[发明专利]一种路中式左转线路有轨电车的绿波协调控制方法与装置

说明书

本发明公开了一种路中式左转线路有轨电车的绿波协调控制方法与装置，本发明方法设计了以社会车辆双向绿波带宽加权之和最大为优化目标的混合整数线性规划模型，约束条件包括社会车辆绿波系统约束、有轨电车绿波系统约束、两个绿波系统之间的交互约束、信号周期时长约束，在优先满足左转线路有轨电车绿波通行的基础上，获得社会车辆绿波带宽的最优解。本发明能够对双向的社会车辆和有轨电车进行绿波优化，同时兼顾左转线路有轨电车以及社会车辆的通行效率，有效降低有轨电车和社会车辆在交叉口的停车次数和延误水平。

技术领域

本发明涉及智能交通领域中的道路交通信号控制领域，具体涉及一种路中式左转线路有轨电车的绿波协调控制方法与装置，满足左转线路有轨电车的绿波带宽要求基础上，最大化社会车辆绿波带宽。

背景技术

随着绿色出行概念的兴起，节约能源、提高能效、减少污染、兼顾效率的现代有轨电车已成为中小城市公交的骨干模式。现代有轨电车通常采用路中或路侧地面敷设式轨道，对于路中式有轨电车在平面交叉口处与机动车存在交通冲突，交通组织方式较为复杂，如果缺少合理、有效的信号控制方案，不仅会导致有轨电车和社会车辆在交叉口处的延误增加，通行效率降低，还易引发交通事故。

目前国内外学者在绿波方面研究的对象主要是社会车辆以及常规公交车辆，对于包含有轨电车的绿波模型主要存在两个方面的不足，一个方面是缺乏综合考虑有轨电车和社会车辆的绿波模型，第二个方面是少数综合考虑有轨电车和社会车辆的绿波模型中，仅仅只能解决直行线路有轨电车的优先通行，当有轨电车在交叉口转向时，则无法为其提供绿波，从而增加了有轨电车的延误水平，降低了有轨电车的通行效率。

发明内容

发明目的：针对现有方法的不足，本发明目的在于提供了一种路中式左转线路有轨电车的绿波协调控制方法与装置，通过设计以社会车辆绿波带宽最大为优化目标的混合整数线性规划模型，构建了社会车辆绿波系统、左转线路有轨电车绿波系统的约束条件、两个绿波系统之间的交互性约束条件以及信号周期时长约束条件，该模型可以满足左转线路有轨电车绿波通行的基础上，获得社会车辆绿波带宽的最优解，从而有效降低有轨电车在交叉口的停车次数和延误水平，同时还兼顾社会车辆通行效率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种路中式左转线路有轨电车的绿波协调控制方法，包括以下步骤：

(1)获取左转线路有轨电车绿波设计需求的路段几何参数和交通参数、交叉口信号控制参数、社会车辆行驶性能参数、有轨电车行驶性能参数、有轨电车停靠站参数；

(2)构建混合整数线性规划模型，模型的优化目标为社会车辆双向绿波带宽加权之和最大化，模型的约束条件包括社会车辆的绿波约束、左转线路有轨电车绿波约束、社会车辆与左转线路有轨电车交互约束、信号周期时长约束；

(3)计算混合整数线性规划模型的最优解，得到最优控制方案，包括最优的周期长度、优化路径路段最优绿波带宽、各交叉口的相序相位以及各交叉口的相位差、社会车辆路段行程时间、左转线路有轨电车路段行程时间、左转线路有轨电车停靠时间。

作为优选，所述步骤(1)中获取的路段几何参数包括交叉口间距，路段交通参数包括上下行社会车辆交通量、交叉口信号控制参数包括周期长度、上下行红绿灯时长、有轨电车交叉口清空时间，社会车辆行驶性能参数包括路段平均速度最大最小值，有轨电车行驶性能参数包括路段平均速度最大最小值，有轨电车停靠站参数包括停靠站时间最大最小值、每两个交叉口之间的停靠站数目。

作为优选，所述步骤(2)中混合整数线性规划模型的目标表示为：