[发明专利]一种区域协调交通控制方法

摘要

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及区域协调交通控制方法。一种区域协调交通控制方法，该区域协调交通控制方法中所述的区域是五交叉口区域，控制方法是通过检测器数据采集，数据库数据存储以及计算机数据处理，最后进行动态的交通信号区域协调控制，即输出并控制各个交通灯的红绿灯亮灯时刻。这种控制方案的优点是：优化通车时间、通车效率高，应用效果好。

主权项

一种区域协调交通控制方法，其特征在于：所述区域由多条车道连接五个交叉口组成，每个交叉口是由两条车道相互垂直交叉构成的十字交叉口，其中四十字交叉口规则排列，车道连接四个十字交叉口形成井字形的第一控制子区域；另一个交叉口处在其中一条车道的直线延伸段，该交叉口中相互垂直的两个路口分别连接上游两组平行车道上的两个交叉口，另一个交叉口通过车道与其上游两组平行车道上的两个交叉口相连形成第二控制子区域；十字交叉口的四个延伸方向分别用A、C、B和D代表，十字交叉口的交叉中心用O代表；所述十字交叉口中相互垂直交叉的两条车道均是来回双行车道，其中一条车道是由A经过O直行向B或由B经过O直行向A的来回双行车道，另一条与其垂直的车道是由C经过O直行向D或由D经过O直行向C的来回双行车道；每个交叉口有8个车辆行驶的有效控制方向，分别：用数字1表示B驶向O处左转驶向D的控制方向，用数字2表示A经过O处直行驶向B的控制方向，用数字3表示D驶向O处左转驶向A的控制方向，用数字4表示C经过O处直行驶向D的控制方向，用数字5表示A驶向O处左转驶向C的控制方向，用数字6表示B经过O处直行驶向A的控制方向，用数字7表示C驶向O处直行驶向B的控制方向，用数字8表示D经过O处直行驶向C的控制方向，上述8个控制方向在控制领域分别对应8个相位，第1相位、第2相位、第3相位、第4相位、第5相位、第6相位、第7相位和第8相位分别与上述1、2、3、4、5、6、7和8对应；该协调交通控制方法所需硬件包括多个检测器、多台交通信号控制机、区域协调控制数据库服务器、区域协调控制计算机、交通信号灯；该协调交通控制方法的控制步骤如下：（一）将多个检测器安装分别在上述五个交叉口处，安装在交叉口处的检测器对各时段交通数据的采集，将采集到的交通数据发送到交通信号控制机，交通信号控制机连接每个交叉口处的红绿灯；（二）交通信号控制机通过以太网或者GPRS网络将交通数据上传到控制中心的区域协调控制数据库服务器；（三）位于控制中心的区域协调控制计算机提取数据库服务器中的交通数据进行处理及预测；根据采集各个时间段的交通流量数据，计算各相位的交通需求，即流率，流率的计算步骤如下：①先通过各交叉口的检测器检测出停车线处的车头时距；②将采集各个时间段的交通流量数据进行处理，计算出车头时距，采用h表示平均车头时距；③采用v表示交通需求，即流率，通过下述公式计算出流率： v = 3600 1 h , 上述①中的车头时距是指在汽车开动时，相邻两车车头之间的时间间距；其中vi的含义是第i∈{1,2，...，8}相位的交通需求，即第i相位的流率；④检测并计算出各个交叉口相位的饱和流率，饱和流率用s表示；步骤（一）～（三）采集并计算得到的数据包括：各个相位差数据、相邻交叉口之间的旅程时间数据、正负方向绿波带中心到各个相位绿灯开始的时间距离、各相位的流率以及饱和流率数据；（四）将（三）中所计算出的各个相位的流率以及饱和流率数据输入至区域协调控制计算机，区域协调控制计算机再将各个时刻的动态流率和饱和流率数据进行处理，输出每个交叉口的最大绿灯时间，最大绿灯时间用gmax表示，每个交叉口的最大绿灯时间gmax具体包括第1相位和第5相位、第2相位和第6相位、第3相位和第7相位以及第4相位和第8相位的最大绿灯时间；（五）对上述最大绿灯时间进行约束，约束条件是：若10≤gmax≤60，则取值gmax；若gmax小于10秒，则取10秒；若gmax大于60秒，则取60秒；（六）确定区域其中一交叉口为参考交叉口，将步骤（三）中检测并计算所得的数据输入至区域协调控制计算机进行数据处理，得出子区域内各个交叉口与参考交叉口之间的相位差，根据计算得到的相位差，确定区域中交叉口协调相位的周期起始时间；将各个交叉口的周期起始时间信息和各最大绿灯时间信息传递到路口的交通信号控制机内，交通信号控制机根据周期起始时间和最大绿灯时间，进行动态的交通信号区域协调控制，即输出并控制各个交通灯的红绿灯亮灯时刻。