[發明專利]車路協同環境下單點自適應交通信號優化控制方法

有效

• 申請號: 201911304062.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN110910662B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 蔣賢才;姚麗;尚慶鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/07;G08G1/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

車路協同環境下單點自適應交通信號優化控制方法，屬于交通運輸工程領域，具體涉及一種單點自適應交通信號優化控制方法。使更多的車輛可在綠燈時間內通過道路交叉口，提高道路交叉口的通行效率，減少交通堵塞。本發明根據車路協同系統獲得的實時車輛通行信息優化計算得到，每一周期信號配時方案都是可變的。即在第k?1周期結束前，通過車路協同系統界定哪些車輛歸屬于第k信號周期可通過道路交叉口，并對車輛進行速度誘導；然后以車輛延誤、停車次數加權作為綜合評價指標，并賦以不同的權重，以車均PI最小為目標，計算得到第k周期的信號優化配時方案。本發明適用于交通信號燈相位綠燈配時使用。

技術領域

本發明屬于交通運輸工程領域，具體涉及一種單點自適應交通信號優化控制方法。

背景技術

在當前的單點自適應信號控制方法中，信號控制參數優化依賴于檢測器檢測數據的短時預測結果，而預測數據的誤差過大，將會導致優化結果的科學性難以得到保證；在車路協同環境下，車輛在道路上的實時行駛狀況(行駛速度、位置、出行路徑等)可由路側電子設備獲得，即可獲取任一時間區間內車輛在交叉口的通行需求，而且還能對每輛車的行駛速度進行誘導，為交通信號的精確控制與交叉口時空資源的最大化利用提供了數據質量保障。但是現有的車路協同系統并未應用到交叉口的交通燈配時方案優化技術領域，車輛在交叉口通行效率低的問題仍未得到解決，造成了嚴重的交通堵塞。

發明內容

本發明是為了解決在現有車路協同系統控制下，車輛在道路交叉路口通行效率低的問題，提供了一種車路協同環境下單點自適應交通信號優化控制方法。

本發明所述車路協同環境下單點自適應交通信號優化控制方法，該方法基于車路協同系統實現；所述車路協同系統包括路側電子設備；所述路側電子設備用于獲取道路上行駛車輛的實時狀態信息；

所述方法的具體步驟為：

步驟一、獲取道路交叉口各個方向行駛的車輛的狀態信息；

步驟二、根據所述車輛的狀態信息、道路的最大與最小速度和交通信號燈各相位綠燈開啟時刻及持續時間，界定一個信號周期內道路交叉口各個方向可以通過車輛的道路邊界及邊界內的車輛數；

步驟三、根據綠燈時長及道路最高及最低的限速、所述道路邊界內的車輛數，確定各相位需要速度誘導的目標車輛的誘導速度；

步驟四、計算一個信號周期內所述可以通過車輛的道路邊界內每輛汽車通過道路交叉口前的停車次數和延誤時間；

步驟五、利用步驟四所述的每輛汽車的停車次數和延誤時間，計算一個周期內道路交叉口的綜合效率評價值；

步驟六、利用所述綜合效率評價值，確定道路交叉口一個信號周期內信號燈各相位綠燈時間，進而獲得各相位綠燈配時方案。

進一步地，步驟一中獲取道路交叉口各個方向行駛的車輛的狀態信息包括：道路交叉口各個方向行駛的車輛的位置、速度和轉向信息。

進一步地，步驟二中所述界定一個信號周期各個方向可以通過道路交叉口的道路邊界及邊界內的車輛數的方法相同，針對信號周期k第i相位r方向，可以通過道路交叉口的可以通過車輛的道路邊界及邊界內的車輛數的獲得方法包括：

設第k個信號周期的開啟時刻為t_k，該信號周期第i相位的綠燈顯示時間為g_k,i，則第i相位的綠燈開啟時刻為：

式中，t_k,i為第k周期第i相位的綠燈開啟時刻，單位s；g_k,i為第k周期第i相位的綠燈時長，單位s；I為綠燈間隔時間，單位s；

根據需要在第i相位r方向通行的車輛的狀態信息、道路的最大限速和交通燈的第i相位綠燈開啟時刻及持續時間，確定第k個信號周期第i相位r方向可以通過道路交叉口的車輛的道路邊界：