧城区支路上,或者大中型城市的新建居住小区,或者小城市的客流的主要方向,都可以考虑进行优先设置公共汽车交通线路。
2.公交线路的设置灵活性高,公共汽车属于街道内公共客运系统的范畴,设置公共汽车线路时,不存在架设动力线和铺设轨道的问题,车辆运行灵活自由,设线的适用范围大。
3公交线路行车组织灵活,从营运的组织上来看、;它可以根据客流的变化、具体的营运条件,及其它条件来安排不同的车型车辆以及行车的组织方案。
浅谈“公交优先”策略下公共交通系统优化研究摘要:公共交通系统作为城市的基础设施很大程度上决定了城市的经济发展,为了使公共交通优化模型更加灵活、时效性更强,在有限的公共交通资源下使出行者获得最大的出行收益,将IC卡数据,车载GPS作为研究基础,基于公交实时信息,以预测准确地实时公共交通需求和车辆到达站点时间,节约公共交通资源、优化城市基础设施建设。
研究将实时信息与公交系统优化相结合,针对实时出行需求、车辆到达站点时间等问题给出预测模型,为有关公交系统优化提供参考和建议。
关键词:基础建设;公共交通;出行需求;系统优化1.引言随着社会的发展,城市公共交通系统凭借其成本低,效率高,环保等特点成为了各个城市交通运输的主要载体,构建高效、合理的城市公共交通系统对发展城市经济,提高城市建设管理水平的起到至关重要的作用。
“公交优先”作为一项重要的发展战略于2012年由国务院有关部门首次提出[1],因此,响应“公交优先”发展战略,在现有的公共交通设施的基础上对公交系统进行优化,提高城市公交分担率对节能减排,建设资源节约环境友好型社会具有十分重要的意义。
本文以单条公交线路为研究对象,基于车辆实时运行速度、道路拥挤状况以及IC卡实时刷卡信息等实时信息,分析不同因素对车辆到达站点时间,最优线路实时发车频率的影响情况,为相关研究提供参考。
2.基于IC卡数据的实时公交需求预测实时公共交通需求是决定公交发车频率的重要因素,合理的预测实时公共交通需求有利于调节该时段公交线路的实时发车频率,根据实时公交需求能够尽可能的增加公交运行效率,降低运输成本。
随着地理信息系统(GIS);全球定位系统(GPS);通用无线分组技术(GPRS)等技术越来越多的运用于公交系统优化中,使得规划部门工作人员可以更好的获取公交线网实时道路信息[2、3],因此利用实时信息对公交出行需求进行预测,具有十分重要的研究意义。
随着公交IC卡在各个城市愈发普及,利用IC卡数据对公共交通进行预测是目前的一条重要的研究途径。
公交优先级与信号配时协调优化研究随着城市交通拥堵问题日益凸显,公交优先级与信号配时协调优化成为解决方案之一。
公交优先级指的是通过改变信号灯配时,为公交车提供更顺畅的通行环境,从而提高公交车的运行效率和准点率。
信号配时协调优化则是通过科学地设置信号灯的开启和关闭时间,使得交叉口的车辆流量最优化,减少交通拥堵和延误。
公交优先级与信号配时协调优化的关键是如何平衡公交车的通行需求和其他交通参与者的合理利益。
公交车是城市交通体系中重要的组成部分,对于提供便捷、高效、环保的出行方式具有重要意义。
通过设置公交优先级,我们可以给予公交车更多的绿灯时间,减少其停车等候时间,从而更好地满足乘客的出行需求。
与此同时,信号配时协调优化不仅关乎公交车的通行效率,也涉及到其他交通参与者的利益。
交通系统是一个复杂的网络,各种交通工具需要协调运行。
如果过于偏向公交车,可能会导致其他车辆通行受阻,造成交通拥堵。
因此,公交优先级与信号配时协调优化需要综合考虑各方利益,确保公交车的通行优先级不会对其他交通参与者造成过大的影响。
在公交优先级与信号配时协调优化方面,传感器技术的应用发挥了重要作用。
通过在交叉口设置地磁传感器、红外感应器等设备,可以实时监测车辆的流量和速度信息,从而调整信号灯的配时。
这种实时监测的方式可以更加准确地把握公交车的通行需求,保障其优先权。
此外,运用智能化的算法和模型进行信号配时协调优化也是非常重要的。
通过收集数据并建立交通流模型,可以对信号灯的配时方案进行仿真和优化。
这种基于数据和模型的方法可以大大提高信号配时决策的科学性和准确性,从而更好地满足公交车的通行需求。
然而,公交优先级与信号配时协调优化并非一蹴而就的过程,还面临一些挑战。
首先是技术的限制。
尽管现代交通技术不断发展,但在实际应用中仍然存在一些技术难题,如传感器安装和维护、数据传输和处理等方面的问题。
其次是与现有交通系统的整合。
由于城市交通系统庞杂复杂,公交优先级与信号配时协调优化需要与现有的交通设施和规则相协调,这也需要政府、交通管理机构等各方的共同努力。
公交优先信号控制策略研究随着城市化进程的加速和汽车保有量的不断增加,交通拥堵已成为城市中普遍存在的问题之一。
解决交通拥堵,提高公共交通效率成为一个迫切的需求。
公交优先信号控制策略的研究和实施可以有效地提高公共交通系统的运行效率,减少拥堵,改善居民出行体验。
一、公交优先信号控制策略的意义公交优先信号控制策略是指通过交通信号灯系统,合理分配时间和优先通行权,使公共交通工具能够更快、更顺畅地通过道路交叉口。
这种策略的实施具有以下几个重要意义:1. 缩短公交车辆等待时间。
通过为公交车辆提供优先通行权,减少其在红灯等候的时间,降低延误,提高公交出行效率。
2. 提高公共交通的服务质量。
通过快速和顺畅的公交出行体验,吸引更多的私家车主选择公共交通,减少道路中的车辆数量,减缓交通拥堵。
3. 促进公交系统的可持续发展。
通过改善公交的准点率和运行效率,提高乘客满意度,鼓励更多的居民使用公共交通工具,有利于减少尾气排放和环境污染,实现可持续发展。
二、公交优先信号控制策略的实施方法公交优先信号控制策略的实施需要考虑到不同的道路条件和交通需求。
以下几种实施方法是比较常见的:1. 定时控制方式。
根据公交车辆的运行计划和车流情况,确定信号灯的定时控制参数,为公交车辆提供绿灯延时或绿灯提前。
2. 检测控制方式。
通过在公交专用道上设置传感器或摄像头,实时检测公交车辆的位置和数量,根据实际情况调整信号灯的控制策略。
3. 车辆优先控制方式。
通过与公交车辆终端设备的通信,实时获取公交车辆的位置和行驶速度信息,根据车辆的实际情况来控制信号灯。
三、公交优先信号控制策略的效果评估为了评估公交优先信号控制策略的有效性,可以从以下几个方面进行定量评估:1. 公交车辆运行时间。
通过比较公交车辆的运行时间,可以看出公交优先信号控制策略对公交车辆的通行效果。
2. 公交车辆的延误时间。
通过比较公交车辆在信号灯前的停车时间,可以评估公交优先信号控制策略对公交车辆的延误时间的影响。
目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (4)1.2.1 国外研究概况 (4)1.2.2 国内研究概况 (5)1.3 研究的目标以及主要内容 (6)2.1 周期 (7)2.2 所需显示率 (7)2.3 信号损失时间 (8)2.3.1 绿灯间隔时间 (8)2.3.2 起动损失时间 (8)2.3.3 周期内总的损失时间 (9)2.4 有效绿灯时间 (9)2.5 绿信比 (9)3 传统的交叉口信号相位设计与配时方法 (10)3.1 传统的信号相位设计的基本原则 (10)3.1.1 交通安全原则 (10)3.1.2 相位简单的原则 (10)3.1.3 通行能力最大化原则 (10)3.1.4 交通延误最小化原则 (10)3.2 信号配时方案的基本内容 (11)3.2.1 确定信号配时方案 (11)3.2.2 信号基本控制参数 (11)3.3 评价信号控制交叉口的交通效益指标 (14)3.4 传统的信号配时的基本方法 (15)3.4.1 确定信号相位基本方案 (15)3.4.2 确定设计交通量 (15)3.4.3 饱和流量 (16)3.4.4 配时参数设计 (21)3.4.5 信号交叉口的通行能力和饱和度 (22)3.4.6 服务水平评估 (24)4 基于公交优先通行的交叉口相位设计及配时方法研究 (27)4.1 概述 (27)4.2 基于公交优先通行的信号交叉口相位设计方法研究 (27)4.2.1 应用于三相位方案的基于公交优先通行的相位设计 (28)4.2.2 应用于四相位方案的基于公交优先通行的相位设计 (30)4.3 信号配时方法研究 (32)4.3.1 基本假设 (32)4.3.2 公交车辆延误及通行能力 (32)4.3.3 整个交叉口车辆延误及通行能力 (33)4.3.4 设置公交专用进口道条件下的交叉口配时设计 (33)5.1 引言 (35)5.1.1 设置公交专用进口道对所需显示率的影响 (35)5.1.2 设置预信号对所需显示率的影响 (37)5.1.3 基于公交优先的信号周期时长的优化方法 (37)5.1.4 基于公交优先的绿信比的优化方法 (42)6 小结与展望 (48)6.1 引言 (48)6.2 实施公交优先的优势与困难 (48)6.2.1 实施公交优先通行系统的主要优势 (49)6.2.2 实施公交优先通行系统的主要困难 (49)参考文献 (51)1 绪论1.1研究背景随着我国社会经济尤其是城市经济的迅猛发展及城市化进程的加快,城市建设规模在不断扩大,城市人口高度集中并大幅度增长,由此导致城市交通需求量急剧上升。
基于公交优先预信号设置的信号优化研究葛晓燕【摘要】预信号控制技术是实施交叉口公交优先的有效技术措施之一.本文对基于公交优先预信号设置下的信号配时优化问题进行探讨,在保证公交优先的同时考虑了环境因素,分别以降低燃油消耗和车辆尾气排放为目标进行信号配时优化.研究结果表明:设置预信号能降低公交车辆的燃油消耗和尾气排放,但是社会车辆的燃油消耗和尾气排放有所增加.通过对交叉口信号配时的优化,可以找到使具有预信号的整个交叉口的燃油消耗(或排放物)最小化的信号配时,这可为设计合理的、具有可持续性的交通信号系统提供理论依据.【期刊名称】《新疆财经大学学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】9页(P15-23)【关键词】信号配时;公交优先;预信号【作者】葛晓燕【作者单位】新疆财经大学,新疆乌鲁木齐830012【正文语种】中文【中图分类】F502随着城市交通拥堵的日益严重,车辆延误造成了大量的时间浪费、尾气增加、燃油消耗增加、环境污染加重等问题,因而如何减少交通延误一直是学者们关心和研究的问题。
在车辆延误的构成中,道路交叉口延误是其主导,因此国内外很多城市都采用了公交优先通行的措施,其中预信号控制技术是实施交叉口公交优先的有效技术措施之一。
预信号控制策略在英国、美国和德国等国家已应用多年,我国也开展了很多预信号技术的研究,在预信号交叉口运行分析、预信号设计方案等方面取得了一定成果。
WU和Nick [1]以及吴健平等人[2]描述了三种预信号设置方案和相应的计算方法,主信号与预信号之间的协调关系以及延误计算方法,分析结果证明了预信号设置的潜在优点;此外,他们还研究了预信号设置对交叉口的公共汽车和非优先车辆带来的有利和不利影响。
[3]张卫华等人[4][5]在吴健平和Nick的研究基础上做了进一步研究,分析了关于主信号与预信号配时相互协调关系中的不足,并提出了改进的方法。
还有一些学者[6][7]对锯齿形公交优先的交通设计、信号设置、延误分析等进行了相关研究。
支持信号优先的快速公交行车时刻表优化算法摘要行车时刻表是公交运营调度的基础,对公交的服务水平、运营收入和车辆的周转效率起着重要的作用。
本文根据快速公交的特点,建立了支持信号优先的快速公交行车时刻表优化模型,旨在降低车辆在交叉口的等待时间,提高周转效率。
在此基础上提出了快速公交行车时刻表优化算法,并且针对北京市某快速公交线路的行车时刻表进行了优化实验。
实验结果表明,算法可以有效地降低车辆在交叉口的等待时间。
关键词信号优先;快速公交;公交调度;行车时刻表;优化算法1 引言运营调度是公交企业的核心工作,一般分为行车时刻表编制、现场调度和统计分析三个阶段。
其中,行车时刻表也叫行车计划,是组织和指导公交企业运营生产全过程的生产作业性计划,是公交运营调度的基础。
对于行车时刻表优化,国内外许多学者做过相关研究。
Scheele[1]提出了基于最小乘客出行时间的公交线路发车频率优化模型,Koutsopoulos等[2]提出了一个以乘客等待费用、运营成本和拥挤费用最小为目标的非线性规划模型。
孙芙灵[3]探讨了不同客流状态下确定时段配车数和发车频率的方法,杨兆升[4]提出了一个最大化社会效益的发车频率优化模型。
研究表明,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%[5]。
因此,只有降低了交叉口延误,才能显著降低公交车辆的行程延误,真正实现快速公交的快速。
因此,本文提出了一种旨在降低公交车辆在交叉路口等待时间的快速公交行车时刻表优化模型,并在模型的基础上建立了行车时刻表优化算法。
2 快速公交运行描述快速公交车辆有序地运行在一系列的站台与路口之间,在每个站台停车上下乘客,在需要的路口停车等待绿灯。
考虑一条典型的快速公交线路(如图1所示),与传统公交线路相比,快速公交线路具有如下特征:1) 公交专用道公交专用道将其他交通与快速公交相隔离,给与了快速公交道路优先权,从而避免了其他交通流对快速公交运营速度的影响。
公交优先信号控制优化方法作者:方雪丽;韩印来源:《价值工程》2010年第22期摘要:根据信号交叉口理论,在以往信号延误研究的基础上,考虑到公交车辆平均载客数远大于社会车辆平均载客数,以减少交叉口人总延误最小为系统优化目标,分析并推导了公交优先信号控制优化模型,并用具体的实例说明了公式的用法。
研究结果表明,交叉口人均延误减少量与公交车流率及优先时间的长短有关。
运用该优化方法能够明显降低交叉口的人均延误,有效保证公交车的准时性,是减少公交车延误的一种可行、有效的方式。
Abstract: Adopted signalized intersection theory, based on the research foundation of vehicle delay of the signal control, by taking into account the average number of the passengers in the bus is much larger than in the ordinary vehicles, anthors have analyzed and inferred an optimization method of the signal control for bus priority, in which the average people delay is regarded as an optimal aim of system. And authors have applied specific cases to illustrate how to use them. The formulation has indicated the average passenger delay at signalized intersections is relevant with the bus arrival rate and the priority time. The optimization method is a feasible and efficient approach to reduce bus delays, because it can reduce average passenger delay significantly.关键词:智能交通;交通控制;公交优先;信号交叉口;车辆延误Key words: intelligent transportation;traffic control;bus priority;signal intersection;vehicle delay 中图分类号:U12文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)22-0108-020引言关于交叉口延误的研究成果不少,但是由于公交车平均载客数远大于社会车辆平均载客数, 因此将公交车辆与社会车辆同等条件下进行研究是不符合实际的[1]。
基于动态规划的公交发车调度时刻表优化问题研究的开题报告郑重声明:本报告仅供参考学习使用,严禁抄袭。
如因抄袭等问题导致的任何后果,本人概不负责。
一、研究背景和意义公交车作为城市交通中不可或缺的一部分,其准时、快捷的运行服务着广大市民。
然而,在城市交通日趋复杂的今天,公交车运营过程中面临的降速、拥堵、客流变化等问题也越来越突出。
而公交车的发车调度及时刻表问题,也是公交运营的一个重要且需要优化的方面。
针对上述问题,动态规划方法能够高效地解决类似的优化问题,以提高公交车运营效率和服务质量。
因此,本研究旨在通过对公交车发车调度时刻表优化问题的研究,探索动态规划算法在公交运营中的应用,为实现城市公交快速高效运营提供可行性方案。
二、研究内容和方案本文的研究内容主要围绕公交车发车调度时刻表优化问题展开,其研究方案如下:1. 对公交车发车调度时刻表优化问题进行深入研究,明确问题定义、问题分析、建模方法和求解方式。
2. 提出基于动态规划算法的公交车发车调度时刻表优化模型,建立起以优化发车间隔、减少等待时间、提高服务质量为目标的优化目标函数。
3. 设计动态规划算法解决上述模型,并编写程序测试算法的可行性和效率。
4. 借助实际数据优化模型参数,验证研究成果的可行性和实用性。
三、预期研究成果本文基于动态规划算法探索公交车发车调度时刻表优化问题的解决方案,旨在提高公交车的运营效率和服务质量。
预期的研究成果如下:1. 完整的基于动态规划算法的公交车发车调度时刻表优化模型,明确问题定义和建模方法。
2. 高效、可行的动态规划算法实现程序,为公交车运营管理提供实际应用基础。
3. 实现在实际数据条件下对模型和算法的优化验证,探索动态规划算法在公交车运营领域的应用与实际效果。
四、研究计划与进度安排本文的整体研究计划和进度安排如下:1. 阶段一(2022.5):完成对公交车发车调度时刻表优化问题相关文献的调研和阅读,并明确问题定义和建模方法的初步方案。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910280432.5(22)申请日 2019.04.09(71)申请人 东南大学地址 210000 江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人 叶智锐 赵佳慧 毕辉 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 沈旻(51)Int.Cl.G08G 1/08(2006.01)G08G 1/01(2006.01)(54)发明名称基于公交信号优先的实时车头时距均衡控制方法和系统(57)摘要本发明公开一种基于公交信号优先的实时车头时距均衡控制方法,针对公交优先信号对个别公交车的优先导致公交车车头时距不均衡,进而造成公交车辆聚束到达的问题,综合考虑了车辆延误、优先策略、路网系统运行效率和乘客等待时间等因素,建立一种实时公交信号优先控制模型,以均衡公交车辆的车头时距,改善公交拥挤问题,减少乘客等待时间。
一方面解决了传统公交信号优先对于公交车车头时距造成波动的影响;另一方面,本发明方法涉及参数较少且都很容易得到,无需复杂的算法和优化过程等,实用性强,可大幅提高城市公交系统运营效率,提高乘客的满意度。
本发明还公开一种基于公交信号优先的实时车头时距均衡控制系统。
权利要求书3页 说明书6页 附图3页CN 110085040 A 2019.08.02C N 110085040A1.一种基于公交信号优先的实时车头时距均衡控制方法,其特征在于,包括数据采集步骤、检测步骤、信号配时优化步骤;S1、数据采集步骤,采集路网车辆运行数据;S2、检测步骤,记录不同线路公交车通过不同检测点的当前车头时距、通过车头时距和通过公交车数量;S3、信号配时优化步骤,根据检测步骤获取到的公交车信息的不同情况得到不同公交线路的信号优先申请强度并得到交叉口各车道申请强度,综合路网车辆运行数据评价结果和冲突相位参数共同修正交叉口各车道申请强度,最后计算得到优化的信号配时。
公共交通优先通行的交通信号优化公共交通优先通行是指在交通拥堵的情况下,为了提高公共交通的效率和便利性,在交叉口信号灯的调控中给予公共交通工具(如公交车、地铁、出租车等)优先通行的权限。
交通信号优化是指针对交通状况和道路网络,通过科学的交通控制手段,合理调整信号灯的灯序和时长,使交通流量得到最优化的分配和均衡,提高交通效率。
公共交通优先通行的交通信号优化首先要考虑的是交通状况的实时变化。
交通流量会根据时间、地点和特定事件等多种因素不断变化,因此,交通信号的控制要根据这些实时信息进行动态调整。
现代交通控制系统中,传感器和监控设备可以收集路段和交叉口的实时数据,如车辆数量、速度、占有时间等,这些数据可以用来识别交通流量状况,为信号灯控制提供依据。
其次,交通信号优化要考虑道路网络的特点和交通系统的整体目标。
不同道路和交叉口的交通规模和特征各不相同,因此需要制定相应的信号控制策略。
这里特别要考虑公共交通的优先通行策略,即缩短公共交通工具的行驶时间,以提高公共交通的吸引力。
为了实现这个目标,可以在信号控制中设置专用车道、优先通行的时间窗口或信号触发机制等。
同时,还可以根据交通需求分配公共交通工具的发车间隔,以调节公共交通与私家车之间的协同作用。
第三,交通信号优化还应该考虑周边环境的因素。
交通信号的调控不仅仅关注交叉口本身,还要考虑它所处的路段、周边设施和城市布局等因素。
例如,在公共交通站点周围,可以设置绿灯加长机制,以提高公共交通工具的运行效率。
此外,交通信号优化还应该充分考虑行人、自行车等非机动车的需求,对于他们的通行也要有所规划和保障。
最后,交通信号优化要借助现代交通技术手段进行有效管理和调控。
随着智能交通技术的不断发展,交通信号控制系统的功能也在不断提升。
例如,可以通过智能交通信号灯来感知交通流量,自适应地调整灯序和时长,以达到最优化的交通控制效果。
此外,还可以利用先进的通信技术,将交通信号控制系统与交通管理中心相连,实现远程监控和控制,提高系统的实时性和灵活性。
120研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2023.12 (上)行相位方式,待公交车通过路口后将相位恢复。
在交通流中加入相位将增加交通流的时间损耗,并使路口的交通容量下降,因此,在交通流中应该尽可能地减少加入相位。
(3)实时性优先控制。
实时性优先控制是利用道路检测、车辆定位技术等,获得该地区的道路交通情况以及公交车辆的运行状态,从而对信号进行实时控制,以确保公交优先。
道路交通状况,包含该地区车辆的平均车速、各路口的交通状况、公共汽车的运营情况等。
在此基础上,结合多个路口的实际情况,在确保路网通畅的情况下,对路口的信号灯进行优化,使其成为公车优先的信号灯。
3 交叉口公交优先智能信号控制系统搭建(1)系统构成。
对于公交优先智能信号控制系统而言,在系统架构中主要包括公交车检测系统、车辆检测系统、控制中心系统、通信系统、智能信号控制器等。
公交车辆检测和定位系统完成对公交车的流量进行检测,并接收与之有关的优先级信息,通过信号标尺定位法完成对公交车辆的定位。
车辆检测系统完成检测所有车流量,通过环形线圈检测器将信息发送到智能信号控制器。
通信系统主要负责各分系统间的通信,根据用户的需求,通信方式有很多种,如有线链路和无线链路。
控制中心完成了各个子系统之间的相互连接与整合,还能够将信息有机整合。
智能信号控制器可以实现实时决策,并在此基础上,根据各时间点的交通状况和公共汽车的优先等级信息,对下一时刻的信号状态进行判断,并进行信号灯的形式和时间进行控制。
(2)公交优先的实现。
公交优先智能信号控制系统接收到关于公交车的有关信息,在进行处理后,将这些信息发送到智能信号控制器。
同时,该系统还向信号控制系统传输了被检测的各车辆的交通数据。
信号控制器持续接收来自各个方向的车流和公共汽车的数据,当要做出决定时,先由预处理模块对数据进行处理,获得相位的急切程度,然后将急切度和转换度作为模糊推理系统的输入,即确定下一时刻的信号状态。
基于优先权重的公交信号优先算法研究
杨志宏;李春梅;刘凯
【期刊名称】《吉林交通科技》
【年(卷),期】2008(000)001
【摘要】在信号控制交叉口,优先信号的实施不仅要考虑公交车辆的乘客数,同时还与公交车辆的时刻表的偏离程度有关。
本文根据公交车辆当前的运行状态在信号配时计算中为公交车辆赋予一定的优先权重,在满足交叉口各进口方向车辆通行需求的同时,以最小的车辆延误代价获取人均延误降低最大化为目标,在交叉口信号配时方案进行优化计算中,为偏离公交出行时刻表的公交车辆分配权重,以确保公交车辆尽可能以绿灯信号通过信号控制交叉口。
最后利用MatLab对该算法进行求解计算、验证。
【总页数】3页(P62-64)
【作者】杨志宏;李春梅;刘凯
【作者单位】吉林省高等级公路建设局,长春130062;吉林市公路管理处,吉林132000
【正文语种】中文
【中图分类】U491.51
【相关文献】
1.基于粗糙集理论的公交信号优先算法研究 [J], 杨柳;彭小波;王当仁;张红琼
2.基于公交信号优先的算法研究 [J], 孙文涛;王春生;马文钰;孙立勇
3.常规公交系统公交信号优先控制算法研究 [J], 孟小岳;何祖军
4.基于车联网的公交信号优先控制方法及实践 [J], 徐棱;刘成生;蔡玉宝
5.基于C-V2X的公交信号优先控制系统应用研究 [J], 荣少华;佘红艳;王松浩;欧阳波涛
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基于公交优先的单点交叉口信号配时研究
张鹏;张鹏翔;赵雨旸;吴丽娜
【期刊名称】《交通科技与经济》
【年(卷),期】2018(020)001
【摘要】为有效缓解城市交通拥堵、促进土地集约利用,公交优先理念已为我国社会所共识.传统的交叉口信号配时方案的信号周期是用车辆总延误最小来确定,没有给公交车以优先权,没有体现"以人为本"的思想.提出一种新的交叉口信号配时方法,该方法以公交车辆的人均延误最小为决策目标,并将其运用在实际的交叉口上进行配时优化研究.以哈尔滨市红旗大街-东直路交叉口为研究对象,对其现有配时数据和交通量进行实地调查,应用公交优先的配时方法进行配时,提高公交车的运行效率,降低公交车在交叉口的延误.
【总页数】4页(P11-14)
【作者】张鹏;张鹏翔;赵雨旸;吴丽娜
【作者单位】黑龙江工程学院汽车与交通工程学院 ,黑龙江哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院 ,黑龙江哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院 ,黑龙江哈尔滨 150050;黑龙江工程学院汽车与交通工程学院 ,黑龙江哈尔滨 150050
【正文语种】中文
【中图分类】U491.4
【相关文献】
1.公交优先策略下城市交通交叉口信号配时方法研究 [J], 王西
2.基于交叉口可靠性的公交优先信号配时优化模型 [J], 乔文鑫;王锭
3.单点公交被动优先下信号配时方法研究 [J], 李凤;王殿海;杨希锐
4.混合交通条件下单点公交优先信号配时研究 [J], 冯岩;裴玉龙;曹成海
5.公交优先策略下城市交通交叉口信号配时方法研究 [J], 王西;
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基于公交信号优先的算法研究
孙文涛;王春生;马文钰;孙立勇
【期刊名称】《铁道运输与经济》
【年(卷),期】2008(030)012
【摘要】公交优先是利用先进的检测系统,为公交车辆提供优先信号.针对公交信号优先的实施对其他社会车辆的影响,以为公交车辆提供优先信号的同时,降低交叉口车辆平均延误为目标,建立基于发出频率的公交信号优先算法和基于需求强度的公交信号优先算法.
【总页数】3页(P50-52)
【作者】孙文涛;王春生;马文钰;孙立勇
【作者单位】兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州,730070;兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州,730070;兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州,730070;兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州,730070
【正文语种】中文
【中图分类】U491.2+32
【相关文献】
1.基于优先权重的公交信号优先算法研究 [J], 杨志宏;李春梅;刘凯
2.基于粗糙集理论的公交信号优先算法研究 [J], 杨柳;彭小波;王当仁;张红琼
3.常规公交系统公交信号优先控制算法研究 [J], 孟小岳;何祖军
4.基于车联网的公交信号优先控制方法及实践 [J], 徐棱;刘成生;蔡玉宝
5.基于C-V2X的公交信号优先控制系统应用研究 [J], 荣少华;佘红艳;王松浩;欧阳波涛
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基于动态权重的公交优先信号配时优化策略刘昱岗;李佳励;张擎;王海宁;董道建【摘要】The signal timing of signal controlling intersections should consider increasing traffic capacity with the person unit so as to reduce traffic delay per capita. Vehicle parking rate and traffic delay are main relevant factors of cycle length, and decreasing them is the direct purpose of improving the timing design of signal intersections. To aim at minimizing the vehicle parking rate and traffic delay, a timing model of multi-objective planning with dynamic bus priority weights is built. The traditional signal timing plan is improved by signal phase design which is based on transit priority, and the effectiveness of transit priority strategy is ensured. Finally, a real intersection is taken as a simulation prototype in order to verify feasibility of the best cycle timing model and the effectiveness of the improved signal timing plan. The results show that transit priority signal timing optimization strategy based on dynamic weight makes an anticipated good effect on decreasing passengers and vehicles’traveling delay and parking rate.%信号控制交叉口的信号配时应考虑提高以人为单位的通行能力,减少人均通行延误。
车辆停车率和通行延误是周期时长的主要关联因子,而减少车辆停车率和通行延误是对信号交叉口配时设计进行改善的直接目的。
以车辆通行延误和停车率最小为目标,引入动态公交优先权重建立多目标规划配时模型,通过基于公交优先的相位设计对传统的信号配时方案进行改善,以有效实施公交优先策略。
最后以真实交叉口为仿真原型,通过仿真算例验证最佳周期时长配时模型和改进的信号配时方案的适用性和有效性。
结果表明,基于动态权重的公交优先信号配时优化策略,对降低乘客和车辆通行延误,以及停车率均起到了很好的预期效果。
【期刊名称】《交通运输系统工程与信息》【年(卷),期】2016(016)003【总页数】7页(P53-59)【关键词】交通工程;配时优化;多目标规划;公交优先;信号控制;通行延误【作者】刘昱岗;李佳励;张擎;王海宁;董道建【作者单位】西南交通大学交通运输与物流学院,成都610031;西南交通大学交通运输与物流学院,成都610031;西南交通大学交通运输与物流学院,成都610031;西南交通大学交通运输与物流学院,成都610031;西南交通大学交通运输与物流学院,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U491.4实施公交优先策略可以有效缓解道路资源和能源使用紧张、交通拥堵等问题,也能提高公交出行的分担率.公交优先信号配时作为一种实施公交优先策略的有效方法,是在信号配时方案中赋予公交车辆优先通行的权力,以期降低人均出行延误.在公交优先信号控制的研究方面,Ma等针对不同公交占有率水平、公交时刻表偏差和交通需求提出了多路优先请求动态规划模型[1];Zhou等利用并行遗传算法对单一公交信号优先交叉口的相位设置、周期时长、绿信比进行优化,提出了对社会车辆影响最小的公交优先信号配时方案[2];李劲夫建立了信号周期多目标优化模型,并设计了模型的粒子群算法[3];Kim等提出了多路公交优先的信号控制方法,并利用仿真模型分析了不同优先策略在各种网络条件下的效益[4];孙煦等利用遗传算法定量求解公交优先交叉口配时优化的双层模型,在保障交叉口交通顺畅的前提下实现了公交优先[5].在信号周期时长的研究方面,Akcelik在Webster公式(TRRL法)的基础上引入停车补偿系数,使之能适应多种优化目标要求(ARRB法). TRRL法与ARRB法适用于中等负荷的交通流情况,但在高峰及低流量条件下,优化效果不理想[6]. HCM2000虽然给出了较为准确的延误模型,但并未提供基于其延误模型的最佳周期时长估算公式,只是为快速评估交叉口服务水平给出了一个粗略的周期时长估算公式[7],计算出的周期时长只能保证交叉口饱和度处于一定范围内,并不能保证延误最小.冲突点法以交叉口冲突点作为信号配时优化的切入点,同时考虑机、非混行,更加适合交通流的实际运行情况,但该方法公式冗繁,参数标定困难[8].在确定信号周期时长和设计信号配时方案时,上述研究没有考虑公交优先信号控制条件下如何确定最佳的周期时长,且大多将公交车辆等同于其它车辆来考虑交叉口延误问题;没有充分考虑各影响因素对周期时长的具体影响机制及影响程度的不同;没有充分考虑与公交有关的各交通参数对信号配时的影响;更缺乏通过多种优化方式对信号配时方案进行优化.基于已有研究的上述不足,下文介绍本文的研究思路. 以人均延误最小为目标的信号配时相当于提高了公交车辆的权重,这种确定周期的方法相当于使公交车优先通行.本文在传统信号配时模型的基础上引入公交车动态优先权重,将公交优先运用于信号配时策略;依据交叉口的交通特征,考虑多项交通效率与效益指标来确定信号配时模型,以使用户利益与管理效率综合最优;通过优先考虑客流量大小,对常规相位设计方案进行改进设计;通过交通仿真以验证模型的适用性,对比相位设计方案改进前后公交车、其它车辆和乘客的平均出行延误,以验证公交优先信号配时优化策略的实用性和可行性.1.1 影响因素分析信号周期时长与到达率、延误、车辆停车率(一个信号周期内,平均单位车辆停车的次数)等因素之间的关系是不确定的灰关联关系.各影响因素与周期时长之间的具体关系分析如表1所示.1.2 关联度计算(1)关联系数的计算.设经数据变换的母、子序列分别为}和},在t=k时刻,}与间的关联系数)根据式(1)计算得到式中:Δoi(k)——k时刻母、子两序列的绝对差,即Δoi(k)=|xo(k)-xi(k)|;ρ——分辨系数,用于提高关联系数间的差异显著性,ρ∈()0,1,通常取0.5.(2)关联度计算.母、子序列的关联度可通过计算序列各时刻的关联系数之平均值(表示全过程的关联程度)得到,即式中:roi——子序列i与母序列o的关联度;N——序列长度,即数据个数.(3)调查对象的选取.为便于研究,选择待调查的交叉口特征为:十字型两相位信号交叉口,各个进口道均为单车道,进口道车道功能为左、直、右混行.选取5个符合上述条件的信号交叉口为调查对象,对各个交叉口调查3个不同周期.所选交叉口的行人和自行车交通量均不大,基本可忽略其影响.(4)计算结果分析.经过关联度计算,得到各影响因素与周期时长的关联度如表2所示.由表2中的计算结果可知,各影响因素与周期时长的关联度从大到小的排序为:交叉口饱和度>车道组饱和流量>车道组交通流量比>到达率>排队车辆数>车均延误>停车率.其中车道组饱和流量由车道组本身的设计属性决定,不可更改;到达率由周边路网的交通状况决定,无法通过调整信号周期而改变;到达率的大小决定了车道组交通流量比和交叉口饱和度;其余的3个因素可通过优化周期时长而改变,而排队车辆数与停车率直接相关,故二者可考虑其一.基于此思路,本文提出公交优先多目标规划配时模型.2.1 公交优先动态权重的计算公交优先动态权重是指在信号配时模型中加入的考虑与公交车有关的调整系数,该系数与公交车的额定载客量、公交调度延误、公交相位(使公交车优先通行的相位)、公交专用道设置等因素有关,并随着这些交通参数的变化而改变.t时刻到达交叉口的公交车动态优先权重w由式(3)给出:式中:Cb——常规公交额定载客量与标准小汽车额定载客量的比值;fL——公交车辆调度延误系数;fQ——非公交相位期间车辆排队调整系数;fP——公交专用道调整系数;tf——公交车自由行驶状态下通过交叉口的时间(s);tr——公交车实际通过交叉口所用时间(s);TL——公交调度延误(min);TLaccept——公交调度可接受延误(min);TLmax——公交调度最大延误(min);maxQj(t)——非公交相位期间车道 j上预计最大排队长度(辆);allowQj(t)——非公交相位期间车道 j上可接受排队长度(辆).2.2 公交优先多目标规划配时模型的建立最佳周期时长应使交叉口通行能力稍高于其交通需求而使停车率、排队车辆数和停车延误等指标达最小,从而使得交叉口通行的综合效益达到最高[9].本文以停车延误和排队长度最小为目标,引入公交车动态权重以体现公交优先策略,建立公交优先多目标规划配时模型如下:式中:f(C,x)——车辆平均延误(s/辆);g(C,x)——平均停车率(次/辆);n——交叉口一个信号周期内通行的车辆数;w——t时刻到达交叉口的公交车动态优先权重(详见式(3));d(C,x),E(C,x)——分别为延误函数、停车率函数;qi,yi——分别为第i相位关键车流的流率(到达率)和流量比(实际交通量与其饱和流量之比);x——交叉口饱和度;C——周期时长;Y'——关键车道组流量比之和;L——绿灯损失时间;Cmin——满足各方向行人过街要求的最小周期时长.2.3 算法原理及其说明在约束条件C(x-Y')=Lx,0<x<1,C≥Cm下,求出可行解范围[Cm,a](若b≤Cm)或[b,a](若b>Cm),如图1所示(其中a,b分别为可行解范围的上限和下限值).设停车次数每增加1次,延误增加ks,则可设延误d和停车率E之间存在如下线性关系:将式(7)代入式(8)可得由式(9)可知:在目标空间内,总目标函数minz(k)是一族斜率为-1/k的直线,minz(k)与曲线C=Lx/(x-Y')在可行解区间的切点(如图2所示)即为本问题最优解(满意解),本最优解对应一个相位的最优解.取各个最优解的最大值作为交叉口的调和最优解,即为交叉口的最佳周期时间.根据上述分析,运用多目标规划评价函数中的线性加权法对多目标函数进行线性加权求解.即式中:γd和γs——分别为延误和停车率同周期时长的关联度.3.1 公交优先相位配时优化一般地,只要流量比最大的车流能够获得足够的通行能力,相位中的其它车流所需要的通行能力也就都能够得到满足.若流量比最大的车流所在相位的客流量也最大,则该方法合理;否则,该方法不合理.而公交优先配时方法就是将交叉口富余的通行能力按照人流量比分配给各相位.以图3为例,假设各个直行和左转流向的车流量比和客流量比存在如下关系:车流量比A2>B2>D2>C2>B3>A3>D3>C3;客流量比 A2>A3>B2> D2>C2>B3>D3>C3.由于公交车的额定载客量明显大于社会车辆的额定载客量,因此对于车流量比较大的流向,其客流量不一定大.考虑相位设计的基本设计原则和各个流向的车流量比,可以得出相位设计方案1;而客流量比的排序中,A3在B2的前面,基于公交优先策略应优先满足A3方向(北向左转)的通行需求,故可得到改善后的相位设计方案2.相位设计方案如表3所示.3.2 交通仿真以成都市某典型十字型交叉口为例,其交通流向示意图如图3所示(不计行人和非机动车交通流的影响).取公交车折算小汽车的当量折算系数为2,总绿灯损失时间L=12s.各股车流的车辆到达率、客流量以及流量比如表4所示.根据Webster公式,周期时长.各相位的绿信比由公式计算可得λ1=0.22,λ2=0.21,λ3=0.22,λ4=0.14,其常规信号配时方案如表5所示.经关联度计算得:γd=0.652 8,γs=0.627 5;根据式(10)~式(12)得总目标函数:minz(C,x)=0.51f(C,x)+0.49g(C,x).根据本文提出的模型,运用matlab编程计算可得到最佳周期时长Cb=max{59,60,59,63}=63 s.同理可求得公交优先信号配时方案如表6所示.分以下3组设置条件对案例交叉口进行交通仿真:第1组:常规信号配时方案(Webster公式+相位设计方案1);第2组:过渡信号配时方案(多目标规划配时模型+相位设计方案1);第3组:公交优先信号配时方案(多目标规划配时模型+相位设计方案2).整理仿真运行数据得到所有车辆、公交车辆、其它车辆,以及乘客平均延误如表7所示.经过对公交优先信号配时优化策略的验证分析,可得到以下结论:(1)比较过渡方案与常规方案可知,公交优先多目标规划配时模型很好地克服了Webster公式不能适应多目标优化要求的局限性,公交车平均延误与乘客平均延误都减少了20%以上,为平面交叉口信号配时模型提供了全新而实用的方法. (2)比较公交优先方案与过渡方案可知,公交优先相位配时优化策略调整常规相位相序,使得客流量大的相位获得优先通行权,能进一步减少车辆与乘客的平均出行延误,以及车辆平均停车率.(3)比较公交优先方案与常规方案可知,公交优先多目标规划配时模型,以及公交优先相位设计方案的叠加,能更大程度改善平面交叉口的通行状况,对降低乘客和车辆的出行延误,以及车流平均停车率起到更为显著的效果(减少15%~24%).两种改善措施的综合运用具备一定的实用性和可操作性.(4)选取成都市其它区域的十字型交叉口,进行同样的优化设计和仿真处理后,得到了类似结果,说明本文提出的公交优先配时优化策略对典型十字型交叉口具有普遍适用性.本文只研究了典型的单点十字型交叉口在中等饱和状态下的交通状况,对于其它类型的交叉口、非四相位的信号配时交叉口,以及信号交叉口的联动控制,本文的配时优化策略效果有待进一步论证.【相关文献】[1] MA W,LIU Y,YANG X.A dynamic programming approach foroptimalsignalpriority controlupon multiple high-frequency bus requests[J].Journalof Intelligent Transportation Systems,2013,17(4):282-293.[2] ZHOU G,GAN A,SHEN L D.Optimization of adaptive transit signal priority using parallel genetic algorithm[J]. Tsinghua Science&Technology,2007,12(2):131-140. [3]李劲夫.公交优先交叉口信号控制参数的多目标优化方法[J].长沙大学学报,2012,26(2):64-68.[LI J F. The multi-objective optimization method of bus Priority intersection signal control parameters[J].Journal of Changsha University,2012,26(2):64-68.][4] KIM S,PARK M,CHON K S.Bus signal priority strategies for Multi-directional bus routes[J].KSCE Journal of Civil Engineering,2012,16(5):855-861.[5]孙煦,陆化普.公交优先下交叉口配时优化的双层模型与遗传算法[J].北京工业大学学报,2012,38(6): 859-859.[SUN X,LU H P.Bi-level optimization model of intersection timing about bus priority condition based on genetic algorithm[J].Journal of Beijing University of Technology,2012,38(6):859-859.][6] AKCELIK R.Traffic signals:capacity and timing analysis[R].Melbourne:Australian Road Research Board,1981.[7]蒋金勇,云美萍,杨佩昆.基于HCM2000延误模型的最佳周期时长估算公式[J].同济大学学报(自然科学版),2009,37(8):1024-1028.[JIANG J Y,YUN M P,YANG PK.Optimal cycle length estimation equations based on delay models of HCM 2000[J].Journal of Tongji University(Natural Science),2009,37(8):1024-1028.][8]吴兵.交通管理与控制[M].北京:人民交通出版社,2005.[WU B.Traffic management and control[M]. Beijing:China Communications Press,2005.][9]董道建.自适应公交优先控制交叉口平均延误分析[J].交通科学与工程,2014,30(4):91-95.[DONG D J.The analysis of average delay in intersection with adaptive transit priority control[J].Journal of Transport Science and Engineering,2014,30(4):91-95.]。