[發(fā)明專利]一種行人過街與綠波帶協(xié)同控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011381130.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112767713B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小明;張明巖;鄭國榮;董路熙;尚春琳;逯佳麗;王冠發(fā);沈暉
• 申請（專利權(quán)）人: 北方工業(yè)大學
• 主分類號: G08G1/052
• 分類號: G08G1/052;G08G1/07
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 趙亞飛

1.一種行人過街與綠波帶協(xié)同控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1、通過檢測器檢測路段機動車流量，基于機動車流量及路口基本信息劃分路段交通狀態(tài)；

步驟2、當檢測到的路段狀態(tài)為極端流量條件時，部分排隊車輛延遲到下周期啟動，并根據(jù)集散波理論分析跨周期排隊車輛對綠波控制及整體交通狀態(tài)的影響因素；

步驟3、將綠波帶中未被充分利用的綠燈時長補償給行人過街；

步驟2的具體實施步驟包括：

Step1：計算上下游路口車流到達人行橫道的時間

其中，T₀為路口I₀到達人行橫道的時間；T₁為路口I₁到達人行橫道的時間；S_M為通過上游路口協(xié)調(diào)相位的距離，S_D為通過下游路口協(xié)調(diào)相位的距離，S₀、S₁分別為上下游路口距離人行橫道的距離，

Step2：運用集散波原理，在一次排隊聚集時，計算排隊尾車從0時刻到重新啟動的總時長T_R、最大車輛排隊長度x_R-x_F：

其中，w₁、w₂分別為集結(jié)波和消散波波速；q_α為一個周期內(nèi)上游到達流的平均流量；k_j為阻塞交通流的密度；k_α為一個周期內(nèi)上游到達流的平均密度；q_m為上游飽和流的平均流量；k_m為上游飽和流的平均密度；T_G行人過街時間；T_E為排隊尾車從0時刻行駛到坐標x_E時刻的總時長；x_R為車輛位置坐標；x_F為排隊尾車處于排隊狀態(tài)時的位置坐標，l_car為機動車平均長度，n₀為給定路段上的車流量基準數(shù)；

整理可得：

Step3：計算第二次聚集時各變量間的關(guān)系

其中：T_E'為二次排隊聚集的尾車從0時刻行駛到坐標x_E'時刻的總時長；

x_R'、x_F'為車輛位置坐標；

C'為第一次排隊聚集時的首車從停車排隊時刻到當周期結(jié)束的總時長；由兩次排隊聚集的關(guān)系整理可得：

令：

k₁＝k_m-k_j

k₂＝k_j-k_α

則：

Step4：由①最大排隊長度不能延伸至超過上游路口；②行人過街通道上綠波協(xié)調(diào)相位時間內(nèi)排隊車輛清空；③t小于相位差T₀，建立約束關(guān)系：

整理得：

令：

由實際關(guān)系知A0，則當B²-4AC≥0時上述關(guān)系成立：

解得：

影響綠波控制效果因素分析

①當時，滯留于人行橫道前的車輛會對干線綠波產(chǎn)生影響且無法修復(fù)，破壞整體干線綠波效果；

②當時，上游路口協(xié)調(diào)方向的綠燈起亮，人行橫道上協(xié)調(diào)方向的綠燈未亮時，上游頭車與排隊尾車追及相遇，此時會對綠波造成影響，但可以自行消除，不影響整體干線綠波；

③當v₀≥(S₀+S_M)-n₀·l_car時，滯留于人行橫道前的車輛會對干線綠波產(chǎn)生影響且無法修復(fù)，破壞整體干線綠波效果；

步驟3具體步驟為：

Step1：計算行人過街的時間T_R

Step2：計算上下游路口動態(tài)調(diào)整后的協(xié)調(diào)相位時長

上游路口動態(tài)調(diào)整后的協(xié)調(diào)相位時長：

下游路口動態(tài)調(diào)整后的協(xié)調(diào)相位時長：

其中：P′₀為動態(tài)調(diào)整后路口I₀協(xié)調(diào)相位動態(tài)參考時長；ΔP₀為路口I₀需要調(diào)整的時長，即I₀補償時長；P′₁為動態(tài)調(diào)整后路口I₁協(xié)調(diào)相位動態(tài)參考時長；ΔP₁為路口I₁需要調(diào)整的時長，即I₁補償時長；n₂為路口I₁調(diào)整的比例參數(shù)；S_W為路口I₀下游單個檢測區(qū)間長度；T_W為通過路口I₀下游單個檢測區(qū)間的時長；

Step3：劃分上下游交叉路口協(xié)調(diào)方向車流通過人行橫道的區(qū)間

上下游車輛通過人行橫道的區(qū)間如下：

劃分一個周期內(nèi)人行橫道上的通行權(quán)變化區(qū)間：

Step5：在行人通行時段，判斷行人過街時間T_x與最小行人過街時間T_R的關(guān)系，若T_x≥T_R，則行人能安全過街；反之，若T_x＜T_R，則行人無法安全過街；

Step6：當上游車輛速度V₀滿足步驟2.2中①或③，此時按原始綠波方案運行，不對行人通行時間進行改進補償；若速度關(guān)系滿足②，則進行如下分析：

1)當行人過街信號觸發(fā)時，如果行人能安全過街，計算行人過街當前剩余綠燈時間T_g：

2)不能安全過街，計算紅燈等待時間T_q：