[发明专利]道路交叉口多虚拟信号线性联动控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通流控制领域，尤其涉及一种道路交叉口交通流的控制系统及其控制方法。

背景技术

道路交叉口是城市交通的滞点，研究解决好交叉口的交通问题，是提高整个城市运输效率的关键所在。信号交叉口延误是评价信号交叉口交通服务水平和运营效率的重要指标，交叉口延误是指车辆通过交叉口范围的时间延误，信号交叉口延误的分类包括排队延误、停车延误、控制延误、引道延误等。

通常进入交叉口的车辆，由于受到交通信号灯的作用，往往要改变行车状态。控制延误是由交通控制装置所引起的延误，在通常的城市道路交叉口信号配时方案制定时，总会存在损失时间，在损失时间中有部分是由车辆启动损失时间和驾驶员信号信息采集时间及反应时间组成，同时在排队长度较大或者道路高差较大的交叉口，距离交叉口较远的驾驶员无法直接采集信号灯变化信息，只能根据前面的车辆运动变化进行判断决定驾驶行为，这样导致更多的车辆延误和时间损失。在大量的车辆延误和时间损失下，交叉口的通行能力会逐渐降低，通行效率不足导致交叉口交通拥堵现象明显，大量的排队车辆造成车辆的二次停车，同时汽车追尾、刮擦等交通事故日益凸显。

通过检索发现，目前国内外有关减少和消除交叉口延误的研究主要集中在三个方面，一是通过交叉口信号配时优化；二是实施交通工程措施，对交叉口进行渠化和拓宽，完善导流线等交通标志标线；三是实施交通管理措施。但是这三种方法几乎都无法有效解决车辆在进入交叉口时的启动损失时间和驾驶员信号信息采集时间及反应时间。针对这种交叉口延误问题在城市的许多高等级道路交叉口出现，急需一种适应并解决这种车辆延误问题的新型信号控制方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种道路交叉口多虚拟信号线性联动控制系统，可增加交叉口通行能力，提高通行效率。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

道路交叉口多虚拟信号线性联动控制系统，包括

交通流检测设备，设置于交叉口，用于检测将到达交叉口车辆的数据；

线性联动信号灯，设置于交叉口的进口道上，每一进口道上沿车辆行进方向依次间隔设置线性联动信号灯；

线性联动控制器，根据交通流检测设备的检测数据，控制线性联动信号灯依次动作。

进一步，所述交通流检测设备为摄像头。

进一步，所述线性联动控制器根据摄像头摄取的图像，监测将到达交叉口车辆的实时车速和位置变化信息，对绿灯开始时的排队车辆的尾车通过停车线时做出标记，记录饱和交通量，即除掉绿灯刚亮和红灯刚亮这两部分时间之后的单位有效绿灯信号时间内的平均通过车辆数，计算启动损失时间，并据此计算进口道上相邻线性联动信号灯的变化时间差，并以此变化时间差控制线性联动信号灯依次动作。

进一步，所述启动损失时间通过下式获得：

L＝t-(m/Q)；

式中，L为启动损失时间；

t为摄像头观测记录时间间隔；

m为绿灯刚亮时每隔t秒的通过车辆数；

Q为饱和交通量。

进一步，所述相邻线性联动信号灯的变化时间差通过下式获得：

Δt₁＝α₁L+β₁S+γ₁P；

Δt₂＝α₂L+β₂S+γ₂P；

式中，Δt₁为同一方向进口道上的线性联动信号灯按距离交叉口由近到远依次由绿灯变为黄灯时，相邻信号灯组的灯色变化时间差；

Δt₂为同一方向进口道上的线性联动信号灯按距离交叉口由近到远依次由红灯变为绿灯时，相邻信号灯组的灯色变化时间差；

S为驾驶员信号变化采集时间;

P为驾驶员反应时间;

α,γ,β为权值。

进一步，每一进口道上的线性联动信号灯为5组，各组距离间隔40米。

本发明还公开一种道路交叉口多虚拟信号线性联动控制方法，包括如下步骤：

1）在道路交叉口的进口道上，沿车辆行进方向依次间隔设置线性联动信号灯；

2）检测将到达交叉口车辆的数据；

3）根据摄像头摄取的图像，监测将到达交叉口车辆的实时车速和位置变化信息，对绿灯开始时的排队车辆的尾车通过停车线时做出标记，记录饱和交通量；

4）计算启动损失时间；

5）计算进口道上相邻线性联动信号灯的变化时间差；