[发明专利]考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法

说明书

本发明提供一种考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法，获取路口渠化信息、交通流量数据及交通信号控制方案基础信息；绘制出交通流量全天差值变化趋势图；对交通流量数据分析整合，采用Fisher最优分割法初步划分时段；基于归一化处理后所得交通流量差值的波动情况增加搭接相位，确定控制时段下的信号方案相序，叠加至划分的方案时段，得到优化调整的信号控制时段；对各时段下交通信号方案求解，并基于通行能力再次对控制时段和信号方案优化，得到最终时段划分和信号方案；本发明在时段划分的同时考虑到交通流量失衡的问题，以搭接相位为手段进行相序配置，实现了时段、相序和交通信号相位的同时智能化优化配置，有效提高交通管控效率。

技术领域

本发明涉及一种考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法。

背景技术

随着机动车数量的增加以及交通拥堵问题的加剧，早晚高峰和平峰车流量不一的情况引起了交通管控专业人员的注意和重视，因此，路口交通信号分时段控制成为目前较为常见的交通信号控制手段之一。

传统的交通信号控制时段划分由专业人员根据经验和历史交通流量变化规律进行划分，且每日的控制时段一致，则容易导致绿灯时间浪费，效率低下的问题。而随着人工智能等数据算法的发展，多种数据挖掘分析的手段被应用到交通信号控制中，如何实现自动化、智能化的路口交通信号控制方案的时段划分和信号配时优化是现阶段交通管控人员重要的解决思路和方法。

如中国专利申请CN201810447305.5公开的基于多维时间序列分段的路口控制时段划分方法及系统，中国专利申请CN201711010537.6公开的基于二维聚类的交通信号时段划分方法及系统，以及中国专利申请CN201811600402.X公开的基于滑动平均算法的智能交通时段划分方法。

现阶段虽已对交通信号控制方案自动化时段划分有了一定研究，但目前的时段划分大多基于交通流量序列数据进行整体划分，进一步根据划分的交通信号控制方案对方案相序配置和相位绿时优化，并未考虑到各进口道及其流向交通流量失衡的情况，且时段划分和绿时配置完全独立开来，未考虑到其相互之间的影响管理。

上述问题是在考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法的设计过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法，解决现有技术中存在的传统方案中路口流量失衡导致绿灯时长过长绿灯空放浪费或过短路口拥堵的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法，包括以下步骤，

S1、获取路口渠化信息、交通流量数据以及交通信号控制方案基础信息；

S2、根据步骤S1获取的交通流量数据，基于步骤S1获取的交通信号控制方案基础信息中的基础相序方案对同一相位阶段通行方向的交通流量进行规整对比，确定同一相位阶段下同一流向不同进口道的流量差值对比流量差值阈值范围，将交通流量差值作归一化处理，得到处理后的交通流量差值绘制出交通流量全天差值变化趋势图；

S3、基于步骤S1获取的交通流量数据，对交通流量数据分析整合，采用Fisher最优分割法初步划分时段，得到划分的方案时段，绘制控制时段初始划分图；

S4、基于步骤S2的交通流量全天差值变化趋势图中交通流量差值进行降噪分析，再基于处理后的交通流量差值增加搭接相位，确定控制时段下的信号方案相序，叠加至步骤S3所得划分的方案时段，得到优化调整的信号控制时段；

S5、基于步骤S4所得优化调整的信号控制时段，对各时段下交通信号方案求解，并基于通行能力再次对控制时段和信号方案优化，得到最优控制时段和最终的交通信号控制方案。