[發明專利]一種相鄰交叉口協調控制相位差的優化方法

無效

• 申請號: 201210534779.6
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103021195A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王殿海;馬曉龍;金盛;馬東方;孫鋒;祁宏生;周旦;趙偉明;韋薇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G08G1/083
• 分類號: G08G1/083
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明涉及一種協調控制優化方法，特別是涉及一種相鄰交叉口協調控制相位差優化方法。

背景技術

信號交叉口作為城市交通網絡中的關鍵節點，其通暢性、安全性對城市路網運行至關重要。實現交叉口交通流的協調控制可以極大減少交通延誤、緩解交通擁堵。相位差是指兩個協調控制交叉口協調相位的綠燈起始時刻之差，是協調控制的核心參數。不同相位差取值影響雙向協調綠波帶的寬度，進而影響協調控制效果。

協調控制的研究始于20世紀50年代，經過幾十年的發展，目前常用的協調控制相位差優化方法有圖解法、數解法、MAXBAN法等。圖解法是通過直觀的綠波帶對應，不斷調整通過帶速度和周期時長，從而確定相位差，獲得理想的綠波帶帶寬；數解法是通過尋找系統中各實際信號距離理想信號的最大挪移量最小來獲得最優相位差；MAXBAND法則是通過建立綠波帶寬度的線性規劃求解。上述現有協調控制相位差優化方法一般只適用于主干道對稱放行方式下對主干道直行車流的協調，且沒有考慮交叉口尺寸對協調交通流運行距離的影響。隨著交叉口相位結構及放行方式的多樣化與精細化，需要建立一種能夠適應復雜相位結構與放行方式，同時考慮交叉口幾何尺寸、適應不同方向協調車流的相位差優化方法。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種相鄰交叉口協調控制相位差的優化方法。本發明建立雙向協調相位綠波帶帶寬和相位差之間的關系模型，通過確定不同的綠波帶帶寬選擇策略，進而得到不同策略下的最優相位差。

本發明所采用的技術方案是：

一種相鄰交叉口協調控制相位差的優化方法，該方法的前提是相鄰協調控制路口的單點方案確定，具體包括以下步驟：

（1）確定協調相位綠燈時間和協調距離；

（2）構建相鄰交叉口協調模型；

（3）建立正、反向綠波帶帶寬與相位差之間的關系模型；

（4）計算得到綠波帶帶寬與相位差的數值對應關系；

（5）確定最優相位差。

本發明通過對相鄰交叉口協調控制的建模求解得到相位差與綠波帶之間的關系，并有效考慮了正反向協調距離不同、協調速度不同等情況，方法對于協調控制更具有普遍適用性。

附圖說明

圖1是相鄰交叉口雙向綠波協調算法流程圖；

圖2是待選協調車流示意圖；

圖3是綠波協調控制參數含義示意圖；

圖4是協調車流在交叉口內行駛距離示意圖；

圖5是案例相鄰交叉口協調距離示意圖；

圖6是案例相鄰交叉口信號方案；

圖7是案例綠波帶求解結果。

具體實施方式

下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步說明，但本發明要求保護的范圍并不局限于案例實施方式表述的范圍。

本發明的前提是相鄰交叉口單點方案已經優化完畢，具體是相鄰交叉口相位相序、綠信比均已確定，且周期時長相等，案例給出相鄰交叉口A、B的信號方案，如圖6。

如圖1所示，本發明方法具體是：

（1）確定協調相位綠燈時間和協調距離

定義i到i+1路口方向為正向，i+1到i路口為反向，根據協調車流確定協調相位綠燈時間和協調距離。

正向協調的上游綠燈時間可以是上游交叉口駛入協調路段的任意受信號控制的車流對應的相位綠燈時間，下游協調綠燈時間可以是下游交叉口的駛出協調路段的任意受信號控制的車流對應的相位綠燈時間。待選協調車流示意圖如圖2，以正向協調為例，若上下游左直右車流均受信號控制，則正向協調車流組合方式有①④、①⑤、①⑥、②④、②⑤、②⑥、③④、③⑤、③⑥共9種，根據協調控制需求確定正向協調車流，其對應的相位綠燈時間為正向協調綠燈時間。反向協調綠燈時間的選取方式同上。

C?——?協調交叉口公共周期，單位秒(s)；

g_i?——?路口?i?的正向協調車流對應的綠燈時間，單位秒(s)；

g_i’?——路口?i?的反向協調車流對應的綠燈時間，單位秒(s)；

r_i?——?路口?i?的正向協調車流對應的紅燈時間，單位秒(s)；