[發(fā)明專利]一種適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)綠波優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711068207.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107705588A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明;方忠良;徐云;楊軍喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江廣信智能建筑研究院有限公司
• 主分類號(hào): G08G1/081
• 分類號(hào): G08G1/081
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交通信號(hào)控制領(lǐng)域，具體是涉及一種適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)綠波優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

綠波協(xié)調(diào)控制作為城市交通信號(hào)控制的重要組成部分，在改善交通擁堵甚至整個(gè)城市的交通狀況起著至關(guān)重要的作用。然而，已有的綠波控制方法仍然有如下問題未解決：已有的對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列綠波協(xié)調(diào)控制方法僅適用干線，無法適用于路網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有綠波協(xié)調(diào)控制的無法適用于路網(wǎng)的不足，本發(fā)明提出了一種適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)綠波優(yōu)化方法，針對(duì)采用對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)，本發(fā)明首先分析紅綠燈時(shí)間與流量的關(guān)系，給出一種適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)綠波優(yōu)化模型。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的路網(wǎng)綠波優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：

1)對(duì)交叉口進(jìn)行初始化；

2)對(duì)綠波帶帶寬在周期中的位置建立約束方程；

3)對(duì)綠波帶帶寬在周期中的位置進(jìn)行路段約束；

4)對(duì)綠波帶帶寬在周期中的位置進(jìn)行環(huán)路約束；

5)設(shè)定目標(biāo)函數(shù)和約束條件，得出適用于對(duì)稱和非對(duì)稱混合相位序列的綠波優(yōu)化模型。

進(jìn)一步，所述步驟1)中，對(duì)交叉口進(jìn)行初始化包括如下設(shè)置：

1.1)進(jìn)口車流分左轉(zhuǎn)、直行和右轉(zhuǎn)3股車流，右轉(zhuǎn)車流跟隨直行車流放行；

1.2)每個(gè)信號(hào)相位的損失時(shí)間固定且相等，，所述損失時(shí)間為啟動(dòng)損失時(shí)間與清空損失時(shí)間之和；

1.3)每個(gè)交叉口上行和下行相位的排隊(duì)消散時(shí)間固定不變。

1.4)交叉口采用對(duì)稱相位序列或者非對(duì)稱相位序列，不考慮相位搭接設(shè)計(jì)方式。

再進(jìn)一步，所述步驟2)中，對(duì)綠波帶帶寬在周期中的位置建立約束方程，過程如下：

2.1)由于一個(gè)交叉口綠波帶在協(xié)調(diào)相位的彈性綠燈時(shí)間范圍內(nèi)，因此針對(duì)交叉口S_ij、交叉口S_(i+1)j的上行協(xié)調(diào)相位以及下行協(xié)調(diào)相位,可以得到綠波帶位置約束：

式中:S_ij為含有m條干線的路網(wǎng)中，第j條干線上第i個(gè)交叉口；L_ij為第j條干線上第i個(gè)路段，即交叉口S_ij和交叉口S_(i+1)j之間的路段；分別為交叉口S_ij上行、下行協(xié)調(diào)相位的歸一化排隊(duì)消散時(shí)間；g_ij、分別為交叉口上行、下行協(xié)調(diào)相位的歸一化有效綠燈時(shí)間；b_ij、分別為路段L_ij上行、下行綠波帶帶寬；w_ij為交叉口S_ij上行協(xié)調(diào)相位的綠波帶位置,定義為上行綠波帶中心到上行協(xié)調(diào)相位有效綠燈時(shí)間開始的時(shí)間距離；為交叉口S_ij下行協(xié)調(diào)相位的綠波帶位置,定義為下行綠波帶中心到下行協(xié)調(diào)相位有效綠燈時(shí)間結(jié)束的時(shí)間距離；所有的時(shí)間變量都?xì)w一化為相對(duì)信號(hào)周期的比；

2.2)由綠燈時(shí)間和流量的關(guān)系，得歸一化有效綠燈時(shí)間：

式中：為交叉口S_ij上行協(xié)調(diào)相位的實(shí)際有效綠燈時(shí)間；z為周期的倒數(shù)；γ_ij為交叉口S_ij上行協(xié)調(diào)相位的流量比，定義為交叉口S_ij上行協(xié)調(diào)相位的流量與交叉口所有相位流量之和的比值；為交叉口S_ij一個(gè)周期內(nèi)所有相位的總損失時(shí)間之和,，為交叉口S_ij的相位個(gè)數(shù),為一個(gè)相位的實(shí)際損失時(shí)間,等于啟動(dòng)損失時(shí)間和清空損失時(shí)間之和。同理,下行協(xié)調(diào)相位的歸一化綠燈時(shí)間也可由下行相位流量比計(jì)算得到；

2.3)根據(jù)式(1)-(2)得到綠波帶約束條件如下：

更進(jìn)一步，所述步驟3)中，對(duì)綠波帶帶寬在周期中的位置進(jìn)行路段約束，過程如下：

3.1)計(jì)算交叉口S_(i+1)j下行相位綠波帶中點(diǎn)到上行相位綠波帶中點(diǎn)的時(shí)間距離,得路段約束:

式中：t_ij、分別為路段L_ij上行、下行方向的歸一化旅行時(shí)間；為交叉口S_ij下行協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間啟亮超前于上行協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間啟亮的歸一化時(shí)間間隔；