[发明专利]一种基于轨迹数据的干线协调控制优化方法

说明书

本发明公开了一种基于轨迹数据的干线协调控制优化方法，涉及干线协调控制技术领域，包括以下步骤：预先搭建基于轨迹数据的交通特征参数计算模型，其中包括获取车辆在采样间隔内的停车次数和周期实时排队长度；进行搭建交叉口信号协调控制指数模型，并进行获取下游车辆到达分布和获取对当前车流条件下路段能够达到的最大绿灯到达率；进行信号协调相位差优化模型，用于协调最小车流总延误。本发明实现低渗透率、低采样频率的车辆轨迹数据，建立了交通特征参数计算方法，在此基础上，提出了交叉口信号协调控制指数模型与信号协调相位差优化模型，对协调控制研究涉及的两项关键问题。

技术领域

本发明涉及干线协调控制技术领域，具体来说，涉及一种基于轨迹数据的干线协调控制优化方法。

背景技术

随着城市道路交通需求的快速增长以及路网规模的逐渐增大，干线协调控制对道路交通运行效率的提升越来越重要。

在城市交通中，交通干线承担了大量的交通负荷，干线的交通畅通对改善城市交通状况往往具有很大作用。交叉口信号间的协调优化，使得交通流在交叉口处遇到绿灯信号而不需停车等待，形成道路双向交通流的“绿波带”，将极大地改善交通拥堵现象。

目前，城市干线道路上信号控制的支路交叉口绝大多数采用两相位信号控制，在制定信号协调控制方案时，一般选用公共周期的一半作为其信号控制周期，但是由于支路交叉口与上下游交叉口的间距往往较近，导致两相位交叉口每两个周期才能走通一个绿波，一般只能实现单方向的协调控制，而反方向会有一定的积压排队；同时，下一个周期的协调相位绿灯时间只有反方向的车辆通行，协调方向的车辆基本在上一周期已经通行，在此周期内的绿灯时间浪费较多；而且，由于每个周期内都需要重点考虑主线方向的绿灯时间，相交道路上的放行绿灯时间较多，往往会造成一定程度的车辆积压。

检索中国发明专利CN106297334A，公开了一种绿波协调控制下的干线路段划分方法，依据路段固有属性以及交通参数的变化，利用相邻交叉口、路段间的相似性、宏观基本图中的交通流模型以及交通流密度的约束，将一条干线划分为多个路段，在此基础上进行协调控制；该种绿波协调控制下的干线路段划分方法，利用宏观基本图中道路属性对干线交通参数变化较大的路段进行划分，解决了交通干线绿波协调控制带宽较窄的问题。该方法同时是基于实时数据，因此具有动态调整，实时反馈的功能，增加了方法的适应性和准确性。但其存在一定局限性，标定周期较短，另外其未获取下游车辆到达分布和对当前车流条件下路段能够达到的最大绿灯到达率。

检索中国发明专利CN103366556A涉及协调控制干线的自动组织方法，包括将满足预定条件的路段列入集合L，并将交叉口列入集合M；按路段安全速度差异将集合L中连贯的路段分组，得到子集合Ln，并将对应的交叉口列入子集合Mn；依次针对子集合Lj，检测各交叉口的车流量比γ，将交叉口标记为ai或bk；根据子集合Mj中标记为ai的交叉口个数N(ai)确定子集合Lj的干线；依次针对各子干线，根据该子干线的上行、下行交通流量，以交通流量较大的流向为该子干线的绿波方向；最后以确定的干线和绿波方向实施干线控制。本发明可根据实际交通情况的变化自动组织干线，从而使现有干线控制系统具备随机应变能力，有利于提高交通管理效率。但其为适应协调控制，且会造成一定程度的车辆积压。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于轨迹数据的干线协调控制优化方法，实现低渗透率、低采样频率的车辆轨迹数据，建立了交通特征参数计算方法，在此基础上，提出了交叉口信号协调控制指数模型与信号协调相位差优化模型，对协调控制研究涉及的两项关键问题，以克服轨迹数据普遍存在的低渗透率、低采样频率技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于轨迹数据的干线协调控制优化方法，包括以下步骤：

预先搭建基于轨迹数据的交通特征参数计算模型，其中包括获取车辆在采样间隔内的停车次数和周期实时排队长度；