CN115240441A - 一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,具体为:根据路侧行人排队需求确定路侧平均每行排队人数,根据交通流理论确定路侧行人排队消散时间及排队行人到达安全岛的达到率;确定中间安全岛排队需求与平均每行排队人数;计算中间安全岛行人排队消散时间;分别确定安全岛双向行人流入数量函数与流出数量函数;计算中间安全岛上行人人数。本发明信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,考虑行人在路侧和安全岛等待过街时间内排队队列形成与消散规律,更加准确的对中间安全岛上流入和流出人数进行估计,准确估计安全岛上不同时刻内人数,有利于更加精准的满足行人站立的安全岛设施设计与基于行人站立安全的信号控制优化。
Description
技术领域
本发明属于交通管理控制技术领域,尤其涉及一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法。
背景技术
我国城市普遍存在主干道比较宽,行人过街距离较长,通常设置中间安全岛满足行人过去安全需求,当绿灯通行时长不能满足一次性通过人行横道时,允许行人在安全岛等待下一个绿灯时间内通过人行横道。
由于安全岛通常具有有限驻足空间,因此对于安全岛上给定信号方案下最大驻足等待人数估计尤为重要,通过给安全岛最大驻足人数限制优化信号方案,以及通过给定信号优化方案优化安全岛空间设计,对于行人安全过街尤为重要。由于路侧和安全岛红灯行人排队和绿灯行人消散进入人行横道过程不同,对于由于路侧与安全岛的行人到达率不同,由于排队和消散过程影响安全岛上行人数量,目前安全岛上人数估计忽略这一过程,将极大增加估计的误差。
发明内容
本发明目的在于提供一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,以解决由于路侧和安全岛红灯行人排队和绿灯行人消散进入人行横道过程不同,对于由于路侧与安全岛的行人到达率不同,由于排队和消散过程影响安全岛上行人数量,现有安全岛上人数估计忽略这一过程,将极大增加估计的误差技术问题。
为解决上述技术问题,本发明的具体技术方案如下:
一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,包括如下步骤:
步骤1、获取行人过街基本信息:获取路侧行人到达率λ1,信号控制参数,人行横道、安全岛几何尺寸以及行人过街交通流参数信息;
步骤3、计算路侧绿灯亮起到排队行人全部进入人行横道的排队消散时间td1,td1根据公式获得,其中vs为行人在路侧上自由流速度,vf为行人在人行横道上自由流速度,ρj为行人排队拥挤密度,qd为行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量,以行为单位;
步骤5、计算安全岛行人排队需求D岛与安全岛平均排队人数r2;
步骤5.1、分别计算路侧第一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t1、最后一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t2、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t3(最临近绿灯亮起);
步骤5.2、分别计算路侧第一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ1、最后一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ2、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ3(最临近绿灯亮起);
步骤5.3、依据t1,t2,t3和g2大小关系确定安全岛行人排队需求D岛=λ1Δt1+λ2Δt2,其中Δt1,Δt2通过t1,t2,t3和g2确定的具体场景得到,其中g2为安全岛过街阶段绿灯时长,Δt1为路侧非排队行人在安全岛非绿灯内到达安全岛的时间长度,Δt2为路侧排队行人在安全岛非绿灯内到达安全岛的时间长度;
步骤7、确定安全岛给定A方向行人流入数量函数与流出函数得到单一方向安全岛行人数量函数其中,tA为A方向到达安全岛的人数估计时间坐标,0≤tA≤C,tA的零点为行人到达安全岛第二个人横道绿灯亮起时间点;
步骤8、重复步骤1-7获取另外与A相对方向B上安全岛行人数量函数其中,tB为B方向到达安全岛的人数估计时间坐标,0≤tB≤C,tB的零点为行人到达安全岛第二个人横道绿灯亮起时间点,其中tB=tA-to,to为相位差,即A方向路侧比B方向路侧绿灯晚to秒亮启;
进一步的,步骤1信号控制参数信息包括:信号周期时长C,路侧过街阶段绿灯时长g1,安全岛过街阶段绿灯时长g2,两个阶段绿灯相位差to即路侧绿灯比安全岛绿灯晚亮起to秒,即A方向路侧比B方向路侧绿灯晚to秒亮启;若只有一组信号灯控制则绿灯相位差为零;行人过街交通流参数信息包括:行人路侧和安全岛上行人自由流速度vs,行人人行横道上自由流速度vf,路侧和安全岛上行人排队拥挤密度ρj,行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量qd,人行横道、安全岛几何尺寸:L1为行人过街穿过的第一个人行横道的长度,L2为行人过街穿过的第二个人行横道的长度,L0为安全岛的长度,w为人行横道宽度。
进一步的,步骤5中t1由公式t1=mod[(tc1+tc0-(C-to)),C]得到,t2由公式t2=mod[(tc1+tc0+td1-(C-to)),C]得到,t3由公式t3=mod[(tc1+tc0+g1-(C-to)),C]得到,其中Δτ1由公式Δτ1=mod[(tc1-(C-to)),C]计算得到,Δτ2由公式Δτ2=mod[(tc1+td1-(C-to)),C]计算得到,Δτ3由公式Δτ3=mod[(tc1+g1-(C-to)),C]计算得到,函数mod[x,y]为x除以y的余数,其中
本发明的一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,具有以下优点:
本发明依据行人路侧和安全岛排队消散过程,分别计算给定行人到达率与信号方案下的双向安全岛上人数。本发明考虑行人在路侧和安全岛排队队列形成与消散过程,更加准确的对带有安全岛的行人数量进行估计,对于安全岛设计优化及信号方案优化提供支撑。
附图说明
图1为本发明的一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法流程图;
图2为本发明的信号控制人行横道中间安全岛上人数估计示例图。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合附图,对本发明一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法做进一步详细的描述。
本发明根据路侧行人排队需求确定路侧平均每行排队人数,根据交通流理论确定路侧行人排队消散时间及排队行人到达安全岛的达到率;确定中间安全岛排队需求与平均每行排队人数;计算中间安全岛行人排队消散时间;分别确定安全岛双向行人流入数量函数与流出数量函数;计算中间安全岛上行人人数。本发明信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,考虑行人在路侧和安全岛等待过街时间内排队队列形成与消散规律,更加准确的对中间安全岛上流入和流出人数进行估计,准确估计安全岛上不同时刻内人数。提出一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,具体过程如图1所示。
步骤1、获取行人过街基本信息:获取路侧行人到达率λ1,信号周期时长C,路侧过街阶段绿灯时长g1,安全岛过街阶段绿灯时长g2,两个阶段绿灯相位差to(路侧绿灯比安全岛绿灯晚亮起to秒,即A方向路侧比B方向路侧绿灯晚to秒亮启);行人过街交通流参数信息包括:行人路侧和安全岛上行人自由流速度vs,行人人行横道上自由流速度vf,路侧和安全岛上行人排队拥挤密度ρj,行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量qd;
步骤3、计算路侧绿灯亮起到排队行人全部进入人行横道的排队消散时间td1,td1根据公式获得,其中vs和vf分别为行人在路侧和人行横道上自由流速度,ρj为行人排队拥挤密度,qd为行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量,以行为单位;
步骤5、计算安全岛行人排队需求D岛与安全岛平均排队人数r2,
步骤5.1、分别计算路侧第一行排队行人、最后一行排队行人、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长(最临近绿灯亮起)t1,t2和t3;其中t1,t2和t3由公式t1=mod[(tc1+tc0-(C-to)),C]t2=mod[(tc1+tc0+td1-(C-to)),C]t3=mod[(tc1+tc0+g1-(C-to)),C],分别获得,
步骤5.2、分别计算路侧第一行排队行人、最后一行排队行人、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长(最临近绿灯亮起)Δτ1,Δτ2和Δτ3,其中Δτ1,Δτ2和Δτ3由公式Δτ1=mod[(tc1-(C-to)),C],Δτ2=mod[(tc1+td1-(C-to)),C],Δτ3=mod[(tc1+g1-(C-to)),C],分别获得,函数mod[x,y]为x除以y的余数;
步骤5.3、依据t1,t2,t3和g2大小关系确定安全岛行人排队需求D岛=λ1Δt1+λ2Δt2,其中Δt1,Δt2t1,t2,t3和g2大小关系确定过街场景得到;
步骤7、由步骤1-6得到参数根据步骤5确定的场景图2得到及步骤6消散时间,确定安全岛给定A方向得到和行人流入数量函数与流出函数得到图2中A方向安全岛行人数量函数其中0≤tA≤C,tA的零点为行人到达安全岛第二个人横道绿灯亮起时间点;
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (3)
1.一种信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、获取行人过街基本信息:获取路侧行人到达率λ1,信号控制参数,人行横道、安全岛几何尺寸以及行人过街交通流参数信息;
步骤3、计算路侧绿灯亮起到排队行人全部进入人行横道的排队消散时间td1,td1根据公式获得,其中vs为行人在路侧上自由流速度,vf为行人在人行横道上自由流速度,ρj为行人排队拥挤密度,qd为行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量,以行为单位;
步骤5、计算安全岛行人排队需求D岛与安全岛平均排队人数r2;
步骤5.1、分别计算路侧第一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t1、最后一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t2、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的远侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长t3;
步骤5.2、分别计算路侧第一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ1、最后一行排队行人由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ2、路侧绿灯结束时由路侧进入人行横道的行人到达安全岛的近侧时,安全岛信号控制绿灯亮起的时长Δτ3;
步骤5.3、依据t1,t2,t3和g2大小关系确定安全岛行人排队需求D岛=λ1Δt1+λ2Δt2,其中Δt1,Δt2通过t1,t2,t3和g2确定的具体场景得到,其中g2为安全岛过街阶段绿灯时长,Δt1为路侧非排队行人在安全岛非绿灯内到达安全岛的时间长度,Δt2为路侧排队行人在安全岛非绿灯内到达安全岛的时间长度;
步骤7、确定安全岛给定A方向行人流入数量函数与流出函数得到单一方向安全岛行人数量函数其中,tA为A方向到达安全岛的人数估计时间坐标,0≤tA≤C,tA的零点为行人到达安全岛第二个人横道绿灯亮起时间点;
步骤8、重复步骤1-7获取另外与A相对方向B上安全岛行人数量函数其中,tB为B方向到达安全岛的人数估计时间坐标,0≤tB≤C,tB的零点为行人到达安全岛第二个人横道绿灯g2 B亮起时间点,其中tB=tA-to,to为相位差,即A方向路侧比B方向路侧绿灯晚to秒亮启;
2.根据权利要求1所述的信号控制人行横道中间安全岛上人数估计方法,其特征在于,步骤1所述信号控制参数信息包括:信号周期时长C,路侧过街阶段绿灯时长g1,安全岛过街阶段绿灯时长g2,两个阶段绿灯相位差to即路侧绿灯比安全岛绿灯晚亮起to秒,即A方向路侧比B方向路侧绿灯晚to秒亮启;若只有一组信号灯控制则绿灯相位差为零;行人过街交通流参数信息包括:行人路侧和安全岛上行人自由流速度vs,行人人行横道上自由流速度vf,路侧和安全岛上行人排队拥挤密度ρj,行人由路侧和安全岛进入人行横道的平均最大流量qd,人行横道、安全岛几何尺寸:L1为行人过街穿过的第一个人行横道的长度,L2为行人过街穿过的第二个人行横道的长度,L0为安全岛的长度,w为人行横道宽度。
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