[发明专利]考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法

说明书

本发明涉及一种考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，属于交通管理与控制技术领域。根据各干线交叉口流量与流向特征，计算各交叉口信号周期时长，确定关键交叉口及其信号周期时长；根据各交叉口的流量与关键周期时长，结合进口车道通行能力，计算各交叉口各转向的最小有效绿灯时长；根据关键周期时长和各交叉口各转向最小有效绿灯时长，并结合错开放行时间，对各交叉口的相位方案以及信号配时进行设计调整；对相位方案进行评价。本发明提供根据交叉口交通流流向与流量的特征，选择合理的相位，进行不同相序安排，即可形成多种多样的信号控制方案。

技术领域

本发明涉及考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，属于交通管理与控制技术领域。

背景技术

干线信号协调控制通过调节干线上各个交叉口的相位差，建立干线方向交叉口信号的联动控制关系，从而减少干线车辆停车次数，缓解交通拥堵，提高干线通行效率。最大绿波带法是常用的干线协调方法，然而在实际情况中，交叉口间距的不均匀性使得两个方向的车流到达同一交叉口的时刻不同，导致车辆到达交叉口的时刻和绿灯启亮时刻难以匹配，极大的限制了干线协调控制中绿波带的宽度和控制效果。在干线协调控制系统的常用设计方法中，图解法考虑到了交通状态最差的交叉口达到最优的控制效果，却无法保证绿波带速度与道路上车辆的运行速度相匹配；数解法能够保证绿波带速度与道路上的车辆运行速度相匹配，却无法兼顾每个交叉口的周期时长能够满足交叉口的通行能力。同时，无论使用图解法还是数解法解决问题，都存在沿干线方向直行绿灯启亮时刻与车流到达时刻相匹配，进而导致干线协调效果较差。

发明内容

本发明针对上述不足，提出了考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，基于各实际交叉口的间距，求解各交叉口沿干线上下行方向的偏移距离，以道路实际速度为绿波带速度，获取交叉口沿干线方向的上下直行的绿灯偏移时长。以关键交叉口信号周期时长作为系统周期时长，采用灵活的交叉口相位设计和周期时长调整，结合搭接相位设计，使得干线方向直行绿灯启亮时刻与车流到达时刻相匹配，实现绿波带速度与道路车辆的运行速度相匹配、关键交叉口的控制效果最优、绿波带宽度最大的目的。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，具体步骤如下：

(1)、根据交叉口距离，计算得到各交叉口沿干线上下行方向的偏移距离，结合道路实际运行速度，得到沿干线方向直行绿灯的偏移时长，即错开放行时间；

错开放行时间定义为：交叉口沿干线直行上下游方向绿灯启亮时刻的差值；

(2)、根据各干线交叉口流量与流向特征，计算各交叉口信号周期时长，确定关键交叉口及其信号周期时长；

(3)、根据各交叉口的流量与关键周期时长，结合进口车道通行能力，计算各交叉口各转向的最小有效绿灯时长；

(4)、根据关键周期时长和各交叉口各转向最小有效绿灯时长，并结合错开放行时间，对各交叉口的相位方案以及信号配时进行设计调整；

(5)、根据相临交叉口长度与道路实际运行速度，计算各交叉口相位差；根据干线方向的最小有效绿灯时长与关键周期时长计算绿波带宽度；通过各交叉口的相位差、绿波带宽参数，对相位方案进行评价。

本发明所述的考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，定义车辆运行下游方向为正方向；所述的步骤(1)中，各交叉口的沿干线方向的偏移距离可采用如下公式求解：

L_j表示第j个交叉口的沿干线方向的偏移距离，单位m；

x_j表示第j-1个交叉口与第j个交叉口的距离，单位m；

i表示交叉口编号；