[发明专利]一种连续流交叉口交通组织及信号配时方法及系统

权利要求书

1.一种连续流交叉口交通组织及信号配时优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、根据交叉口各流向的车辆通行数据，设定行车道几何布局；

步骤二、确立主信号与预信号配时方案；

步骤三、确定车辆相位相序方案；

步骤四、根据不同信号相位方案，设定对应的配时参数；

所述步骤四中，主信号与预信号的配时参数按如下方法确定：为保证左转车流从所遇第一条停车线到达所遇第二条停车线时直接通过，两者左转相位开始及结束的时间差，满足如下约束：

式中：为上游方向i到来的左转车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i到来的左转车辆行驶速度/m·s^-1；为上游方向i到来的左转车辆在预信号交叉口j的行驶轨迹长度/m；为进口道i上DLT车道长度/m；i,i′,i″∈{S,E,N,W}为车流上游到来方向，分别为南、东、北、西，i,i′,i″为同一变量；j∈{SI,EI,NI,WI}为预信号交叉口及预信号灯，南、东、北、西进口路段上设置的预信号交叉口及预信号灯；(i,i′,i″,j)∈{(S,E,N,SI),(E,N,W,EI),(N,W,S,NI),(W,S,E,WI)}为组合取值，如当i＝S时，j＝SI，当i＝S时，i′＝E、j＝SI；

直行车流从所遇第一条停车线到达所遇第二条停车线时直接通过，两者直行相位开始及结束的时间差，满足如下约束

式中：为上游方向i″到来的直行车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i″到来的直行车辆行驶速度/m·s^-1；为上游方向i″到来的直行车辆在主信号交叉口MI的行驶轨迹长度/m；为预信号j控制的DEL车道长度/m；

主预信号之间通过如下公式约束：

式中：为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i到来的直行车流在主信号MI相位迟起时间/s；

式中：为上游方向i到来的左转车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i″到来的直行车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i′到来的左转车流在预信号j相位时长/s；

式中：为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i′到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i′到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i到来的左转车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i″到来的直行车流从所遇第一条停车线到第二条停车线所需的时间/s；为上游方向i″到来的直行车流在预信号j相位早闭时间/s；

所述步骤二中，主信号与预信号配时方案为：当预信号SI左转绿灯启亮，左转头车从所遇第一条停车线出发，间隔时间到达所遇第二条停车线时，主信号MI左转绿灯刚好启亮，左转车辆直接驶离，最后一辆左转车辆驶离第二条停车线后，主信号MI左转绿灯刚好关闭；当主信号MI直行绿灯启亮，直行头车从所遇第一条停车线出发，间隔时间到达所遇第二条停车线直接通过，不用二次停车，最后一辆直行车辆驶离第二条停车线后，预信号NI直行绿灯关闭；

所述步骤二中，主信号为两相位控制，分别为南北直行和南北左转组成的南北组合相位、东西直行和东西左转组成的东西组合相位，主信号直行设置有直行相位迟起和早闭时段，主信号左转设置有左转相位早闭时段；预信号为两相位控制，分别为进口道左转相位、移位出口车道上由主信号交叉口到来的左转车流和直行车流组成的组合相位，移位出口车道上由主信号交叉口到来的直行车流放行相位设置有早闭时段；

所述步骤三中，车辆相位相序方案为：左转车流在所遇第一条停车线处和所遇第二条停车线处的相位时长应相等，直行车流在所遇第一条停车线处和所遇第二条停车线处的相位时长应相等，同时主预信号周期时长应相同，公式如下

式中：为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i到来的左转车流在预信号j相位时长/s；为上游方向i″到来的直行车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i″到来的直行车流在预信号j相位时长/s；C^MI为主信号灯周期时长/s；C^j为预信号灯j周期时长/s；

主信号各相位之间需满足如下关系：

式中：为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i″到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i″到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；

式中：C^MI为主信号灯周期时长/s；为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s；为上游方向i′到来的左转车流在主信号MI相位时长/s；为上游方向i′到来的左转车流在主信号MI相位早闭时间/s。