[发明专利]基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法

说明书

本发明提供一种基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法，通过交通流检测器采集相关交通数据，以采集得到的交通数据为基础，采用排队论中M/M/1模型，将失衡交叉口各进口道看作多路排队多通道服务系统，计算交叉口进口道停车线后的平均排队长度，以各进口道车道的平均排队长度作为基础，进行交叉口信号相位的优化。本方法能够有效解决交叉口进口道失衡的问题，大幅度提高交叉口通行效率。

技术领域

本发明属于城市道路交通信号控制技术领域，尤其是一种基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法。

背景技术

目前单点交叉口控制成为大多数城市道路交通信号控制的主要形式，单个交叉口信号的控制是城市实现干线协调和区域协调控制的基础。然而当前城市道路中往往出现一种失衡交叉口，即进口道的某一流向车流排队尤其长，车流常需通过二次甚至多次排队才能通过交叉口；而对向进口道该流向却出现排队较短，绿灯空放的现象，这种往往是交叉口信号相位设计不合理导致，为解决这种城市交通不均衡交叉口现象，需要对交叉口信号相位进行优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法，通过对信号相位的优化设计，使交叉口信号放行相位趋向最优，以解决城市交叉口失衡的问题。本发明采用的技术方案是：

一种基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法，包括：

根据交叉口某方向组一进口道直行车道的平均排队长度为左转车道的平均排队长度为对向进口道的直行车道的平均排队长度为左转车道的平均排队长度为判断该方向组是否达到失衡条件，然后对达到失衡条件的交叉口进行分类别判断放行相位优化设计。

所述的基于排队论的失衡交叉口信号相位优化设计方法，具体包括如下步骤：

步骤S1，选择交叉口的某一个方向组进行相位优化设计；

步骤S2，对选取的方向组进行失衡性判断，如果达到失衡条件，则进入步骤S3进行相位优化设计；否则，无需优化信号相位；

交叉口失衡判断依据如公式(1)所示：

其中，K₁为交叉口方向组一进口道的直行排队长度与对向进口道直行排队长度的比值阈值，K₂为交叉口方向组一进口道的左转排队长度与对向进口道左转排队长度的比值阈值；

步骤S3，对达到失衡条件的交叉口进行分类别判断放行相位优化设计，当交叉口该方向组满足且时，说明该方向组的进口道直行和左转交通流向均出现失衡现象，进行放行相位的判断选择；否则，转入步骤S4；

交叉口基本方案a的判断依据如公式(2)所示：

公式(2)表明该方向组两进口道的直行平均排队长度均大于左转平均排队长度的情况下，交叉口信号相位设计选择基本方案a；

交叉口基本方案b的判断依据如公式(3)所示：

公式(3)表明该方向组两进口道的左转平均排队长度均大于直行平均排队长度的情况下，交叉口信号相位设计选择基本方案b

交叉口基本方案c、d的判断依据如公式(4)所示：

公式(4)表明该方向组一进口道的同向的直行、左转平均排队长度均大于对向进口道直行、左转平均排队长度的情况下，交叉口信号相位设计选择基本方案c或d；

基本方案a的信号放行相位为：该方向组中先是一个方向单放，然后两个方向直行，再另一个方向单放；