[发明专利]一种主支路交叉口的交通信号配时方法

权利要求书

1.一种主支路交叉口的交通信号配时方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一：获取交叉口各相位的到达机动车流量；

步骤二：对交叉口各相位的到达机动车流量进行转化；

步骤三：对交叉口各相位控制的车道数进行转化；

步骤四：基于步骤二和步骤三计算交叉口各个相位的权重系数；

步骤五：确定交叉口各个相位的绿灯间隔时间；

步骤六：计算交叉口信号配时参数；具体过程为：

步骤六一：计算交叉口的初始周期时长C₀，单位为s；

步骤六二：计算交叉口相位n的绿灯时间g_n，单位为s；

步骤六三：计算交叉口的最佳周期时长C，单位为s；

步骤七：生成交叉口的信号配时方案；

所述步骤一中获取交叉口各相位的到达机动车流量；具体过程为：

调查分析时段内每条车道到达的机动车流量；主支路交叉口一共有N个相位，其中相位n控制的车道数为x_n，分析时段内相位n控制的各条车道到达的机动车流量之和q_n，q_n计算方法如公式(1)所示：

式中：为相位n控制的第k条车道的到达机动车流量，单位为pcu/h；1≤n≤N；

所述步骤二中对交叉口各相位的到达机动车流量进行转化；具体过程为：

用Q_n表示将q_n转化之后的值，Q_n计算方法如公式(2)所示：

式中：q_max为各相位到达机动车流量的最大值，单位：pcu/h；q_min为各相位到达机动车流量的最小值，单位为pcu/h；1≤n≤N；

q_max＝max(q₁,q₂,…,q_n,…,q_N) (3)

q_min＝min(q₁,q₂,…,q_n,…,q_N) (4)；

所述步骤三中对交叉口各相位控制的车道数进行转化；具体过程为：

用X_n表示将x_n转化之后的值，X_n计算方法如公式(5)所示：

式中：x_max为各个信号相位控制的车道数的最大值；x_min为各个信号相位控制的车道数的最小值；1≤n≤N；

x_max＝max(x₁,x₂,…,x_n,…,x_N) (6)

x_min＝min(x₁,x₂,…,x_n,…,x_N) (7)；

所述步骤四中基于步骤二和步骤三计算交叉口各个相位的权重系数；具体过程为：

相位n的初始权重系数W_n等于：

其中：

w_n＝1.443×[ln(X_n×Q_n)]² (9)

w_max＝max(w₁,w₂,…,w_n,…,w_N) (10)

w_min＝min(w₁,w₂,…,w_n,…,w_N) (11)

式中：w_n为中间变量，w_max为中间变量，w_min为中间变量，1≤n≤N；

所述步骤五中确定交叉口各个相位的绿灯间隔时间；具体过程为：

相位n的绿灯间隔时间用I_n表示，单位为s；

如果相位n控制的车道位于主路上，则I_n＝3；

如果相位n控制的车道位于支路上，则I_n计算方法如公式(12)所示：

I_n＝L/V+2 (12)

式中：L为主路的宽度，单位为m；V为支路机动车越过所在进口车道停车线时的平均速度，单位为m/s；1≤n≤N；

所述步骤六一中计算交叉口的初始周期时长C₀，单位为s；表达式为：

式中：S_n为相位n所控制的流量最大的车道的饱和流率，pcu/h；

如果该车道仅允许直行机动车通行，S_n取值1800pcu/h；如果该车道允许左转或者右转机动车通行，S_n取值1350pcu/h；

所述步骤六二中计算交叉口相位n的绿灯时间g_n，单位为s；表达式为：

其中：

式中：G_n为相位n初始分配的绿灯时间，单位为s，和分别为相位n的最小绿灯时间、最大绿灯时间，单位为s；

相位n仅允许主路直行车通行，取值15s，取值60s；

相位n仅允许主路左转车通行，取值10s，取值40s；

相位n仅允许支路直行车通行，取值15s，取值40s；

相位n仅允许支路左转车通行，取值15s，取值35s；

其他场景，取值18s，取值50s；

所述步骤六三中计算交叉口的最佳周期时长C，单位为s；表达式为：

所述步骤七中生成交叉口的信号配时方案；具体过程为：

交叉口的信号配时方案由最佳周期时长C、各个相位的绿灯时间、各个相位的绿灯间隔时间共同组成。