[发明专利]基于车速诱导的非统一周期时长下干线信号协调控制方法

说明书

本发明提供基于车速诱导的非统一周期时长下干线信号协调控制方法，属于交通控制技术领域。本发明首先保持1号交叉口的信号控制方案不变；设i＝2；先将i号交叉口k‑1周期的非直行相位时长调整幅度λ_i,k‑1恢复；结合i号交叉口和i‑1号交叉口之间的双向直行车流首车到达时间区间、交叉口干道方向直行相位时间之间的关系，依次调整i号交叉口在控制时间段内各个周期的信号控制方案，并得到i号交叉口和i‑1号交叉口之间的诱导车速；然后使i＝i+1，重复上述步骤直至确定所有交叉口的信号控制方案。本发明解决了现有技术无法使驾驶员尽量避免在交叉口遇到红灯，导致交叉口通行效率较低的问题。本发明可用于非统一周期时长下干线信号控制。

技术领域

本发明涉及干线信号协调控制方法，属于交通控制技术领域。

背景技术

目前，车辆在路段上行驶时，驾驶员只能根据当前交通流状况以及个人驾驶经验调整车速，以尽量避免到达前方交叉口时遇到红灯，但由于不清楚前方路口的信号灯状态，驾驶员只能在靠近交叉口时才能进行车速调整，调整效果往往因时间短、车流干扰等因素大打折扣。车辆在红灯期间到达交叉口时需停车等待，变为绿灯后又要起步、加速通过交叉口，这个过程不仅消耗大量的能源、造成大量尾气排放，更增加了车辆延误，降低了交叉口的通行效率。

为解决上述问题，国内外学者提出了一些解决方法，然而这些方法仍存在以下问题：

(1)当前国内外基于车速诱导的交通控制方法通常根据下游交叉口的定时信号控制方案对车辆进行速度诱导，无法保证所确定的诱导车速位于合理的速度区间内，且未考虑干线协调控制时上下游交通流运行的平稳性。

(2)在干线协调控制方面，现有研究仍要求统一信号周期时长，不能对周期时长不统一的相邻交叉口开展信号进行协调控制，制约了干线协调的应用范围。

基于此，提出一种基于车速诱导的非统一周期时长下干线信号协调控制方法，以扩大干线信号协调控制的应用范围，提升道路交通系统的运行效率。

发明内容

本发明为解决现有交通控制方法无法使驾驶员尽量避免在交叉口遇到红灯，导致交叉口通行效率较低的问题，提供了基于车速诱导的非统一周期时长下干线信号协调控制方法。

本发明所述基于车速诱导的非统一周期时长下干线信号协调控制方法，通过以下技术方案实现：

步骤一、确定控制路段上允许车速诱导的最大值v_max和车辆通过交叉口时的安全车速限值v₀；设定控制路段上的车速诱导的最小值v_min，设定控制时间段为T；设控制路段上的N个交叉口依次为1号交叉口，2号交叉口,...,N号交叉口，并将1号交叉口设为关键交叉口；N≥3；

步骤二、保持1号交叉口各个周期的信号控制方案不变；设i＝2；

步骤三、令信号周期数k＝1；时间t＝0；

步骤四、先将i号交叉口k-1周期的非直行相位时长调整幅度λ_i,k-1进行恢复；结合i号交叉口和i-1号交叉口之间的双向直行车流首车到达时间区间和交叉口干道方向直行相位时间之间的关系调整i号交叉口在k周期内的信号控制方案，并得到i号交叉口和i-1号交叉口之间的诱导车速；k＝1时，λ_i,1-1＝0

步骤五、令t＝t+C_i,k；C_i,k表示i号交叉口调整后的第k周期的时长；

步骤六、若t＜T，则k＝k+1，重复步骤四、步骤五，直至t≥T；

步骤七、若i＜N，则i＝i+1，并返回步骤三；若i≥N，则结束。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

进一步的，步骤四的具体过程包括：