[发明专利]一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法

说明书

本发明公开了一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法。本发明包括以下步骤：1）将Y型交叉口改造成三个子交叉口，确定信号相位相序，2）确定三股冲突交通流的运行特征，3）提出三维绿波协调控制思想，设置三个子交叉口的协调相位，4）确定子交叉口的协调公共周期，5）确定三维绿波协调相位差，6）确定三个子交叉口之间的间距。本发明提出了三维绿波协调控制思想，构建了公共周期时长、绿信比、协调相位差与子交叉口间距之间的协同优化关系模型，并在协调控制的约束条件下寻求最优控制方案，实现了子交叉口三股关键冲突车流的闭环协调运行，对于提升Y型交叉口的运行效率和服务水平具有重要意义。

技术领域

本发明涉及交通管控领域，具体涉及一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法。

背景技术

由于前期道路设计的系统性不足，导致我国道路网存在大量的不规则Y型交叉口，而且大多分布于城市外围的国省道路上。与规则的十字交叉口相比，由于其车流行驶轨迹不规则、冲突复杂等原因，导致交通秩序混乱和通行效率低下。目前，针对Y型交叉口的管控措施主要是通过交叉口渠化和二次停车信号控制等措施从时间和空间上分离冲突车流，从而改善交叉口的运行秩序并提高安全性。但是，交叉口渠化仅适用于交通量较小的条件，而二次停车控制也没有从根本上提高交叉口的通行效率。

大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法，实质上是将Y型交叉口改造成为三个子交叉口，依据绿波协调控制原理设计子交叉口之间的信号控制方案和协调相位差，实现子交叉口三股关键冲突车流的闭环协调运行，从而改善目前Y型交叉口交通秩序混乱，二次等待信号控制方法通行效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法，根据关键车流循环冲突的运行特征提出三维绿波协调控制思想，基于实际交通量构建公共周期时长、绿信比协调相位差(绿信比、协调相位差)与子交叉口间距之间的协同优化关系模型，并在协调控制的约束条件下确定信号控制方案，实现Y型交叉口时空资源的最优化配置。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括以下步骤：

A)将Y型交叉口改造成三个子交叉口，确定信号相位相序

将Y型交叉口改造成三个子交叉口，根据子交叉口的交通流运行状况，对三个子交叉口采用两相位的信号控制，第一相位：由路段进入三个子交叉口的三股车流放行；第二相位：以协调车速到达下游交叉口停车线处的车流放行；三个子交叉口的右转车流作为跟随相位放行,子交叉口用数字表示，从交叉口i到交叉口j的车流用Q_ij表示。

B)确定三股冲突交通流的运行特征

基于交通流理论，协调车流在通过交叉口时会出现以下四种情况：

常规运行车辆会在协调控制的上游交叉口遇红灯停车等待，绿灯启亮后，以绿波协调通过下游交叉口；

部分车辆恰好在上游交叉口遇绿灯以协调绿波带通过下游交叉口，在上游交叉口不发生停车延误；

由于车队离散型性，部分队尾车辆会在下游交叉口遇红灯而发生停车延误；

部分车辆可能在红灯期间到达上游交叉口并发生延误而无法实现协调控制。参数有协调车流在交叉口的行驶距离L_i、协调车流直行段的行驶距离L_ij、协调运行时间t_ij、协调左转车速V_左、协调直行车速V_直。

C)提出三维绿波协调控制思想，确定三个子交叉口的协调相位