[發明專利]一種過飽和交通狀態下連續交叉口的信號協調控制方法

在審

• 申請號: 201810681134.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108898858A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 黃秋瑜;丁小兵;劉志鋼
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G08G1/081
• 分類號: G08G1/081;G08G1/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 丁云

本發明涉及一種過飽和交通狀態下連續交叉口的信號協調控制方法，該方法包括如下步驟：(1)實時監控各交叉口每個相位的排隊長度，當發生擁堵時，確定擁堵發生的最下游交叉口；(2)判斷當前周期內最下游交叉口任意一個相位d相位的排隊長度Q_d是否達到排隊長度上限值Q_{d_max}，若是，則下一周期將最下游的交叉口d相位的綠燈時間延長ΔG_d并執行步驟(3)，否則完成調控；(3)確定各上游交叉口中影響最下游交叉口d相位排隊長度的關鍵相位；(4)在延長最下游的交叉口d相位的綠燈時間的同時分別延長各上游交叉口關鍵相位的紅燈時間；(5)返回步驟(1)重復執行。與現有技術相比，本發明更有效地預防了交叉口間的回溢和干道蔓延。

技術領域

本發明涉及一種道路交通信號控制方法，尤其是涉及一種過飽和交通狀態下連續交叉口的信號協調控制方法。

背景技術

隨著汽車的迅猛增長，路網交通壓力越來越大，由于城市道路建設無法跟上車輛發展的速度，可建設的路網面積越來越少，而汽車占有量在持續增長，全國大約有2/3的城市交通擁堵成為常態，尤其是在特大城市交通擁堵呈現區域化、常態化特征，造成路網交通大面積癱瘓。交通擁堵不僅制約著城市的發展而且會造成大氣污染日益嚴重，與可持續發展理念背道而馳。

交通供給與交通需求的嚴重失衡是造成交通擁堵的根本原因，所以解決交通擁堵無非從兩個角度著手，第一個角度是從增大供給的層面緩堵，第二個角度是從減少需求的層面解決問題。然而，從1986年開始，中國已經進入了一個非常快速的城市化階段，我們的城市是以大量的土地消耗為基礎打造的，如今有些大城市的土地已經有1/3是被交通設施占用了，城市繼續以這種不斷開發新路徑的模式去解決交通問題是不可行的。城市規劃者近年來也在控制需求的層面上作了不少的措施，比如限號出行、擁堵收費、引導出行方式等。但是由于這些措施認可度低、執行效力低，緩堵效果并不明顯。

綜上所述，交通信號優化作為交通管理與控制中的一個管理手段，同樣也具有控制交通需求的作用，并且相比其他管理措施而言更具有執行效力強、可行性高的特點，是提高過飽和狀態下路網運行效率的最有效途徑，是目前解決交通擁堵的重要手段。因此，研究如何改進信號協調控制方法使得其在過飽和交通狀態下獲得最優效益，是當前亟需解決的難題。

對于過飽和交通狀態下的信號方案設計來說，排隊長度是具有決定性的參數指標，因為過飽和狀態下下游的排隊車輛無法在綠燈時間內排空，滯留車輛會隨時間逐漸增多。為了避免排隊車輛蔓延到上游交叉口，造成交叉口死鎖現象，準確計算排隊長度成為調節上游交叉口信號方案的關鍵。而傳統交通流模型通常僅僅基于車輛的到達-駛離理論建立的，沒有考慮車流波動性，與車輛實際運行情況相悖。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種過飽和交通狀態下連續交叉口的信號協調控制方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種過飽和交通狀態下連續交叉口的信號協調控制方法，該方法包括如下步驟：

(1)實時監控各交叉口每個相位的排隊長度，當發生擁堵時，確定擁堵發生的最下游交叉口；

(2)判斷當前周期內最下游交叉口任意一個相位d相位的排隊長度Q_d是否達到排隊長度上限值Q_{d_max}，若是，則下一周期將最下游的交叉口d相位的綠燈時間延長ΔG_d并執行步驟(3)，否則完成調控；

(3)確定各上游交叉口中影響最下游交叉口d相位排隊長度的關鍵相位；

(4)在延長最下游的交叉口d相位的綠燈時間的同時分別延長各上游交叉口關鍵相位的紅燈時間；

(5)返回步驟(1)重復執行。

步驟(2)中Q_{d_max}通過如下方式獲得：