[發明專利]過飽和交叉口自修復控制方法

有效

• 申請號: 201410189339.0
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN104021682A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 任剛;曾霞;黃正鋒;江航
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種過飽和交叉口自修復控制方法，其包括：

步驟1：從城市道路交通數據庫中提取路段長度；

步驟2：基于路段長度設置路段最大容許排隊長度，作為過飽和控制的臨界值；

步驟3：通過路段下游和上游的線圈檢測器分別實時累計離開和進入路段的車輛數，并通過視頻檢測技術實時提取進口道排隊長度；

步驟4：根據上述數據實施路段上游流入量調節技術；

步驟5：在路段上游信號交叉口配套限流相位，將潛在可能的過飽和狀態修復成非飽和狀態。

2.如權利要求1所述的控制方法，其中，所述步驟1具體為從城市道路網絡矢量地圖上獲取有向行車路段i的長度l_i，其中，i＝1，2，-，I，I為有向路段總數。

3.如權利要求2所述的控制方法，其中，所述步驟2具體為設置路段最大容許排隊長度作為過飽和控制的臨界值，針對路段i，i＝1，2，-，I，確定最大容許排隊長度r_i，r_i＝θ-l_i，θ為排隊長度和路段長度的臨界比例，超出這個比例，就判斷路段上的車流將會出現過飽和。

4.如權利要求3所述的控制方法，其中，所述步驟3具體為檢測和記錄進出路段的累計車輛數和進口道排隊長度，針對路段i，i＝1，2，-，I，通過路段i下游和上游的線圈檢測器分別統計當前時段i為止累計進入和離開路段i的車輛數A_i(t)和D_i(t)，通過視頻檢測技術提取當前時段i在路段i的進口道上車輛排隊長度q_i(t)，歷史各時段的累計離開和進入路段i的車輛數及路段i上的車輛排隊長度錄入數據庫中。

5.如權利要求4所述的控制方法，其中，所述步驟4具體為實施路段上游流入量調節技術，按步驟4.1、4.2、4.3和4.4從下游到上游的順序遍歷路段i，i＝1，2，-，I，確定從當前時段t到未來時段t+h之間路段i上游最大容許進入流量u_i(t，t+h)；

步驟4.1：以最大容許排隊長度r_i為界，第t時段的車流加載完成后，隊列尾點至最大允許排隊長度處仍富余的蓄車能力(或稱非過飽和狀態下額外最大允許進入車輛數)為：

αi(t)=ri-qi(t)li-[Ai(t)-Ai(t-li-qi(t)vi)]]]>

其中，v_i為路段自由行車速度；

步驟4.2：在時段i，進口隊列靠前的車輛可能已經陸續啟動了，假設在過去的時間內，進口排隊段一直處于交通啟動波后退過程，在這個過程中計算時段t和下游累積離去的車輛數之差，其值也可作為時段t路段排隊段能增加容納的車輛數，表述如下：

βi(t)=Di(t)-Di(t-qi(t)wi)]]>

其中，w_i是擁堵消散過程中的波面反向傳播速度；

步驟4.3：路段排隊段擁堵消散過程中產生的車輛之間的間隙不會立馬被隊列尾點的車輛所填補，存在一個滯延時間，因此將步驟4.1.2產生的β_i(t)中的部分容納車位數留給時段t+h及其之后進入路段的車輛來填補，這部分車位數表述如下：

γi(t,t+h)=Di(t)-Di(t+h+li-qi(t)vi-qi(t)wi)]]>

其中，針對第t+h時段從路段上游進入的車輛，它經過時段t對應的隊列尾點那一時刻為以此時刻為界，在過去的時間內在排隊段所產生的新增可容納車輛數中與β_i(t)相重疊的部分；

步驟4.4：在時段t到t+h之間，從路段上游進入的車輛總數不超出以下數值，就能滿足該時段區間內路段車流不會出現過飽和：

u_i(t，t+h)＝α_i(t)+β_i(t)-γ_i(t，t+h)。

6.如權利要求5所述的控制方法，其中，所述步驟5具體為路段上游信號交叉口配套限流相位，遍歷路段i，在時段t到t+h之間，在路段i上游信號交叉口k上確定進入路段i的車流放行綠燈時間上限為：

gt(t,t+h)=ui(t,t+h)ft(t,t+h)-Gt(t,t+h)ifft(t,t+h)>ui(t,t+h)Gt(t,t+h)o.w.]]>

其中，G_t(t，t+h)為按常規信號控制方法確定的時段i到t+h之間交叉口k上進入路段i的車流放行綠燈時間，f_t(t，t+h)為預測得到的時段i到t+h之間交叉口k上前往路段i的總車輛數。