[發明專利]一種考慮車隊離散的路段行人過街最大壓信號控制方法

有效

• 申請號: 202211085267.6
• 申請日: 2022-09-06
• 公開（公告）號: CN115691105B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 李冰;何欣東;李施維;高健東;楊靜豐;曹昌盛;李鑫
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/09
• 代理公司: 重慶智盛東唐專利代理事務所(普通合伙) 50309
• 代理人: 張秀霞

1.一種考慮車隊離散的路段行人過街最大壓信號控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：對路段進行區域劃分；

在進行區域劃分時，當下游排隊比小于閾值時，以單周期延誤最小為優化目標，采用分段最大壓信號控制方案作為配時方案；當下游排隊比大于或等于閾值時，以抑制排隊為優化目標，采用全路段密度最大壓信號控制方案作為配時方案；

步驟2：對路段各區域交通密度進行預測；

步驟3：建立基于分段密度的最大壓信號控制方法；

步驟4：信號配時優化策略；

設所述下游排隊比為r，則：

其中，為路段行人過街路口下游最長車輛排隊長度；L_d為路段行人過街路口下游路段長度；

所述閾值選為0.5；

所述步驟1包括：

步驟1.1：依據路段交通流速度特性對路段進行區域劃分，由路段交通流平均速度與最小綠燈時長確定路段頭部區域長度；

步驟1.2：由Robertson離散模型預測步長與路段交通流平均速度確定后續區域長度；

設所述路段頭部區域長度為則：

其中，為路段平均車速；g_vehmin為行車相位最小綠燈時間；

設所述后續區域長度為則：

其中，Δt為Robertson離散模型預測步長；e為路段可能被劃分的最大區域數；L為上游路段長度；

所述步驟2包括：

步驟2.1：結合路段區域劃分，根據Robertson離散模型，計算得到各區域任意時段的車輛到達率；

步驟2.2：依據路段車輛排隊情況對每個區域的交通密度進行預測；

步驟2.1中，設第n個區域上游斷面在第個時段的到達流量為第n個區域下游斷面在第個時段的到達流量為則：

其中，為上游交叉口輸出流量斷面到達第n個區域上游斷面的最小行程時間；為上游交叉口輸出流量斷面與第n個區域上游斷面間的平滑系數；為上游交叉口輸出流量斷面到達第n個區域下游斷面的最小行程時間；為上游交叉口輸出流量斷面與第n個區域下游斷面間的平滑系數；

步驟2.2中，依據路段車輛排隊的三種情況對第i時段每個區域的交通密度進行預測，分別為：

情況一：被車輛排隊完全占用的區域

先依據排隊增量模型計算車道車輛排隊長度，以行車相位關閉時為起點開始計算，則下游車道o第i時段的排隊長度為：

其中，為上一周期車道o的初始排隊長度，若交通未飽和，為車道o第i時段車輛排隊形成波；Δt為預測步長；q(i)為第i時段到達下游的斷面的車輛數，由Robertson離散模型預測得到；r^o為上游到達車道o的車流比例；k_j為單車道阻塞密度；k^o(i)為車道o第i時段到達車流的車流密度；為平均車速；

若交通量過飽和，則依據路口周期配時情況計算車道o下一周期的初始排隊長度

其中，為車道o最大排隊長度出現時刻；為消散波波速；為車道o的車流飽和流率；k_m為單車道臨界密度；為該周期車道o的最大排隊長度；G_veh為該周期行車相位綠燈時間；R_veh為該周期行車相位紅燈時間；為排隊消散波波速；

在第i時段被車輛排隊完全占用的區域數目n_queue(i)為：

各個區域中0≤n≤n_queue(i)，O為車道數；

情況二：部分區域為車輛排隊末尾的區域

當時，在第i時段車隊末尾所處區域間車輛密度為：

情況三：無車輛排隊的區域

所述步驟3包括：

步驟3.1：基于密度最大壓模型計算第i時段行人相位壓力γ_ped(i)和第i個時段從第0個區域至第n個區域間行車相位壓力

步驟3.2：依據行車相位與行人相位的壓力占比進行綠燈時間分配；

所述步驟3.1中：

w_ped(i)＝ρ_ped(i)

其中，w_ped(i)為第i時段行人相位的壓力權重；ρ_ped為等待行人密度比；Q_ped為行人飽和流率；

其中，為第i個時段從第0個區域至第n個區域間行車相位密度權重；為第i時段從路段l到路段m的車輛在路段l中的密度比；p_m,v(i)為第i時段從路段m到路段v的車流比例；Out_m為路段m結束點的路段集合；Q_veh為車輛飽和流率；

所述步驟3.2中：

G＝g_veh?max+g_ped?max

其中，g_veh與g_ped分別為車輛與行人綠燈時間；g_veh?min與g_veh?max分別為車輛的最小與最大綠燈時間；g_ped?min與g_ped?max分別為行人的最小與最大綠燈時間。