[發明專利]一種基于車輛排隊消散時間的單交叉口信號控制方法

有效

• 申請號: 201910920298.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110634308B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 應沛然;曾小清;伍超揚
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種基于車輛排隊消散時間的單交叉口信號控制方法，包括：S1、獲取各個相位的實際流量和飽和流量；S2、計算各個相位的信號配時基礎參數；S3、計算交叉口飽和與不飽和狀態下各個相位的信號配時進階參數；S4、在綠燈初始時刻，計算各個相位的需求度；S5、選取需求度最大的相位作為當前相位，確定優化指數；S6、在最小顯示綠燈時間結束時，計算當前相位的限制指數；S7、結合優化指數和限制指數，計算當前相位的顯示綠燈延長時間；S8、當前相位結束后，返回步驟S4，進行下一個當前相位的信號配時。與現有技術相比，本發明以車輛排隊消散時間作為控制目標，實現了交叉口飽和與不飽和狀態下的信號按需配時，提高了交叉口通行效率。

技術領域

本發明涉及交通控制技術領域，尤其是涉及一種基于車輛排隊消散時間的單交叉口信號控制方法。

背景技術

在交叉口處，不同方向的車流之間相互沖突，為保證車輛的安全行駛，需要對相互沖突的車流分配道路使用權，交叉口的道路使用權是分時段進行分配的，一個時段即為一個相位，相位是對一個交叉口各方向的交通流而言，一組互相不發生沖突的交通流就可以構成一個相位，表示在單交叉口將通行權給予某些方向上的車輛以及行人的時間順序，在交通控制中，如果信號相位能夠得到合理的控制，就能明顯提高交叉口的通行效率。

當前的交叉口信號控制方法繁多，主要包括傳統的定時控制、分時段定時控制，以及以智慧城市為背景的感應控制，對于不同的控制策略，其控制目標也不盡相同，有的以減少延誤為目標，有的以減少排隊長度為目標，也有的以多個目標作為優化控制指標，當交叉口流量在一定范圍內變化時，這些信號控制策略的控制性能表現較好，但是當交叉口流量出現較大波動時，即交叉口狀態在飽和與不飽和狀態之間變動時，由于控制策略的適用性較差，無法實現信號控制按需優化分配，容易導致交通信號燈的不合理配時，且傳統的信號配時是固定信號相位，增加了等待時間、降低了交叉口的通行效率。

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基于車輛排隊消散時間的單交叉口信號控制方法，以車輛排隊消散時間作為感知對象和控制目標，針對交叉口通行能力飽和與不飽和兩種狀態，分別確定對應的信號配時方案。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種基于車輛排隊消散時間的單交叉口信號控制方法，包括以下步驟：

S1、獲取單交叉口各個相位的實際流量和飽和流量；

S2、根據實際流量和飽和流量，計算得到各個相位的信號配時基礎參數，其中，信號配時基礎參數包括相位飽和度、交叉口飽和度、周期總損失時間、最佳周期時長和顯示綠燈時間；

S3、根據信號配時基礎參數，計算得到交叉口飽和與不飽和狀態下各個相位的信號配時進階參數，其中，信號配時進階參數包括交叉口的最小周期以及各個相位對應的最小有效綠燈時間和最小顯示綠燈時間、交叉口的最大周期以及各個相位對應的最大有效綠燈時間和最大顯示綠燈時間；

S4、在綠燈初始時刻，獲取各個相位的預計顯示綠燈時間和各個相位出口道的平均速度，計算得到各個相位的需求度；

S5、選取需求度最大的相位作為當前相位，以當前相位的需求度作為當前相位的優化指數；

S6、在最小顯示綠燈時間結束時，獲取其余相位的車輛到達率，計算得到當前相位的限制指數；

S7、結合優化指數和限制指數，通過延時調整函數，計算得到當前相位的顯示綠燈延長時間；

S8、當前相位結束之后，返回步驟S4，進行下一個當前相位的信號配時。

進一步地，所述步驟S2中相位飽和度為：

式中，y_i為相位i的相位飽和度，q_i為相位i的實際流量，S_i為相位i的飽和流量；