[發明專利]一種需求車道組合相位的優化方法

有效

• 申請號: 201410313526.5
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104077919B
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 馮遠靜;單敏;陶沁沁;錢孝英;成傳勝;徐輝;謝碧鋒
• 申請（專利權）人: 杭州鼎鵬交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽;王桂名

技術領域

本發明涉及一種交通信號相位相序優化的方法，尤其是一種需求車道組合相位的優化方法。

背景技術

目前比較成熟的交通信號控制策略包括定時控制、感應控制和自適應控制。這些控制方式只考慮了在傳統相位設計方案的基礎上如何為各個方向的交通流分配合理的綠燈時間，固定地按照相位設計方案順序放行，變化的只是相位的時間。如果某一個相位排隊車輛比較多，而它前面相位排隊車輛較少時，也必須按照固定相位順序，先放行前面車輛少的相位，然后再放行車輛多的相位，這樣可能因該相位排隊車輛過多，不能及時放行而造成交叉路口的交通阻塞。當同一個放行相位中非關鍵車道流率比遠小于關鍵車道流率比的情況下，這些非關鍵車道將浪費大量寶貴的通行時間。

目前對交通流的信號控制大都是根據車流行駛的方向(左轉、直行和右轉)進行控制，沒有細分為以車道為單位實時控制交通流，不僅忽略了實際交通中不均衡的車道流量，而且也未考慮根據車流量大小優先放行相應的車道需求，使得即使信號相位相序設計的合理，交叉路口的通行能力也未必能得到有效提高，不能取得滿意的效果；考慮到現在很多大城市交叉路口出現的交通擁堵問題，以車道為單位進行交通流信號控制為交叉路口相位優化設計提供了一套新思路，成為緩解交通擁堵的一項重要舉措。

發明內容

為了克服現有相位設計方案的缺陷，滿足某些車道交通負載過重需優先放行的請求，并充分利用相位中放行車道車流不均衡浪費的時空資源；本發明提供了一種需求車道組合相位的優化方法，以車道流量需求大小為評判標準，實現車道車輛優先放行，同時以相位中放行車道車流的不均衡度實時判斷是否需要插入新的放行車道(增容車道與關鍵車道組成該相位下的小相位)以充分利用不均衡交通流中的時空資源，實現交叉路口車道組合下的相位優化。

本發明所采用的技術方案是：

一種需求車道組合相位的優化方法，包括如下步驟：

(1)交叉路口每個進口車道上都設置一組信號燈，并把所有車道歸入集合A；

(2)根據集合A中各個車道車輛排隊長度和車輛到達率，判斷交叉路口東西和南北各方向是否需要設置左轉車道；若都不需要，則采用兩相位信號控制方案，轉入步驟(7)，否則，轉入步驟(3)；

(3)根據交叉路口交通狀況和幾何條件計算其飽和度X_c，如果飽和度小于1，執行欠飽和車道控制下的相位相序優化策略，否則執行過飽和車道控制下的相位相序優化策略；

(4)計算集合A中各個車道的流量比，找出流量比最大的車道作為關鍵車道，根據飽和度大小，采取合適的相位相序優化策略，并依次判斷各相位是否需要插入增容車道，與原關鍵車道組成小相位；

(5)返回步驟(4)繼續下一個相位的優化和組合，直到所有的車道都歸入相位序列中，已經歸入到相位序列的車道在同一個周期內可根據需求多次放行(特別是過飽和狀況下)；

(6)保證所有車道被放行完一次，當所有車道被放行完畢后，進入下一個周期的判斷；

(7)實時調整關鍵車道方向的相位差，讓車流連續不間斷的通過交叉路口；

其中，步驟(3)中，所述欠飽和車道控制下的相位相序優化策略包括下述步驟：

(i)找出流量比最大的車道作為關鍵車道，并歸入綠燈通行集合A_g；

(ii)找出與集合A_g中車道方向相沖突的車道歸入紅燈等待集合A_r，然后在集合A_g車道方向相容的車道中把流量比最大的車道歸入綠燈通行集合A_g，集合A_g中的所有車道作為一個相位；

(iii)根據流量比算出上述相位的綠燈時間；

(iv)判斷車道綠燈時間之差是否大于某一閾值，若是，則插入小相位，反之則不插入小相位；

(v)相位關鍵車道放行完畢，清空集合A_g和A_r；

所述過飽和車道控制下的相位相序優化策略，包括下述步驟：

(a)找出排隊長度最大(或流量比最大)的車道作為關鍵車道，并歸入綠燈通行集合A_g；

(b)找出與集合A_g中車道方向相沖突的車道歸入紅燈等待集合A_r，然后在集合A_g車道方向相容的車道中排隊長度最大的車道歸入綠燈通行集合A_g，集合A_g中的所有車道作為一個相位；