CN108647472A - 一种有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有轨电车优先方式的仿真方法，包括以下步骤：获取有轨电车的运营线路的道路模型；根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；获取有轨电车的运行参数；获取所述运营线路的相关参数；根据所述有轨电车运行参数、所述运营线路的相关参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行；保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。本发明通过对有轨电车及运营线路的参数进行仿真后，得出合理的路口优先方式，为有轨电车的建设提供技术支持。

Description

一种有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统

技术领域

本发明属于有轨电车技术领域，具体涉及一种有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统。

技术背景

有轨电车作为一种无污染的环保交通工具，在各大城市快速发展，但有轨电车运行具有以下缺点：一、与公共交通共用交叉路口，二、运行过程中容易受外界因素干扰。为了提高有轨电车通过路口的速度及运营效率，目前国内大部分有轨电车线路均采用了路口优先的方式，由于没有前期的准确测算和分析，线路开通后，很多实现了有轨电车优先的路口，出现有轨电车线路所在道路的服务水平和社会车辆通行能力下降，造成路口交通拥堵；倘若，取消有轨电车路口优先，则将影响电车的运营效率和服务水平。因此，如何平衡有轨电车与社会车辆路口的通行能力，最大程度地提高有轨电车在路口的运行效率，是有轨电车一直关注的研究重点。所以，在工程建设时期，对线路沿线路口在增加有轨电车后路口的通行能力和道路服务水平应进行测算和分析，通过对该路口的相位、电车通过路口的速度、社会车辆的车流量、车道数、优先请求的时机等进行模拟仿真，得出合理的路口优先方式，为有轨电车的建设提供技术支持。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统，对有轨电车运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数、有轨电车车站参数、有轨电车的运行参数以及优先方式进行仿真运行，以反映有轨电车的优先方式对运营线路的交通运营影响，从而调整有轨电车的运行参数，为有轨电车的建设提供技术支持。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种有轨电车优先方式的仿真方法，包括以下步骤：

获取有轨电车的运营线路的道路模型；

根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；

获取有轨电车的运行参数；

获取所述运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；

根据所述有轨电车运行参数、所述道路车流量参数、所述信号灯点亮时间参数、所述人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响；

保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；

判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。

进一步的，所述仿真运行采用智能交通相位算法；所述仿真运行的速度可以一倍、两倍、四倍、八倍、十六倍或三十二倍的速度进行仿真运行。

进一步的，所述仿真数据包括：社会车辆积压数据及有轨电车积压数据。

进一步的，所述优先方式包括：

无条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，开放绿色信号灯，使有轨电车按照所设定的速度通过该路口；

有条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，根据当前道路情况，使有轨电车通过路口。

进一步的，所述有条件优先方式包括：

绿灯延长方式，当前运行相位为绿灯相位，若绿灯的剩余时间不能保证列车按照正常的速度通过路口时，延长本相位的绿灯时间，但是不能超过最大绿灯时间，以保证列车安全通过路口；

绿灯提前方式，列车到达路口，列车相位是当前绿灯相位的下一个相位，如果绿灯运行时间没有超过最小绿灯时间，则将绿灯剩余时间修改成最小绿灯时间和当前已运行时间的差；如果绿灯运行时间已经超过最小绿灯时间，则将绿灯的剩余时间修改为车辆通过路口的平均时间；若绿灯剩余时间小于将要修改的时间则不做修改；

相位插入方式，在每个相位的最小通行时间和正常结束时间之间插入一个列车相位，该相位执行完后回到原相位，按照原相位顺序执行。

进一步的，所述道路模型包括：有轨电车车站模型、路口模型、车道模型、信号灯模型及人行道模型。

所述有轨电车车站模型包括：车站名称及车站所述列车行驶方向；

所述路口模型包括：路口名称及路口类型；

所述车道模型包括：车道数量及车道长度；

所述信号灯模型包括：信号灯名称及信号灯类型。

所述人行道模型包括：人行道名称及人行道类型。

进一步的，所述有轨电车运行参数包括：有轨电车车辆长度、有轨电车直行速度、有轨电车弯道速度、有轨电车距路口距离、触发路口优先时间、无条件优先响应时间及有条件优先时间。

进一步的，所述道路车流量参数包括：道路直行通行车流量参数、道路左转通行车流量参数及道路右转通行车流量参数；

所述信号灯点亮时间参数包括：信号灯常红时间、信号灯常绿时间、红灯点亮时间、绿灯点亮时间及黄灯点亮时间。

所述有轨电车车站参数包括：有轨电车停站时间及车站距离关联路口距离；

所述人行道人流量参数包括：行人通行的时间间隔及人行道行人流量。

一种有轨电车优先方式的仿真系统，包括：

线路获取模块，用于获取有轨电车的运营线路的道路模型；

线路图绘制模块，用于根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；

有轨电车运行参数获取模块，用于获取有轨电车的运行参数；

运营线路参数获取模块，用于获取所述运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；

仿真运行模块，用于根据所述有轨电车运行参数、所述道路车流量参数、所述信号灯点亮时间参数、所述人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响；

存储模块，用于保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；

判断模块，用于判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真；

进一步的，智能交通相位计算单元，用于对仿真运行采用智能交通相位计算；

仿真加速单元，用于对仿真运行的速度以一倍、两倍、四倍、八倍、十六倍或三十二倍的速度进行仿真运行。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的一种有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统，不仅能对有轨电车的车站位置、有轨电车行车间隔、有轨电车速度、有轨电车相位时间、有轨电车优先方式进行仿真，还能对有轨电车所经过线路所在道路的社会车辆、行人参数进行仿真，通过仿真后，得出合理的路口优先方式，对线路沿线路口增加有轨电车后路口的通行能力和道路服务水平进行测算和分析，为有轨电车的建设提供技术支持。

附图说明

图1为本发明有轨电车优先方式的仿真方法的流程图；

图2为本发明有轨电车优先方式的仿真系统的组成结构示意图。

具体实施方式

现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明,应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明有轨电车优先方式的仿真方法，包括以下步骤：

S101：获取有轨电车的运营线路的道路模型；

其中，道路模型包括：有轨电车车站模型、路口模型、车道模型、信号灯模型及人行道模型。

更具体的，有轨电车车站模型包括：车站名称及车站所述列车行驶方向；

路口模型包括：路口名称及路口类型；

车道模型包括：车道数量及车道长度；

信号灯模型包括：信号灯名称及信号灯类型；

人行道模型包括：人行道名称及人行道类型。

S102：根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；线路图既可以显示有轨电车的运营线路的整体模型，也可以单独展示有轨电车车站模型、路口模型、车道模型、信号灯模型或人行道模型，以方便查看各个模块的细节部分。

S103：获取有轨电车的运行参数；

具体为，有轨电车运行参数包括：有轨电车车辆长度、有轨电车直行速度、有轨电车弯道速度、有轨电车距路口距离、触发路口优先时间、无条件优先响应时间及有条件优先时间。每个参数都有一个默认数值，当未输入该参数时，则默认数值为该参数的数值，每一个参数都有一个溢出数值，当输入参数大于溢出数值时，则要求重新输入数值。

S104：获取运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；每个参数都有一个默认数值，当未输入该参数时，则默认数值为该参数的数值，每一个参数都有一个溢出数值，当输入参数大于溢出数值时，则要求重新输入数值。

S105：根据有轨电车运行参数、道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响。

其中，仿真运行采用智能交通相位算法，即正常运行时，在没有有轨电车接近时，路口交通信号在正常相位间循环切换。有轨电车专用相位不参与相位循环。在有轨电车接近后，将相位切换至有轨电车专用相位，在有轨电车驶离路口后，回复正常相位循环。

具体的，优先方式包括：无条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，开放绿色信号灯，使有轨电车按照所设定的速度通过该路口；有条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，根据当前道路情况，使有轨电车通过路口。

更进一步的，有条件优先方式包括：绿灯延长方式、绿灯提前方式及相位插入方式。

绿灯延长方式，当前运行相位为绿灯相位，若绿灯的剩余时间不能保证列车按照正常的速度通过路口时，延长本相位的绿灯时间，但是不能超过最大绿灯时间，以保证列车安全通过路口，绿灯延长策略能够减少列车相位的延误，但会影响其它相位的运行和整个相位周期的运行时序，例如在路口车流量较大时或两列车相继通过路口时，使得某些相位的车辆挤压过多，造成路面拥堵，反而加大路口的平均延误。

绿灯提前方式，列车到达路口，列车相位是当前绿灯相位的下一个相位，如果绿灯运行时间没有超过最小绿灯时间，则将绿灯剩余时间修改成最小绿灯时间和当前已运行时间的差；如果绿灯运行时间已经超过最小绿灯时间，则将绿灯的剩余时间修改为车辆通过路口的平均时间；若绿灯剩余时间小于将要修改的时间则不做修改。

相位插入方式，在每个相位的最小通行时间和正常结束时间之间插入一个列车相位，该相位执行完后回到原相位，按照原相位顺序执行。

S106：保存仿真运行过程中产生的仿真数据；

其中，仿真数据包括：社会车辆积压数据及有轨电车积压数据。

S107：判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。

在仿真报告上，可以看出，在各个参数以及优先方式下，社会车辆积压以及有轨电车积压的情况，从而判断出，所选取的优先方式是否会对运营线路产生拥堵的情况，以便重新调整有轨电车运行参数以及优先方式。

综上所述，本发明能结合实际线路的各类参数，对有轨电车的优先方式进行仿真，选取出最合适的优先方式以及有轨电车运行参数，为有轨电车建设提供技术支持。

图2提供了一种有轨电车优先方式的仿真系统，包括：线路获取模块201、线路图绘制模块202、有轨电车运行参数获取模块203、运营线路参数获取模块204、仿真运行模块205、存储模块206及判断模块207，其中，

线路获取模块201，用于获取有轨电车的运营线路的道路模型；

线路图绘制模块202，用于根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；

有轨电车运行参数获取模块203，用于获取有轨电车的运行参数；

运营线路参数获取模块204，用于获取所述运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；

仿真运行模块205，用于根据所述有轨电车运行参数、所述道路车流量参数、所述信号灯点亮时间参数、所述人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响；

更具体的，仿真运行模块包括：智能交通相位计算单元，用于对仿真运行采用智能交通相位计算；仿真加速单元，用于对仿真运行的速度以一倍、两倍、四倍、八倍、十六倍或三十二倍的速度进行仿真运行。

存储模块206，用于保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；

判断模块207，用于判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。

综上所述，本发明提供的有轨电车优先方式的仿真方法及仿真系统，实现了对有轨电车的优先方式进行仿真，其可以从仿真报告上得出所选取的优先方式以及有轨电车优先方式是否会对对运营线路产生拥堵的情况，以便重新调整有轨电车运行参数以及优先方式，为前期有轨电车的建设提供技术支持。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有轨电车优先方式的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取有轨电车的运营线路的道路模型；

根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；

获取有轨电车的运行参数；

获取所述运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；

根据所述有轨电车运行参数、所述道路车流量参数、所述信号灯点亮时间参数、所述人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响；

保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；

判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。

2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述仿真运行采用智能交通相位算法；

所述仿真运行的速度可以一倍、两倍、四倍、八倍、十六倍或三十二倍的速度进行仿真运行。

3.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述仿真数据包括：社会车辆积压数据及有轨电车积压数据。

4.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述优先方式包括：

无条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，开放绿色信号灯，使有轨电车按照所设定的速度通过该路口；

有条件优先方式，当有轨电车接近该路口时，根据当前道路情况，使有轨电车通过路口。

5.根据权利要求3所述的仿真方法，其特征在于：所述有条件优先方式包括：

绿灯延长方式，当前运行相位为绿灯相位，若绿灯的剩余时间不能保证列车按照正常的速度通过路口时，延长本相位的绿灯时间，但是不能超过最大绿灯时间，以保证列车安全通过路口；

绿灯提前方式，列车到达路口，列车相位是当前绿灯相位的下一个相位，如果绿灯运行时间没有超过最小绿灯时间，则将绿灯剩余时间修改成最小绿灯时间和当前已运行时间的差；如果绿灯运行时间已经超过最小绿灯时间，则将绿灯的剩余时间修改为车辆通过路口的平均时间；若绿灯剩余时间小于将要修改的时间则不做修改；

相位插入方式，在每个相位的最小通行时间和正常结束时间之间插入一个列车相位，该相位执行完后回到原相位，按照原相位顺序执行。

6.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述道路模型包括：有轨电车车站模型、路口模型、车道模型、信号灯模型及人行道模型。

所述有轨电车车站模型包括：车站名称及车站所述列车行驶方向；

所述路口模型包括：路口名称及路口类型；

所述车道模型包括：车道数量及车道长度；

所述信号灯模型包括：信号灯名称及信号灯类型。

所述人行道模型包括：人行道名称及人行道类型。

7.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，所述有轨电车运行参数包括：有轨电车车辆长度、有轨电车直行速度、有轨电车弯道速度、有轨电车距路口距离、触发路口优先时间、无条件优先响应时间及有条件优先时间。

8.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，

所述道路车流量参数包括：道路直行通行车流量参数、道路左转通行车流量参数及道路右转通行车流量参数；

所述信号灯点亮时间参数包括：信号灯常红时间、信号灯常绿时间、红灯点亮时间、绿灯点亮时间及黄灯点亮时间。

所述有轨电车车站参数包括：有轨电车停站时间及车站距离关联路口距离；

所述人行道人流量参数包括：行人通行的时间间隔及人行道行人流量。

9.一种有轨电车优先方式的仿真系统，其特征在于，包括：

线路获取模块，用于获取有轨电车的运营线路的道路模型；

线路图绘制模块，用于根据所述道路模型，绘制出与所述运营线路的路面情况一致的线路图；

有轨电车运行参数获取模块，用于获取有轨电车的运行参数；

运营线路参数获取模块，用于获取所述运营线路的道路车流量参数、信号灯点亮时间参数、人行道人流量参数及有轨电车车站参数；

仿真运行模块，用于根据所述有轨电车运行参数、所述道路车流量参数、所述信号灯点亮时间参数、所述人行道人流量参数及有轨电车车站参数，并结合优先方式进行所述有轨电车在所述运营线路的上仿真运行，以反映所述有轨电车的优先方式对所述运营线路的交通运营影响；

存储模块，用于保存所述仿真运行过程中产生的仿真数据；

判断模块，用于判断是否接收到暂停信号，如果是，则暂停仿真，输出根据所述仿真数据及道路车流量参数汇总而成的仿真报告，如果不是，则继续进行仿真。

10.根据权利要求9所述的仿真系统，其特征在于，所述仿真运行模块包括：

智能交通相位计算单元，用于对仿真运行采用智能交通相位计算；

仿真加速单元，用于对仿真运行的速度以一倍、两倍、四倍、八倍、十六倍或三十二倍的速度进行仿真运行。