[发明专利]一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号协调控制技术，特别是涉及一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法。

背景技术

由于我国城市交通管控水平有限、道路交通管理设施不足、交通参与者的整体交通素质不高、各种交通流之间干扰严重，城市交通信号控制系统具有高度的复杂性与不确定性。如何为一个交通时段合理设置一套具有一定适应性的信号配时方案？如何为一个控制系统科学预置有限数量的可选信号配时方案？如何保证当交通系统特性参数发生扰动变化时仍能获取到良好的控制效果？是城市交通信号控制所面临的一个重要现实问题。其中，对于干道交通信号协调控制而言，一套干道交通信号协调控制方案的实际运行效果，通常将受到路段行驶车速、车队行驶离散性等交通因素的作用影响，而路段上的车辆行驶车速与车队行驶离散性将受到行驶车队的组成类型与数量规模、沿线支路出入车辆、路段行人过街以及公交车辆进出站台等不确定性因素的客观影响，呈现出一定程度的不确定性。这些现实存在的不确定性因素，必将一定程度地影响到信号控制方案的实际运行效果，因此只有在交通信号配时方案设计过程中充分考虑到不确定性因素可能存在的作用影响，才能使得信号配时方案更好地满足交通控制的实际需要，具有更强的鲁棒性与适应性。目前常用的干道绿波协调控制方法包括图解法、数解法、MAXBAND法、以及MULTIBAND法等。其中，图解法是通过作图的方法，确定协调控制系统的公共信号周期与相位差；数解法是通过数值计算的方法，寻求最小偏移绿信比，求解协调控制配时参数；MAXBAND法与MULTIBAND法均是通过建立绿波带宽度的线性规划模型，利用混合整数线性规划方法实现信号配时参数的优化求解。

 然而，上述现有干道绿波协调控制方法主要具有如下缺点和不足：

（1）现有控制方法或是以某一个固定速度值作为绿波协调控制方案优化的依据，或是最终设计得到一个最佳的绿波行驶车速值，均未考虑到车辆行驶车速变化的区间性。

（2）现有控制方法未考虑到车辆行驶车速与车队行驶离散性的不确定性，未考虑干道不同行驶方向行驶速度的变化特点与分布规律。

（3）现有控制方法无法根据采集得到的不同行驶速度样本对绿波协调控制备选方案进行综合分析评价，不能保证所选方案对于实际不同行驶速度的适应性，难以充分满足城市交通信号控制的实际需要。

（4）现有控制方法未在绿波协调控制方案的分析评估中体现出行驶速度的不确定性特点，缺乏对于给定平均设计车速下具有相等绿波带宽的协调控制方案运行效果的对比分析，难以对协调控制方案的整体风险进行评估量化。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现，一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法，包括如下步骤：

步骤1、采集干道路段上运行车辆的行驶速度，保留正常行驶速度样本，设定行驶速度的正常变化区间，描述行驶速度样本的分布规律；

步骤2、根据步骤1所述行驶速度样本的分布规律，设定干道绿波协调控制平均设计车速，利用干道绿波协调控制配时优化设计方法，生成若干个干道绿波协调控制备选方案；

步骤3、分别针对干道的上行与下行方向，计算出每个行驶速度样本在每个绿波协调控制备选方案下所对应的绿波带宽度及其占比，利用统计分析方法，计算出行驶速度样本分布下的绿波带宽综合评价指标；

步骤4、比较每个绿波协调控制备选方案所对应的绿波带宽综合评价指标，选取最佳的面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方案。