[发明专利]一种主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法

权利要求书

1.一种主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1）确定区域信号优化控制范围，构建交叉口数据存储结构，以进口道为储存单元，存储的主要数据包括各流向预测交通需求、各流向交通承载能力、进口道交通承载能力和需求控制识别码；

2）预测下一优化控制时段各交叉口进口道断面交通需求，根据流向需求比例计算进口道各流向预测交通需求，并更新至交叉口数据存储结构；

3）判别区域内的关键交叉口，生成初始关键交叉口集：

3-1）计算各交叉口各流向的交通承载能力；

3-2）若交叉口存在某一流向预测交通需求大于其交通承载能力，则认为该交叉口为关键交叉口，并计入关键交叉口集，包含该流向的进口道应进行需求控制，更新需求控制识别码为TRUE；

3-3）根据流向需求比例，调整进口道及其包含流向的交通承载能力，并更新至交叉口数据存储结构；

4）若关键交叉口集不为空，则转入步骤5），否则，转入步骤6）；

5）基于关键交叉口的交通承载能力，通过循环迭代过程，确定关键交叉口上游关联交叉口的交通需求控制量：

5-1）获取关键交叉口集；

5-2）若关键交叉口进口道需求控制识别码为TRUE，则计算其上游相邻交叉口的最大交通需求释放量，重置该进口需求控制识别码为FALSE，转入步骤5-3），否则，重复该过程，直至所有关键交叉口的进口道均处理完成，转入步骤5-5）；

5-3）若上游相邻交叉口关联流向的预测交通需求总和大于最大交通需求释放量，则按一定的权重比例分配最大交通需求释放量，作为上游交叉口关联流向的交通承载能力，将上游相邻交叉口视为新的关键交叉口，加入新的关键交叉口集，转入步骤5-4）；

5-4）若上游交叉口关联流向预测交通需求大于其交通承载能力，则包含该流向的进口道应进行需求控制，需求控制识别码更新为TRUE，根据流向需求比例，调整进口道及其包含流向的交通承载能力，并更新至交叉口数据存储结构，返回步骤5-2），处理下一进口道；

5-5）获得新的关键交叉口集，若新的关键交叉口为空或关键交叉口均处于优化控制区域边界，则转入步骤6），否则返回步骤5-1），进行迭代处理；

6）计算生成区域交叉口信号配时优化参数。

2.根据权利要求1所述的主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法，其特征在于，所述步骤1）中，

区域信号优化控制范围内的交叉口和路段应具备连通关系，该区域范围可根据不同的应用需求任意确定，或根据历史或实时的交通运行模式计算生成；

各流向交通承载能力的初始值等于各流向预测交通需求值；

需求传递识别码为一个指示参数，取值为TRUE和FALSE，初始赋值均为FALSE。

3.根据权利要求1所述的主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法，其特征在于，所述步骤2）中，

优化控制时段取15分钟，也就是每15分钟对各交叉口的信号配时参数进行一次优化；

进口道断面交通需求预测方法具有较大的可选择性，不局限于单一某类方法，但需要满足一定的实时性和准确性要求，完成所有进口道断面交通需求预测的时间延迟应小于1秒，准确性应高于85%；

流向需求比例为进口道包含流向的交通需求比值，其总和为1，该比例值可采用历史先验值，或根据实时的交通运行模式计算生成；

进口道各流向预测交通需求为进口道断面预测交通需求与各流向需求比例的乘积。

4.根据权利要求1所述的主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法，其特征在于，所述步骤3-1）中，

各流向交通承载能力与各流向交通需求、流向饱和流率、最大饱和度阈值、最大周期、最大绿时、车辆排队溢流风险、驾驶员容忍度、行人过街等因素有关，可采用最大周期和最大饱和度阈值条件下可通过的最大交通需求作为交通承载能力。

5.根据权利要求1所述的主动式的城市道路区域信号配时参数协同优化方法，其特征在于，所述步骤3-3）中，

调整交通承载能力的对象为进行需求控制的进口道及其包含流向，调整后的各流向交通承载能力满足以下两个条件：

各流向交通承载能力比例与流向需求比例一致，

b）调整后的交通承载能力不超过未调整前的值。