[发明专利]一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法与装置

权利要求书

1.一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取过饱和交通状态干线目标路段的几何参数、交通参数、控制参数以及需优化时段的交通流量数据，生成包括干线各交叉口绿灯时长和相位方案的初始控制方案及对应交通参数，包括到达各交叉口的上游直行车队的头车与尾车时距和初始排队长度；

(2)获取交叉口直行车道实时排队长度，判断是否出现需求波动；

(3)当某交叉口某周期出现需求波动时，判断能否通过直行相位绿灯时长调整将影响控制在本周期，并根据判断结果调整绿灯时长及对应交通参数；

(4)判断能否通过支线左转相位绿灯时长调整将影响控制在本交叉口，根据判断结果调整绿灯时长及对应交通参数，若能则结束本次判断，若不能则认为到达下游交叉口的车队出现需求波动，返回步骤(3)；

所述步骤(3)当某交叉口某一周期出现需求波动时，能否通过直行相位绿灯时长调整将影响控制在本周期的判断公式为：

假设出现需求波动的交叉口为第j交叉口，满足上述公式，则能通过直行相位绿灯时长调整将影响控制在本周期的判断公式；其中，g_j,max为第j交叉口的直行相位的最大绿灯时长；g_j为当前第j交叉口的直行相位的绿灯时长；t_0,j为上游交叉口通过直行到达第j交叉口交通流的头车与尾车时距；v_c为排队消散状态的车速；v_f为车队稳定行驶速度；l_ts,j为驶入第j交叉口的车队速度转换点与第j-1交叉口停止线的距离；L_j为第j交叉口与第j-1交叉口间距；为第j交叉口与其上游第j-1交叉口之间的相位差；为第j交叉口到达车辆的直行比例；n_j为第j交叉口的直行车道数；w₂为启动波波速；l_j为第j交叉口的初始排队长度；

所述步骤(3)根据绿灯时长及对应交通参数的调整计算公式为：

当能通过直行相位绿灯时长调整将影响控制在本周期时，

当不能通过直行相位绿灯时长调整将影响控制在本周期时，

t_0,j+1＝g_j,max

g_j＝g_j,max

其中，t_0,j+1为上游交叉口通过直行到达第j+1交叉口交通流的头车与尾车时距。

2.根据权利要求1所述的一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中获取的路段几何参数包括交叉口间距、车道功能以及对应车道数和进口道长度，路段交通参数包括饱和流率、路段限速、排队消散状态的车速和停车状态的车头间距，路段控制参数包括交叉口周期时长、绿灯间隔时长、正反方向权重、期望最小平均交通流率和期望最大平均交通流率，交通流量数据包括目标路段各进口道各流向的单位时间到达车辆数。

3.根据权利要求1所述的一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中依据直行车道实时排队长度判断是否出现需求波动的方法为：

判断第i交叉口是否出现需求波动，第i交叉口实时排队长度曲线与上游第i-1交叉口直行车队首车时空轨迹相交处的排队长度为实测初始排队长度；当实测初始排队长度与初始控制方案对应的预定初始排队长度的之差超出可接受范围时，认为第i交叉口出现需求波动。