基于公交通行瓶颈识别的交叉口公交信号优先控制技术

发布时间：2020-03-22 12:16

【摘要】：公交优先是缓解大中城市交通拥堵的重要策略。在实践中发现交叉口为公交车辆运行线路上的主要延误区域,因此,除了建设公交专用道之外,如何设计符合我国实际交通状况的地面公交优先信号配时方案同样也成为了发展公共交通的重要问题之一。本文旨在通过海量公交GPS(Global Positioning System)定位数据实现公交运行过程中的瓶颈识别与特性分析,发现公交运行过程中的“痛点”,着力于减少瓶颈段公交运行时间的预测误差,在到达时间预测的基础上提出单点交叉口公交信号优先控制技术,可针对性地应用于运行瓶颈段,降低瓶颈段的公交延误,有效提高公交服务水平。论文首先分析了车载GPS数据的应用优势,通过对公交GPS数据的初步筛选、二次筛选、地图匹配与投影校正等预处理,为后续研究提供数据基础;其次,利用公交GPS定位数据,基于速度法的基本思想,定义公交运行瓶颈并制定瓶颈判定指标,通过绘制公交运行轨迹图实现公交运行瓶颈的识别,利用origin软件对运行瓶颈进行时间相关性分析;第三,根据瓶颈识别与特性分析结果,提出基于对数正态分布的公交通行时间预测模型,同时考虑实时运行参数与历史数据,实现对公交到达时间的预测;最后,结合预测交叉口公交到达情况,提出了基于饱和度约束的单点交叉口多相位公交信号优先控制方法,考虑了非优先相位车辆的通行需求,采用“就近原则”确定公交的优先级数,通过调整各相位的绿灯时长实现信号交叉口的公交优先控制。本文以南京市1路公交的历史GPS定位数据为研究基础,选取实验路段,验证了本文提出的基于对数正态分布的公交通行时间预测模型的有效性。通过假设算例,验证了考虑“就近原则”、基于饱和度约束的多相位公交优先控制方法,结果表明,该方法能够有效降低交叉口车均延误,提高交叉口的通行效益。
【图文】：

技术路线图,技术路线,多相位,优先控制

测模型进行测试与误差分析，以平均绝对误差百分比(MAPEMXAE）为评价指标对模型进行评价，证明其符合面向信号优时间预测模型所需的精度。单点交叉口公交多相位信号优先控制技术先排序确定方法提出基于“就近原则”的多相位公交优先排序确定方法，以期优先相位公交的通行效益。点交叉口多相位公交信号优先控制技术控制原理、控制流程的梳理，结合拟定的信号控制优化目标，束的多公交优先控制技术解决多相位优先控制问题，并在此基控制方案与控制参数，采用实例验证多相位交叉口信号配时优论文的研究内容与方法，本文技术路线如下：

GPS数据,原始数据,样本

东南大学硕士学位论文14图2-1 公交GPS 原始数据样本表2-1 公交GPS 数据结构编号标志属性数值类型a描述1 ID 数据编号 VARCHAR 可变长度字符串2 ZDBH 终端编号 VARCHAR 可变长度字符串3 GPSSJ GPS 时间 DATE 仅储存日期4 JLSJ 设备记录时间 DATE 仅储存日期5 JD 经度 VARCHAR 可变长度字符串6 WD 纬度 VARCHAR 可变长度字符串7 XXSU 瞬时速度 VARCHAR 公里/小时8 FWJ 方位角 VARCHAR 可变长短字符串2.3 GPS 数据预处理本文数据来源为南京公交车辆记录的 GPS 定位数据。选取南京 1 路公交采集的公交 GPS 数据作为研究对象，数据时间跨度为 2017 年 12 月 8 日至 2018 年3 月 31 日，其中包括 26 个双休日全天和 71 个工作日，部分日期数据存在缺失，实际数据包括 12 月 8 日、12 月 13 日至 31 日、1 月 1 日至 19 日、1 月 26 日至31 日、2 月份全月、3 月 1 日至 16 日、3 月 24 日至 31 日共 7 个时间段，数据经度范围为 118.7616385~118.79615，纬度覆盖范围为 32.113712~32.029546，平均每隔 3s 记录一次时间、经纬度、速度等信息，，起终站点分别为南堡公园站和太平南路-夫子庙站
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.54

【参考文献】