[发明专利]一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法

说明书

本发明涉及一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法，包括：S1、计算干线交叉口信号相位的配时基础参数；S2、计算交叉口饱和与不饱和状态下的配时进阶参数；S3、将交叉口之间的干线划分为检测路段、第一子路段和第二子路段；S4、分别确定交叉口相位的出口道畅通指数、排队消散指数和下游路段畅通指数；S5、计算得到干线协调控制指数；S6、确定交叉口相位的干线上游拥挤指数；S7、设计干线协调模糊控制器，以输出绿灯预计显示时间；S8、确定干线协调约束指数；S9、计算交叉口相位的显示绿灯时间。与现有技术相比，本发明基于模糊控制方法，从逻辑牵连、时空关系出发，有效保证了干线与次干道的紧密联系，实现了配时优化目标。

技术领域

本发明涉及交通控制技术领域，尤其是涉及一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法。

背景技术

干线交叉口控制是将干线上的多个交叉口联结起来作为研究对象，同时对各交叉口进行相互协调的信号配时方案设计，使得干线上行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行权。目前的干线交叉口控制方法主要采用绿波协调控制，其基本思想是通过协调各个交叉口绿灯起步时差，保证车辆从第一个交叉口绿灯通过后，一路绿灯通过后续的交叉口；或者进入下游路段后，跟随前方车队尾车以形成连续的交通流。

绿波协调控制方法基于对信号相位、渠化、配时的综合设计，能够满足少停车、不停车的通行需求，但是忽视了干线与其次干道(如出口匝道)之间的联系，无法综合感知上游路段、检测路段、出口匝道、出口道以及临近相位排队情况，导致车辆驶向下游交叉口时经常遇到红灯，或者车辆到达下游队尾时，队尾车辆仍处于停车状态，迫使车辆需要停车排队，部分车流为此需要额外的出行时空代价，降低了匝道的通行能力，即无法针对交叉口通行能力饱和与不饱和状态，分别设计按需优化的信号配时方案。

而为了实现干线与其次干道之间的紧密联系，通常需要建立可靠的干线系统模型，众所周知，干线交通系统是一个随机、非线性且不确定的复杂系统，难以建立准确的数学模型，为此，本发明采用模糊控制方法对干线交叉口进行信号控制，不需要建立被控对象的精确数学模型，基于模糊规则、设计模糊控制器，即可实现交通信号灯的合理配时。

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基于模糊控制的干线交叉口控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法，包括以下步骤：

S1、获取干线各个交叉口信号相位的实际流量和饱和流量，计算得到干线各个交叉口信号相位的配时基础参数；

S2、根据配时基础参数，计算得到交叉口饱和与不饱和状态下的配时进阶参数；

S3、将交叉口之间的干线划分为检测路段、第一子路段和第二子路段；

S4、获取第一子路段的平均速度，以确定交叉口相位的出口道畅通指数；

获取检测路段的车辆排队消散时间，以确定交叉口相位的排队消散指数；

获取第二子路段的通行能力，以确定交叉口相位的下游路段畅通指数；

S5、结合出口道畅通指数、排队消散指数和下游路段畅通指数，计算得到干线协调控制指数；

S6、获取第二子路段的平均速度，以确定交叉口相位的干线上游拥挤指数；

S7、设计干线协调模糊控制器，将干线协调控制指数和干线上游拥挤指数作为输入，以输出绿灯预计显示时间；

S8、在交叉口当前相位达到最小显示绿灯时刻时，获取该交叉口其余相位的车辆到达率，计算得到该交叉口其余相位的紧迫指数，以确定干线协调约束指数；

S9、结合绿灯预计显示时间和干线协调约束指数，计算得到交叉口相位的显示绿灯时间。