[发明专利]一种过饱和交通状态下连续交叉口的信号协调控制方法

说明书

本发明涉及一种过饱和交通状态下连续交叉口的信号协调控制方法，该方法包括如下步骤：(1)实时监控各交叉口每个相位的排队长度，当发生拥堵时，确定拥堵发生的最下游交叉口；(2)判断当前周期内最下游交叉口任意一个相位d相位的排队长度Q_d是否达到排队长度上限值Q_{d_max}，若是，则下一周期将最下游的交叉口d相位的绿灯时间延长ΔG_d并执行步骤(3)，否则完成调控；(3)确定各上游交叉口中影响最下游交叉口d相位排队长度的关键相位；(4)在延长最下游的交叉口d相位的绿灯时间的同时分别延长各上游交叉口关键相位的红灯时间；(5)返回步骤(1)重复执行。与现有技术相比，本发明更有效地预防了交叉口间的回溢和干道蔓延。

技术领域

本发明涉及一种道路交通信号控制方法，尤其是涉及一种过饱和交通状态下连续交叉口的信号协调控制方法。

背景技术

随着汽车的迅猛增长，路网交通压力越来越大，由于城市道路建设无法跟上车辆发展的速度，可建设的路网面积越来越少，而汽车占有量在持续增长，全国大约有2/3的城市交通拥堵成为常态，尤其是在特大城市交通拥堵呈现区域化、常态化特征，造成路网交通大面积瘫痪。交通拥堵不仅制约着城市的发展而且会造成大气污染日益严重，与可持续发展理念背道而驰。

交通供给与交通需求的严重失衡是造成交通拥堵的根本原因，所以解决交通拥堵无非从两个角度着手，第一个角度是从增大供给的层面缓堵，第二个角度是从减少需求的层面解决问题。然而，从1986年开始，中国已经进入了一个非常快速的城市化阶段，我们的城市是以大量的土地消耗为基础打造的，如今有些大城市的土地已经有1/3是被交通设施占用了，城市继续以这种不断开发新路径的模式去解决交通问题是不可行的。城市规划者近年来也在控制需求的层面上作了不少的措施，比如限号出行、拥堵收费、引导出行方式等。但是由于这些措施认可度低、执行效力低，缓堵效果并不明显。

综上所述，交通信号优化作为交通管理与控制中的一个管理手段，同样也具有控制交通需求的作用，并且相比其他管理措施而言更具有执行效力强、可行性高的特点，是提高过饱和状态下路网运行效率的最有效途径，是目前解决交通拥堵的重要手段。因此，研究如何改进信号协调控制方法使得其在过饱和交通状态下获得最优效益，是当前亟需解决的难题。

对于过饱和交通状态下的信号方案设计来说，排队长度是具有决定性的参数指标，因为过饱和状态下下游的排队车辆无法在绿灯时间内排空，滞留车辆会随时间逐渐增多。为了避免排队车辆蔓延到上游交叉口，造成交叉口死锁现象，准确计算排队长度成为调节上游交叉口信号方案的关键。而传统交通流模型通常仅仅基于车辆的到达-驶离理论建立的，没有考虑车流波动性，与车辆实际运行情况相悖。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种过饱和交通状态下连续交叉口的信号协调控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种过饱和交通状态下连续交叉口的信号协调控制方法，该方法包括如下步骤：

(1)实时监控各交叉口每个相位的排队长度，当发生拥堵时，确定拥堵发生的最下游交叉口；

(2)判断当前周期内最下游交叉口任意一个相位d相位的排队长度Q_d是否达到排队长度上限值Q_{d_max}，若是，则下一周期将最下游的交叉口d相位的绿灯时间延长ΔG_d并执行步骤(3)，否则完成调控；

(3)确定各上游交叉口中影响最下游交叉口d相位排队长度的关键相位；

(4)在延长最下游的交叉口d相位的绿灯时间的同时分别延长各上游交叉口关键相位的红灯时间；

(5)返回步骤(1)重复执行。

步骤(2)中Q_{d_max}通过如下方式获得：