基于人均延误最小的干线协调实时控制研究
发布时间：2020-02-28 22:43
【摘要】：为提高干线中所有出行者的综合效率,以机动车辆中所有乘客的人均延误最小为优化目标,以有效绿灯时间和相位差为优化参数,建立了干线协调实时信号控制模型。根据车流波动理论建立车头延误和队尾延误模型,依据载客率的不同对公交车和社会车辆分别建立车辆延误模型,引入载客率系数得到人均延误。结果表明:干线总体平均停车次数和平均速度均有明显改善,各交叉口间路段平均行程时间均有明显降低。
【图文】：
号间的协调控制，通过对各个交叉口进行相互协调的配时方案设计，使得干道上按规定车速行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行权。以往的研究通常取车均延误或车辆平均停车次数作为配时优化模型的目标函数，但由于我国机动车交通流的复杂性，这类目标函数的优化模型有一定的不足之处，因为一辆小汽车和一辆公交车上的载客数有明显的差异，对于公交车上的乘客而言，他们人均占有的道路资源要比小汽车乘客小得多，，这样对公交车乘客是很不公平的。因此本文以干线人均延误最小为目标，将小汽车和公交车的载客人数考虑进去。如图1所示，某一东、西方向干道上有n个连续的交叉口，上行方向是由东向西，这个方向的车辆总延误用dup表示，出行者数量用pup表示；下行方向是由西向东，这个方向的车辆总延误用ddo表示，出行者数量用pdo表示。图1干线道路Fig.1Trunkroad为了简化建模过程，与干线相交方向的延误不作考虑，主要计算干线方向上行和下行方向的交通流产生的延误。由此，在一个公共信号周期内，基于人均延误最小的干线协调控制模型的目标函数为：updo11updominminnniiiiiiiddDpp其中：Di为干线方向上交叉口间第i个路段的人均延误；dupi为第i个路段上行方向的车辆总延误；ddoi为第i个路段下行方向的车辆总延误；pupi为第i个路段上行方向的乘客总人数；pdoi为第i个路段下行方向的乘客总人数。1.2路段行驶时间预测本文将道路上的各种车型分为两大类，即公交车和除公交车以外的其他社会车辆。之所以进行区分，其一是因为公交车的载客率比较大，以人均延误最小为目标就一定要考虑载客率；其二是公交车需要在各个固定站点进行停靠，其它车辆不存在这样的限制，所以?
接就可以通过交叉口；如果到达时刻是红灯，则车队需要排队等待直到灯色再一次轮转到绿色时方可通行。车队到达路口时，产生的延误可以分为两种，一种是车头延误，一种是队尾延误。1.3.1车头延误当车队从上游交叉口到达下游交叉口时，信号灯显示为红灯，在直行方向上，车队所有车辆都需要排队等待，此时在交叉口处产生的延误就是车头延误[14]。延误产生的主要原因就是车队需要等待绿灯之后才能继续通行。当mod()TC≤时产生车头延误，车队从上游路口到达下游路口时信号灯为红灯，到达的车队开始排队。如图2所示，纵轴Q为停车线之后车辆累计到达数量，横轴为时间t；t1表示车队到达交叉口的时刻至红灯结束所经过的时间(s)；t2表示该车队的车辆全部消散的时间(s)。令T表示车队从上游交叉口到达下游交叉口所需时间；C表示交叉口的周期时长；表示两交叉口间的相位差。图2车头延误示意图Fig.2Headcardelaydiagram由图2可知，以下等式成立：1mod()TtC22f(rt)s(rt)式中：f(t)为在一个周期内，关于时间t的车辆累计到达数函数；s(t)为在一个周期内，关于时间t的车辆累计消散数函数。车头延误dhe为阴影部分的面积：221he()d()drtrtrtrdfttstt1.3.2队尾延误当车队从上游路口到达下游路口时，信号灯显示为绿灯，车队继续通行，但是该相位剩余时间小于车队全体通过交叉口的时间，部分车辆需要停车等候，等待下一次绿灯再次通行，这部分车辆的延误就是队尾延误[15]。
本文编号：2583581
【图文】：
号间的协调控制，通过对各个交叉口进行相互协调的配时方案设计，使得干道上按规定车速行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行权。以往的研究通常取车均延误或车辆平均停车次数作为配时优化模型的目标函数，但由于我国机动车交通流的复杂性，这类目标函数的优化模型有一定的不足之处，因为一辆小汽车和一辆公交车上的载客数有明显的差异，对于公交车上的乘客而言，他们人均占有的道路资源要比小汽车乘客小得多，，这样对公交车乘客是很不公平的。因此本文以干线人均延误最小为目标，将小汽车和公交车的载客人数考虑进去。如图1所示，某一东、西方向干道上有n个连续的交叉口，上行方向是由东向西，这个方向的车辆总延误用dup表示，出行者数量用pup表示；下行方向是由西向东，这个方向的车辆总延误用ddo表示，出行者数量用pdo表示。图1干线道路Fig.1Trunkroad为了简化建模过程，与干线相交方向的延误不作考虑，主要计算干线方向上行和下行方向的交通流产生的延误。由此，在一个公共信号周期内，基于人均延误最小的干线协调控制模型的目标函数为：updo11updominminnniiiiiiiddDpp其中：Di为干线方向上交叉口间第i个路段的人均延误；dupi为第i个路段上行方向的车辆总延误；ddoi为第i个路段下行方向的车辆总延误；pupi为第i个路段上行方向的乘客总人数；pdoi为第i个路段下行方向的乘客总人数。1.2路段行驶时间预测本文将道路上的各种车型分为两大类，即公交车和除公交车以外的其他社会车辆。之所以进行区分，其一是因为公交车的载客率比较大，以人均延误最小为目标就一定要考虑载客率；其二是公交车需要在各个固定站点进行停靠，其它车辆不存在这样的限制，所以?
接就可以通过交叉口；如果到达时刻是红灯，则车队需要排队等待直到灯色再一次轮转到绿色时方可通行。车队到达路口时，产生的延误可以分为两种，一种是车头延误，一种是队尾延误。1.3.1车头延误当车队从上游交叉口到达下游交叉口时，信号灯显示为红灯，在直行方向上，车队所有车辆都需要排队等待，此时在交叉口处产生的延误就是车头延误[14]。延误产生的主要原因就是车队需要等待绿灯之后才能继续通行。当mod()TC≤时产生车头延误，车队从上游路口到达下游路口时信号灯为红灯，到达的车队开始排队。如图2所示，纵轴Q为停车线之后车辆累计到达数量，横轴为时间t；t1表示车队到达交叉口的时刻至红灯结束所经过的时间(s)；t2表示该车队的车辆全部消散的时间(s)。令T表示车队从上游交叉口到达下游交叉口所需时间；C表示交叉口的周期时长；表示两交叉口间的相位差。图2车头延误示意图Fig.2Headcardelaydiagram由图2可知，以下等式成立：1mod()TtC22f(rt)s(rt)式中：f(t)为在一个周期内，关于时间t的车辆累计到达数函数；s(t)为在一个周期内，关于时间t的车辆累计消散数函数。车头延误dhe为阴影部分的面积：221he()d()drtrtrtrdfttstt1.3.2队尾延误当车队从上游路口到达下游路口时，信号灯显示为绿灯，车队继续通行，但是该相位剩余时间小于车队全体通过交叉口的时间，部分车辆需要停车等候，等待下一次绿灯再次通行，这部分车辆的延误就是队尾延误[15]。
本文编号：2583581
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