[发明专利]一种交通高峰期高密度路网的信号控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及在交通高峰期，根据高密度路网交通流的交通总量，生成具有较长绿灯时长和红灯时长特点的信号控制方案，并将该信号控制方案统一应用于高密度路网的所有信号交叉口。以达到提高高密度路网内机动车的通行效率，避免造成机动车通过交叉口时，频繁出现减速、停车、启动、加速等现象，减少机动车的交叉口延误。属于城市道路交通控制领域。

背景技术

高密度路网主要是指具备道路细而稠密，平均道路间距均小于300m，由2车道至4车道的道路组成的正交棋盘式网络结构，路网密度分布均匀，道路之间无明显等级差异的城市道路网。

高密度路网的主要优点在于路网结构的高度连接性和选择性。高密度路网内，路网密度高、分布均匀，出行者在经过每个交叉口时，均有多种路径选择到达目的地，确保交通路径选择具有多样性。因此，高密度路网结构有助于交通流在路网中的均匀分布，减少高密度路网的拥堵，提高整个路网的通行效率。

目前，高密度路网的建设已经成为城市道路网的主要模式之一。我国已有的高密度路网地区主要集中于大中型城市的商业中心区或老城区。其中，具有代表性的高密度路网地区有上海外滩地区、天津小白楼地区、大连中山广场地区、武汉解放大道地区、南京新街口地区等。这些典型的高密度路网地区的路网平均密度在11.0～17.5km/km²之间，道路平均宽度在12.1～17.9m之间，路网成东西或南北走向、相互交叉，形成棋盘式路网结构。

当交通处于低峰期或平峰期，驶入高密度路网的交通流量较小，高密度路网的交通供给能力高于交通需求，通过定时控制、感应控制、绿波控制等信号控制方式均可实现合理优化、分配交通时空资源，提高高密度路网的通行效率。但是，交通处于高峰期时，驶入高密度路网的交通量大，造成高密度路网内的交通需求远远高于交通供给能力，路网内没有多余的时空资源用于信号控制系统的分配，以致定时控制、感应控制、绿波控制等信号控制方式均不能提高高密度路网内各交叉口的通行效率。

经发明人长期研究发现，造成在交通高峰期，高密度路网内信号控制效果不理想的主要原因：一是高密度路网内的交通需求远远高于交通供给能力，高密度路网内无足够的时空资源用于信号控制调配；二是高密度路网内相邻交叉口之间的关联性大，造成相邻交叉口之间的交通流相互影响，引起交通流通行拥堵，难以提高交叉口的通行效率。如果能够控制高密度路网内的交通流量并实现交叉口之间的协调控制，则能提高高峰期高密度路网内各交叉口的交通流通行效率，减少机动车的交叉口延误，实现高密度路网高效运行。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种交通高峰期高密度路网的信号控制方法，该方法根据驶入高密度路网内交通流总量，生成具有较长绿灯时长和红灯时长特点的信号控制方案，并将该控制方案统一应用于高密度路网内所有信号交叉口。通过对高密度路网内的交通流总量控制和交叉口之间协调控制，提高高峰期高密度路网内各交叉口的交通流通行效率，减少机动车的交叉口延误，实现高密度路网高效运行。

技术方案：为达到上述目的，本发明是这样进行的：

1)采集高密度路网的交通静态数据、交通动态数据、决策者的决策数据。其中，交通静态数据和决策者的决策数据均属于静态数据，可从高密度路网的静态数据库中获取。交通动态数据属于动态数据，可通过交通流检测设备采集。

交通静态数据包括：高密度路网横向长度L_WE、高密度路网纵向长度L_NS、横向路段平均长度L_WE、纵向路段平均长度L_NS、与高密度路网东侧直接相连的最短连接路段长度L_E、与高密度路网西侧直接相连的最短连接路段长度L_W、与高密度路网南侧直接相连的最短连接路段长度L_S、与高密度路网北侧直接相连的最短连接路段长度L_N、交通拥堵密度K_jam、非机动车在交叉口处最长忍耐的红灯等待时间T_bike，高峰期高密度路网直行总流量最低标准Q_min，非机动车的平均行驶速度V_bike，交叉口转弯饱和流量q。