[发明专利]一种快速路多线交汇区智能信号灯优化控制方法

说明书

本发明公开了一种旨在避免快速路多线交汇区交通拥堵的智能信号灯优化控制方法。通过布设于多线交汇区域下游的视频检测器自动获取实时的交通流数据，根据交通流数据判断当前交汇区下游路段交通流运行状态是否过饱和；通过交汇区域及上游位置的视频检测器获取交汇区域各进口道实时车辆到达率和车辆排队长度，根据车辆排队长度调整各进口道的信号控制方案，协调控制各进口道车辆通过率。本发明基于实时的交通信息对多线交汇各进口道信号控制进行优化，可以更加有效地预防交汇区通行能力下降现象的出现，避免交通拥堵的产生，实现多线交汇通行效率最大化，其控制方法较易实施，具有广泛的应用范围和良好的应用前景。

技术领域

本发明属于交通控制和智能交通技术领域，具体涉及一种旨在避免快速路多线交汇区交通拥堵的智能信号灯优化控制方法。

背景技术

随着我国经济高速增长，快速道路经历了跨越式迅猛发展，城市内及城市间快速道路里程数迅速增加。近年来，随着我国高速公路建设里程的迅猛增加和机动车保有量的快速增长，快速路交通需求和交通流量激增，加大了快速路的通行压力，快速路网部分路段通行能力已经不能满足现有需求，交通需求与交通供给矛盾日益突出，城市快速路的交通安全和交通拥挤问题日益严重。快速道路交通瓶颈路段在占有率较高时存在通行能力瞬时下降的现象，加剧了瓶颈交通拥堵严重程度，成为制约整条道路通行效率的关键。尤其是快速路分合流区缺乏合理的交通控制技术，快速路匝道及其分合流区交通运行效率低下，导致城市快速路主线及其与城市路网关联节点的拥堵问题越来越严重，已成为各国亟待解决的一个难题。

随着当前智能交通系统和先进的交通管理系统的应用，交通控制中心可以通过视频检测器等设备获得实时准确的交通流数据。视频检测器能够以1s或者更高的精度实时检测交通流特征参数，例如交通流量、车辆速度和占有率等等。城市快速路是城市道路交通网络的大动脉，是城市交通运输的重要支撑和保障；进出匝道分合流区作为快速路系统内部车流和外部车流相互作用的联系纽带，是快速路主线和城市路网关联交叉的关键节点，该区域的交通运行状况直接影响着快速路系统功能的有效发挥和城市路网交通的运行状态。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种旨在避免快速路多线交汇区交通拥堵的智能信号灯优化控制方法，通过基于视频实时交通信息对多线交汇各进口道信号控制进行优化，可以更加有效地预防交汇区通行能力下降现象的出现，避免交通拥堵的产生，实现多线交汇通行效率最大化。

技术方案：

一种快速路多线交汇区智能信号灯优化控制方法，包括如下步骤：

(1)在各进口道上、交汇区处的各进口道口位置以及所述交汇区下游路段口位置设置视频检测器；在所述交汇区处的各进口道口位置上设置信号控制灯；通过视频检测器对交汇区域的交通流进行实时摄像，获取道路交通流数据信息；所述交通流数据信息包括交汇区各进口道车辆排队长度和车辆到达率及交通流运行速度；所述交通流运行速度为各进口道交通流汇入交汇区的车流速度；

(2)设置交汇瓶颈区两检测断面，所述交汇瓶颈区是指各进口道交汇口到通行能力不受交汇车辆影响的路段范围；将各进口道交汇口设为断面A，将通行能力不受交汇车辆影响的路段断面设为断面B；通过视频检测器获取每秒内通过断面A和断面B的车辆数，分别绘制两个断面的累积车辆数曲线图和斜累积车辆数曲线图；根据斜累积车辆数曲线，通过分析通行能力下降时刻前后的斜率，计算交汇瓶颈区通行能力以及通行能力下降幅度，得到交汇区下游路段的通行能力；所述通行能力指的是在一定的道路和交通条件下，道路上某一路段或某交叉口单位时间内通过某一断面的最大车辆数；

(3)判断交汇区各进口道总的车辆到达率是否小于交汇区下游路段的通行能力，若车辆到达率小于交汇区下游路段通行能力，则控制各进口道信号灯全为绿灯，各进口道到达车辆可直接汇入交汇区主线路段；若车辆到达率大于交汇区下游路段的通行能力，则转到步骤(4)；

(4)对各进口道设置不同的放行次序与车辆通过率：