[發(fā)明專利]一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310256107.1
• 申請日: 2023-03-16
• 公開（公告）號: CN116311981A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐克雙;吳浩;劉家豪;邱紅桐
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G06Q10/04;G06Q10/0637;G06Q50/26
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

1.一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)從通行狀態(tài)、控制效益兩方面出發(fā)，構(gòu)建面向交通問題診斷的城市道路信號控制交叉口評估指標(biāo)體系，并基于交通檢測設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行周期級、車道級計(jì)算，得到各項(xiàng)評估指標(biāo)計(jì)算結(jié)果；

步驟2)結(jié)合所分析的信控交叉口的交通需求，以單個控制時(shí)段作為問題診斷的時(shí)間粒度，以評估指標(biāo)計(jì)算結(jié)果作為輸入，基于信號控制優(yōu)化模型輸出控制信號的預(yù)優(yōu)化方案，并確定各類可評估指標(biāo)的參考區(qū)間；基于評估指標(biāo)計(jì)算結(jié)果與參考區(qū)間，對各類可評估指標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定量分析，其中，所述參考區(qū)間為交通狀況良好的情況下指標(biāo)值應(yīng)處的合理范圍，所述可評估指標(biāo)為具有參考區(qū)間的評估指標(biāo)；

步驟3)從供給不合理、需求不合理兩方面入手，構(gòu)建面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷模型，并基于可評估指標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)定量分析結(jié)果，構(gòu)建問題診斷與運(yùn)行評估間的對應(yīng)關(guān)系，確定潛在的優(yōu)化目標(biāo)，建立問題導(dǎo)向的控制信號優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)交通問題診斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，與通行狀態(tài)相關(guān)的評估指標(biāo)包括交通量、車頭時(shí)距變異系數(shù)、最大排隊(duì)長度、綠燈啟亮?xí)r刻排隊(duì)長度、紅燈啟亮?xí)r刻排隊(duì)長度、排隊(duì)長度增長速度、短車道排隊(duì)溢出周期比例、路段排隊(duì)溢出周期比例。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，與控制效益相關(guān)的評估指標(biāo)包括飽和度、相位間需求失衡指數(shù)、相位內(nèi)需求失衡指數(shù)、綠燈到達(dá)比例、平均停車次數(shù)、多次排隊(duì)車輛比例、車均控制延誤、綠燈空放時(shí)間比、綠燈利用率、排隊(duì)清空時(shí)間比、相位供需失衡指數(shù)、交叉口清空余留周期比例。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括以下步驟：

步驟2-1)基于當(dāng)前信號控制交叉口的實(shí)際交通需求，以單個控制時(shí)段作為問題診斷的時(shí)間粒度，使用輕量化、可實(shí)施的信號控制優(yōu)化模型，以交通量數(shù)據(jù)為輸入，輸出單點(diǎn)交叉口的信號配時(shí)預(yù)優(yōu)化方案；

步驟2-2)基于步驟1)所述的單點(diǎn)評估指標(biāo)計(jì)算方法以及步驟2-1)所述的信號控制優(yōu)化模型，計(jì)算得到各類可評估指標(biāo)的參考區(qū)間，其中，所述參考區(qū)間的確定方法包括基于飽和度實(shí)用限值的參考區(qū)間推導(dǎo)方法、基于規(guī)范/論文的參考區(qū)間確定方法與基于交通波重構(gòu)的參考區(qū)間推導(dǎo)方法三類；

步驟2-3)基于評估指標(biāo)計(jì)算結(jié)果與參考區(qū)間，對各類可評估指標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定量分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，所述信號控制優(yōu)化模型的實(shí)現(xiàn)方法包括基于最小延誤的WEBSTER法、基于飽和度的HCM法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷方法，其特征在于，所述步驟3)具體包括以下步驟：

步驟3-1)從供給不合理、需求不合理兩方面入手，構(gòu)建面向城市道路信號控制交叉口的交通問題診斷模型，其中，所述交通問題診斷模型為一級-二級-三級架構(gòu)，一級診斷問題分為供給不合理、需求不合理兩類，該類結(jié)論屬于宏觀結(jié)論；二級診斷問題從多個方面進(jìn)行細(xì)分，直接對應(yīng)到所需采取的優(yōu)化措施，其中，所述多個方面包括信號周期、相位相序、渠化設(shè)計(jì)；三級診斷問題作為交通系統(tǒng)問題表征的最小單元，用于建立與潛在優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化參數(shù)間的對應(yīng)關(guān)系；同時(shí)，對診斷問題的嚴(yán)重等級進(jìn)行劃分；

步驟3-2)基于可評估指標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)定量分析結(jié)果，構(gòu)建問題診斷與運(yùn)行評估間的對應(yīng)關(guān)系；

步驟3-3)對各類三級診斷問題進(jìn)行識別，根據(jù)三級診斷問題及其嚴(yán)重等級，確定潛在的優(yōu)化目標(biāo)，得到對應(yīng)的優(yōu)化措施；

步驟3-4)在對各類三級診斷問題進(jìn)行識別的基礎(chǔ)上，綜合分析各類三級問題的診斷結(jié)果，對一/二級診斷問題進(jìn)行診斷，實(shí)現(xiàn)信號控制交叉口的宏觀控制。