详情

原文传递基于交叉口双站台的BRT与社会车辆协同绿波研究

论文题名：	基于交叉口双站台的BRT与社会车辆协同绿波研究
关键词：	快速公交系统;社会车辆;协同绿波;交叉口双站台;停靠时间;通行效率
摘要：	随着快速公交系统的不断发展，BRT已经成为城市道路交通流中不可忽视的组成部分，然而由于站台停靠的缘故，现有的绿波交通模型很难做到同时优化社会车辆与BRT车辆。针对该难题，本文以交叉口双站台为基础建立了社会车辆绿波背景下BRT优先控制模型和BRT与社会车辆协同绿波优化模型，意在减少BRT车辆在交叉口的停车次数和行程延误，提高BRT的运行效率和服务水平，同时还能够保障社会车辆的正常通行。主要内容如下：　　（1）分析了交叉口双站台对BRT与社会车辆绿波的影响。首先分析BRT站台设置在交叉口上游和设置在交叉口下游的优缺点进而引出交叉口双站台，然后通过不同站台模式下的BRT行程轨迹分析，证明双站台的设置能够显著缩短社会车辆与BRT车辆的平均行程时间之差，为实现社会车辆绿波背景下BRT优先通行以及BRT与社会车辆共享同一绿波方案提供了理论基础。　　（2）建立了社会车辆绿波背景下BRT双站台优先控制模型。在不对社会车辆绿波进行改动的情况下，以BRT行程时间最短为目标函数，以双站台的停靠选择、BRT行驶车速为优化变量建立0-1线性规划模型并通过实际算例验证模型有效性。算例结果验证了BRT优先控制模型的有效性，也证实了双站台的设置能够提升BRT车辆对社会车辆绿波的适应性。　　（3）为了进一步提升BRT通行效率，建立了基于双站台的BRT与社会车辆协同绿波优化模型。协同绿波优化模型考虑了NEMA相位结构下的BRT通行，运用MAXBAND模型构建社会车辆约束，以BRT车辆行驶需求构建BRT车辆约束，以社会车辆绿波带宽最大与BRT行程时间最短的加权值为目标函数建立整数线性规划模型并通过实际算例验证模型的有效性。算例结果显示，协同绿波优化模型能够在保证社会车辆绿波带宽的前提下，显著减少BRT车辆的延误时间、停车次数，实现了BRT车辆的高效通行。　　（4）为了检验模型的实际应用效果，考虑了BRT停靠时间波动特性对协同绿波优化模型的影响。通过对BRT停靠过程的拆解和停靠时间影响因素的分析来验证BRT站台停靠时间存在波动特性。然后对实地收集的停靠时间数据进行挖掘分析，得到其站台停靠时间服从分布进而根据分布规律使用MATLAB软件随机生成站台停靠时间，以随机生成停靠时间代替平均停靠时间代入至协同绿波优化模型。实例计算结果表明，将平均停靠时间替换为随机停靠时间后，BRT车辆的行程时间呈现出上涨的趋势，但上涨幅度仅在5%左右，在可接受范围之内。这说明协同绿波优化模型能够有效应对BRT实际运行状况，具有较强的稳定性和抗干扰性。　　本研究可以有效减少BRT车辆的行程延误和停车次数，提升BRT通行效率和乘客出行体验，为BRT的进一步推广应用提供理论基础。
作者：	高双喜
专业：	交通运输工程
导师：	张鹏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2022