CN103198681A - 一种面向公交优先的交叉口信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在考虑交叉口车道布设信息和各进口道实时交通流信息，结合车辆拥堵检测装置和两组交叉口信号灯，在交叉口出口道出现拥堵状态时触发检测器，通过计算机自动控制，生成干预的信号控制方案，确保社会车辆能够及时停车，避免拥堵区域蔓延至交叉口内区域，影响另一方向的车流通行，同时允许公交车辆在公交专用道内继续通行，确保公交优先性，在城市道路交通高峰期或有突发性事故时，避免下游路段的拥堵影响临近上游交叉口的交通运行，减少交通拥堵对于交叉口无关交通流的的影响，同时保证公交优先通行，提高道路网的交通运行效率。属于交通信号控制的技术领域。

Description

一种面向公交优先的交叉口信号控制方法

技术领域

本发明涉及在考虑交叉口车道布设情况和各进口道实时交通流信息，结合车辆拥堵检测装置和两组交叉口信号灯，在交叉口出口道出现拥堵状态时触发检测器，通过计算机自动控制，生成干预的信号控制方案，确保社会车辆能够及时停车，避免拥堵区域蔓延至交叉口内部，影响其他方向车流的通行，同时允许公交车辆在公交专用道内继续通行，确保公交优先性，在城市道路交通高峰期或有突发性事故时，避免下游路段的拥堵影响上游交叉口的交通运行，减少交通拥堵道路网的影响，同时保证公交优先通行，提高道路网的交通运行效率。属于交通信号控制的技术领域。

背景技术

随着我国经济发展城镇化进程不断加快，为了满足日益增长的城市交通出行需求，近些年来，我国正在加快公共交通***的建设。公共交通载运量大，效率高，环境污染小，具有环保型、高效性、便捷性。但遗憾的是，当交叉口下游出现拥堵时，社会车辆跟进造成交叉口内区域拥堵，车辆难以疏散，各个进口道的车流皆会受到影响，即使设有公交专用道，公交车也无法通行，导致公交优先设施无法发挥效用，上游交叉口出现拥堵，从而影响整个道路网的通行效率。

经发明人长期研究发现，随着我国城市道路网的基础设施的不断建设，公交优先技术日益完善，部分城市已经具备公交专用道和实时公交信号优先技术的条件。目前，在交叉口影响公交专用道使用的主要问题是交叉口出口道拥堵时，社会车辆绿灯跟进造成交叉口内区域拥堵，交通无法运行。以路段及交叉口均设有公交专用道的道路为例，公交车在专用道内行驶，可保证其在路段以及交叉口进口道具有优先性，但实际情况是，当交叉口出口道出现拥堵后，交通信号未改变，社会车辆驶入拥堵出口道，造成交叉口内区域拥堵，各方向车辆均无法通行，导致公交优先设施也无法发挥效用，公交车辆无法通行。

如果能能够在出口道出现拥堵时，考虑社会车辆进口道流量，及时改变交叉口信号控制方案，以信号控制的方法阻止社会车辆驶入拥堵出口道，同时允许公交车在公交专用道内继续通行，则可有效避免交叉口内区域出现拥堵，保证交叉口内车辆正常通行，公交优先设施的作用得以发挥。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种面向公交优先的交叉口信号控制方法，当交叉口下游出现拥堵时，根据拥堵时刻、与拥堵相关的进口道实时交通流量等信息，自动生成干预的信号控制方案，确保拥堵出口道的拥堵状态不会蔓延至交叉口内区域，同时保证公交车的正常通行，减少下游拥堵造成的连带影响。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种面向公交优先的交叉口信号控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：根据拥堵检测距离确定方法，确定交叉口出口道j(j＝1,2,…,J)下游拥堵警戒位置L_j，其中J为出口道总数；并在交叉口出口道j下游的拥堵警戒位置设置检测装置，

步骤2：在交叉口处设置两组交叉口信号灯，一组为箭头信号灯，用于控制社会车辆通行；一组为方形信号灯，用于控制公交专用道上的公交车辆通行；其中，服务于社会车辆的信号灯在常态下按预设的信号配时方案实施，在非常态下则实时调整信号配时方案；服务于公交车辆的信号灯始终按预设的信号配时方案实施；

步骤3：通过设置在交叉口的出口道下游的拥堵警戒位置的检测装置，实时检测交叉口各出口道下游拥堵警戒位置的交通状态；

步骤4：若警戒位置的车辆连续_T1秒未发生移动，则判断该出口道处于潜在拥堵状态，即非常态，将该交叉口出口道的非常态信息上报给交叉口的信号控制设备；若非常态的出口道警戒位置，连续T₁秒内车辆保持移动或无车辆占用，则判断该出口道解除拥堵状态，向交叉口的信号控制设备发出撤销该出口道的非常态申请；

步骤5：交叉口的信号控制设备实时采集由各出口道的检测装置上报来的出口道非常态与否的状态信息，每隔单位时间T₂核查交叉口内各出口道状态；若有出口道处于非常态状态，所有驶入非常态出口道的车流信号灯采用社会车辆信号灯干预控制方法所确定的干预的信号控制方案进行控制；其余所有驶入常态出口道的车流信号灯，均采用预设的信号配时方案控制。

技术方案中，关于“拥堵检测距离确定方法”如下：

步骤1：采集交叉口各出口道的车道数N_j；交叉口各进口道i(i＝1,2,…,I)驶向各出口道j的最大平均标准车流率q_ij，

其中I为出口道总数；预设的信号配时方案的信号周期C、黄灯时长T^y、相位k(k＝1,2,…,K)时进口道i驶向出口道j绿灯时长

步骤2：当出口道错误！未找到引用源。的检测装置确认出口道j处于非常态，并将非常态信息上报至信号控制设备时，仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入该出口道的标准车辆数为

其中

表示在相位k时进口道错误！未找到引用源。驶向出口道j的信号灯状态信息，

表示为绿灯，

表示为红灯。

步骤3：当信号控制设备收到出口道j非常态信息时，会将此刻允许车辆驶入出口道j的绿灯信号变为红灯。根据交通信号灯的设置标准，在绿灯信号变为红灯信号过程中，会有片刻的黄灯，此时仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入出口道j的标准车辆数为 $M_j^2=T^y{\mathrm{Max}}_{k=1}^K\left[\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{ij}}^k{q}_{\mathrm{ij}}\right)\right];$

步骤4：避免出口道j的拥堵警戒位置出现非常态之后，驶向出口道j的车辆会在交叉口内产生排队等待现象，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间应有足够的空间用于

辆排队，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间的距离

其中l为在排队状态下，标准车辆的车头间距，取7.5米。

“拥堵检测距离确定方法”中，关于“社会车辆信号灯干预控制方法”如下：

步骤1：当交叉口的信号控制设备核查到出口道j'处于非常态的信息时，采集前T₁秒内，交叉口信号灯的相位变化情况 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right],$ 其中，k₁表示T₁秒内变化前的相位，t₁表示前T₁秒内变化前相位的持续时间，k₂表示当前的相位，t₂表示当前的相位持续时间，t₁+t₂＝T₁；当前T₁秒内信号灯相位没有变化，则 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{k}_1& 0\\ k_2& T_1\end{array}\right];$

步骤2：采集前T₁秒内，各进口道驶入非常态出口道j'的平均标准车流率

前

步骤3：确定前T₁秒内，已驶入非常态出口道j'的标准车辆数 $M_{j^{\′}}=t_1\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_1}+t_2\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤4：确定非常态出口道j'还能容纳标准车辆数

步骤5：确定从接受到非常态申请时刻起，当前相位k₂可持续时间 ${t^{\′}}_2=\mathrm{\Δ}{M}_{j^{\′}}/\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤6：确定驶入非常态出口道所有车流的干预的信号控制方案，根据预设的信号配时方案，已知当前信号相位的需要持续时间t''₂，如果t''₂≤t'₂，保持当前信号相位k₂在t''₂秒内不变，转入步骤8；如果t''₂＞t'₂，转入步骤7；

步骤7：保持当前信号相位k₂不变，当持续t'₂秒后，判断当前信号相位k₂下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯，即

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持不变。直至t''₂-t'₂秒之后，相位k₂结束，转入步骤8；

步骤8：交叉口的信号控制设备采集预设的信号配时方案，每当信号相位需要变至下一个信号相位k时，采集预设的信号配时方案中相位k下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息

如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持现有方案不变；

步骤9：交叉口的信号控制设备每隔单位时间T₂复查各出口道状态，如核查到非常态出口道j'撤销拥堵申请，则从撤销拥堵申请时刻起，若相位k'(k'＝1,2,…K)内进口道i驶向出口道j'的预设信号灯为绿灯

相应信号灯即刻恢复绿灯采用预设的信号控制方案，终止在当前相位以及以后各相位与出口道j'相关车流的干预的信号控制方案；如非常态出口道j'未解除拥堵状态，则继续执行由步骤6至步骤8所确定的与出口道j'相关车流信号灯的干预的信号控制方案。

有益效果：一种面向公交优先的交叉口信号控制方法可根据交叉口各进口道交通流量以及当前信号相位信息，分析与拥堵出口道相关各车流信号状态，进而确定干预的信号控制方案，对社会车辆和公交车两组信号灯实施控制。该方法可以及时控制社会车流，避免其持续驶入拥堵出口道，造成交叉口内区域拥堵，影响其他方向车流通行，避免下游路段的拥堵影响临近上游交叉口的交通运行，减少交通拥堵对于交叉口无关交通流的的影响，同时保证公交优先通行，提高道路网的交通运行效率。

附图说明：

图1为一种面向公交优先的交叉口信号控制方法基本流程图；

图2为拥堵检测距离确定方法基本流程图；

图3为社会车辆信号灯干预控制方法基本流程图；

图4为拥堵检测距离确定方法示意图；

图5为社会车辆信号灯干预控制方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

步骤1：根据拥堵检测距离确定方法，确定交叉口出口道j(j＝1,2,…,J)下游拥堵警戒位置L_j，其中J为出口道总数；并在交叉口出口道j下游的拥堵警戒位置设置检测装置，

步骤2：在交叉口处设置两组交叉口信号灯，一组为箭头信号灯，用于控制社会车辆通行；一组为方形信号灯，用于控制公交专用道上的公交车辆通行；其中，服务于社会车辆的信号灯在常态下按预设的信号配时方案实施，在非常态下则实时调整信号配时方案；服务于公交车辆的信号灯始终按预设的信号配时方案实施；

步骤3：通过设置在交叉口的出口道下游的拥堵警戒位置的检测装置，实时检测交叉口各出口道下游拥堵警戒位置的交通状态；

步骤4：若警戒位置的车辆连续T₁秒未发生移动，则判断该出口道处于潜在拥堵状态，即非常态，将该交叉口出口道的非常态信息上报给交叉口的信号控制设备；若非常态的出口道警戒位置，连续T₁秒内车辆保持移动或无车辆占用，则判断该出口道解除拥堵状态，向交叉口的信号控制设备发出撤销该出口道的非常态申请；

步骤5：交叉口的信号控制设备实时采集由各出口道的检测装置上报来的出口道非常态与否的状态信息，每隔单位时间T₂核查交叉口内各出口道状态；若有出口道处于非常态状态，所有驶入非常态出口道的车流信号灯采用社会车辆信号灯干预控制方法所确定的干预的信号控制方案进行控制；其余所有驶入常态出口道的车流信号灯，均采用预设的信号配时方案控制。

技术方案中，关于“拥堵检测距离确定方法”如下：

步骤1：采集交叉口各出口道的车道数N_j；交叉口各进口道i(i＝1,2,…,I)驶向各出口道j的最大平均标准车流率q_ij，

其中I为出口道总数；预设的信号配时方案的信号周期C、黄灯时长T^y、相位k(k＝1,2,…,K)时进口道i驶向出口道j绿灯时长

步骤2：当出口道错误！未找到引用源。的检测装置确认出口道j处于非常态，并将非常态信息上报至信号控制设备时，仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入该出口道的标准车辆数为

其中

表示在相位k时进口道错误！未找到引用源。驶向出口道j的信号灯状态信息，

表示为绿灯，

表示为红灯。

步骤3：当信号控制设备收到出口道j非常态信息时，会将此刻允许车辆驶入出口道j的绿灯信号变为红灯。根据交通信号灯的设置标准，在绿灯信号变为红灯信号过程中，会有片刻的黄灯，此时仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入出口道j的标准车辆数为 $M_j^2=T^y{\mathrm{Max}}_{k=1}^K\left[\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{ij}}^k{q}_{\mathrm{ij}}\right)\right];$

步骤4：避免出口道j的拥堵警戒位置出现非常态之后，驶向出口道j的车辆会在交叉口内产生排队等待现象，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间应有足够的空间用于

辆排队，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间的距离

其中l为在排队状态下，标准车辆的车头间距，取7.5米。

“拥堵检测距离确定方法”中，关于“社会车辆信号灯干预控制方法”如下：

步骤1：当交叉口的信号控制设备核查到出口道j'处于非常态的信息时，采集前T₁秒内，交叉口信号灯的相位变化情况 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right],$ 其中，k₁表示T₁秒内变化前的相位，t₁表示前T₁秒内变化前相位的持续时间，k₂表示当前的相位，t₂表示当前的相位持续时间，t₁+t₂＝T₁；当前T₁秒内信号灯相位没有变化，则 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{k}_1& 0\\ k_2& T_1\end{array}\right];$

步骤2：采集前T₁秒内，各进口道驶入非常态出口道j'的平均标准车流率

前

步骤3：确定前T₁秒内，已驶入非常态出口道j'的标准车辆数 $M_{j^{\′}}=t_1\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_1}+t_2\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤4：确定非常态出口道j'还能容纳标准车辆数

步骤5：确定从接受到非常态申请时刻起，当前相位k₂可持续时间 ${t^{\′}}_2=\mathrm{\Δ}{M}_{j^{\′}}/\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤6：确定驶入非常态出口道所有车流的干预的信号控制方案，根据预设的信号配时方案，已知当前信号相位的需要持续时间t''₂，如果t''₂≤t'₂，保持当前信号相位k₂在t''₂秒内不变，转入步骤8；如果t''₂＞t'₂，转入步骤7；

步骤7：保持当前信号相位k₂不变，当持续t'₂秒后，判断当前信号相位k₂下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯，即

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持不变。直至t''₂-t'₂秒之后，相位k₂结束，转入步骤8；

步骤8：交叉口的信号控制设备采集预设的信号配时方案，每当信号相位需要变至下一个信号相位k时，采集预设的信号配时方案中相位k下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息

如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持现有方案不变；

步骤9：交叉口的信号控制设备每隔单位时间T₂复查各出口道状态，如核查到非常态出口道j'撤销拥堵申请，则从撤销拥堵申请时刻起，若相位k'(k'＝1,2,…K)内进口道i驶向出口道j'的预设信号灯为绿灯

相应信号灯即刻恢复绿灯采用预设的信号控制方案，终止在当前相位以及以后各相位与出口道j'相关车流的干预的信号控制方案；如非常态出口道j'未解除拥堵状态，则继续执行由步骤6至步骤8所确定的与出口道j'相关车流信号灯的干预的信号控制方案。

示例：以佛山市交通干道交叉口为发明的研究对象，交叉口平面如附图4所示。

1）交叉口布设社会车辆和公交车辆两组交通信号灯，采集交叉口基本信息，信号周期时长90s，各相位结束时黄灯时长3s，以出口道3为例，出口道3车道数为2，交叉口各进口道驶向出口道3的最大平均标准车流率如下表1所示：

表1交叉***通流信息

qij	q13	q23	q43
				车流率（pcu/s）	0.50	0.22	0.20

交叉口相位和信号配时信息如下表2所示：

表2交叉口信号相位信息

2）根据交叉口特性，在此定T₁=5s，若出口道3的非常态信息上报至信号控制设备时，检测期间驶入该出口到的最多标准车辆数为

其中信号灯状态信息如下表3所示：

表3出口道3相关

值信息

相位编号\进口道

1

2

4

1	1	0	1
				2	0	0	1
3	0	0	1
				4	0	1	1

计算得 $M_j^1=T_1{\mathrm{Max}}_{k=1}^K\left[\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{ij}}^k{q}_{\mathrm{ij}}\right)\right]=5\×\mathrm{Max}\left[\mathrm{0.70,0.42}\right]=3.50\mathrm{pcu}.$

3）黄灯时段内驶入出口道3最多标准车辆数为

带入数据，此时T^y=3s，则 $M_j^2=3\×\mathrm{Max}\left[\mathrm{0.70,0.42}\right]=2.10\mathrm{pcu}.$

4）确定拥堵警戒位置 $L_3=l(M_3^1+M_3^2)/N_3=7.5\×(3.5+2.1)/3=14m,$ 即出口道3的拥堵警戒位置为出口道下游14m处，位置如图4所示，按照此方法依次确定1～4号出口道的拥堵警戒位置，布设检测装置。

5）通过设置在交叉口的出口道下游的拥堵警戒位置的检测装置，实时检测交叉口各出口道下游拥堵警戒位置的交通状态；

6）以出口道3为例，当出口道3警戒位置的车辆连续5s未发生移动，则判断该出口道处于潜在拥堵状态，即非常态，将该交叉口出口道的非常态信息上报给交叉口的信号控制设备；若非常态的出口道警戒位置，连续5s内车辆保持移动或无车辆占用，则判断该出口道解除拥堵状态，向交叉口的信号控制设备发出撤销该出口道的非常态申请；

7）交叉口的信号控制设备实时采集由各出口道的检测装置上报来的出口道非常态与否的状态信息，每隔单位时间T₂核查交叉口内各出口道状态，此例中单位时间为1s；

8）若有出口道处于非常态状态，所有驶入非常态出口道的车流信号灯采用社会车辆信号灯干预控制方法所确定的干预的信号控制方案进行控制；其余所有驶入常态出口道的车流信号灯，均采用预设的信号配时方案控制，此处核查时出口道3出现拥堵为例；

9）当交叉口的信号控制设备核查到出口道3处于非常态的信息时，采集前5秒内，交叉口信号灯的相位变化情况为 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}4& 0\\ 1& 5\end{array}\right];$

10）采集前5秒内，各进口道驶入非常态出口道3的平均标准车流率，在这里为相位1内驶入出口道3的平均标准车流率，

11）前5s内，驶入非常态出口道3的标准车辆数为 $M_{j^{\′}}=t_1\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_1}+t_2\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2}=5\×(0.4+0.2)=3\mathrm{pcu};$

12）确定非常态出口道j'还能容纳标准车辆数 $\mathrm{\Δ}{M}_{j^{\′}}=\frac{N_{j^{\′}}{L}_{j^{\′}}}{l}-M_{j^{\′}}=\frac{3\×14}{7.5}-3=2.6\mathrm{pcu},$ 如图5所示；

13)确定从接受到非常态申请时刻起，当前相位k₂可持续时间

14)已知当前信号相位需要持续时间t''₂=10s，4s＜10s，则保持当前信号相位1在4秒内不变；

15）4秒以后，交叉口信号相位仍为相位1，此时

和值均为1，则将1号进口道的直行社会车流信号灯和4号进口道右转社会车流信号灯干预控制为红灯，其他流向信号灯维持原信号方案不变，直至相位1结束；

16）若直至相位1结束时刻，出口道3始终处于拥堵状态，此时采集预设的信号配时方案中相位2下各进口道驶入出口道3的车流信息，根据表3可知，相位2中有且仅有4号进口道右转车流驶入出口道3，即4号进口道右转社会车流信号灯在相位2中为绿灯，此刻控制该信号灯为红灯；

17）交叉口的信号控制设备每隔单位时间1s复查各出口道状态，如核查到非常态出口道3撤销拥堵申请，以撤销申请时刻在相位2内为例，当前相位内驶向出口道3的车流有进口道1的直行车流和进口道4的右转车流，当前采用干预的信号控制方案，这两股车流对应的社会车辆信号灯为红灯，即刻结束对这两股车流的信号灯干预，恢复预设的信号控制方案变为绿灯；如非常态出口道3未解除拥堵状态，则继续执行所确定的与出口道j'相关车流信号灯的干预的信号控制方案；

18）对所有驶入常态出口道的车流信号灯，均采用预设的信号配时方案控制；

19）对公交车辆信号灯，始终采用预设的信号控制方案进行控制。

Claims (3)

1.一种面向公交优先的交叉口信号控制方法其特征在于：

步骤1：根据拥堵检测距离确定方法，确定交叉口出口道j(j＝1,2,…,J)下游拥堵警戒位置L_j，其中J为出口道总数；并在交叉口出口道j下游的拥堵警戒位置设置检测装置，

步骤2：在交叉口处设置两组交叉口信号灯，一组为箭头信号灯，用于控制社会车辆通行；一组为方形信号灯，用于控制公交专用道上的公交车辆通行；其中，服务于社会车辆的信号灯在常态下按预设的信号配时方案实施，在非常态下则实时调整信号配时方案；服务于公交车辆的信号灯始终按预设的信号配时方案实施；

步骤3：通过设置在交叉口的出口道下游的拥堵警戒位置的检测装置，实时检测交叉口各出口道下游拥堵警戒位置的交通状态；

步骤4：若警戒位置的车辆连续T₁秒未发生移动，则判断该出口道处于潜在拥堵状态，即非常态，将该交叉口出口道的非常态信息上报给交叉口的信号控制设备；若非常态的出口道警戒位置，连续T₁秒内车辆保持移动或无车辆占用，则判断该出口道解除拥堵状态，向交叉口的信号控制设备发出撤销该出口道的非常态申请；

步骤5：交叉口的信号控制设备实时采集由各出口道的检测装置上报来的出口道非常态与否的状态信息，每隔单位时间T₂核查交叉口内各出口道状态；若有出口道处于非常态状态，所有驶入非常态出口道的车流信号灯采用社会车辆信号灯干预控制方法所确定的干预的信号控制方案进行控制；其余所有驶入常态出口道的车流信号灯，均采用预设的信号配时方案控制。

2.权利要求2，在权利要求1中提到的拥堵检测距离确定方法是指：

步骤1：采集交叉口各出口道的车道数N_j；交叉口各进口道i(i＝1,2,…,I)驶向各出口道j的最大平均标准车流率q_ij，

其中I为出口道总数；预设的信号配时方案的信号周期C、黄灯时长T^y、相位k(k＝1,2,…,K)时进口道i驶向出口道j绿灯时长

步骤2：当出口道错误！未找到引用源。的检测装置确认出口道j处于非常态，并将非常态信息上报至信号控制设备时，仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入该出口道的标准车辆数为

其中

表示在相位k时进口道错误！未找到引用源。驶向出口道j的信号灯状态信息，

表示为绿灯，

表示为红灯。

步骤3：当信号控制设备收到出口道j非常态信息时，会将此刻允许车辆驶入出口道j的绿灯信号变为红灯。根据交通信号灯的设置标准，在绿灯信号变为红灯信号过程中，会有片刻的黄灯，此时仍有车辆会驶入出口道j，最多驶入出口道j的标准车辆数为 $M_j^2=T^y{\mathrm{Max}}_{k=1}^K\left[\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}\left({\mathrm{\σ}}_{\mathrm{ij}}^k{q}_{\mathrm{ij}}\right)\right];$

步骤4：避免出口道j的拥堵警戒位置出现非常态之后，驶向出口道j的车辆会在交叉口内产生排队等待现象，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间应有足够的空间用于

辆排队，出口道j的入口与拥堵警戒位置之间的距离

其中l为在排队状态下，标准车辆的车头间距，取7.5米。

3.权利要求3，在权利要求1中提到的社会车辆信号灯干预控制方法是指：

步骤1：当交叉口的信号控制设备核查到出口道j'处于非常态的信息时，采集前T₁秒内，交叉口信号灯的相位变化情况 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right],$ 其中，k₁表示T₁秒内变化前的相位，t₁表示前T₁秒内变化前相位的持续时间，k₂表示当前的相位，t₂表示当前的相位持续时间，t₁+t₂＝T₁；当前T₁秒内信号灯相位没有变化，则 $\left[\begin{array}{cc}{k}_1& t_1\\ k_2& t_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{k}_1& 0\\ k_2& T_1\end{array}\right];$

步骤2：采集前T₁秒内，各进口道驶入非常态出口道j'的平均标准车流率

前

步骤3：确定前T₁秒内，已驶入非常态出口道j'的标准车辆数 $M_{j^{\′}}=t_1\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_1}+t_2\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤4：确定非常态出口道j'还能容纳标准车辆数

步骤5：确定从接受到非常态申请时刻起，当前相位k₂可持续时间 ${t^{\′}}_2=\mathrm{\Δ}{M}_{j^{\′}}/\underset{i=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{{\mathrm{ij}}^{\′}}^{k_2};$

步骤6：确定驶入非常态出口道所有车流的干预的信号控制方案，根据预设的信号配时方案，已知当前信号相位的需要持续时间t''₂，如果t''₂≤t'₂，保持当前信号相位k₂在t''₂秒内不变，转入步骤8；如果t''₂＞t'₂，转入步骤7；

步骤7：保持当前信号相位k₂不变，当持续t'₂秒后，判断当前信号相位k₂下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯，即

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持不变。直至t''₂-t'₂秒之后，相位k₂结束，转入步骤8；

步骤8：交叉口的信号控制设备采集预设的信号配时方案，每当信号相位需要变至下一个信号相位k时，采集预设的信号配时方案中相位k下，进口道i驶向非常态出口道j'的信号灯状态信息如果进口道i驶向非常态出口道j'的预设信号灯为绿灯

则干预控制该信号灯为红灯；其他流向的信号灯状态保持现有方案不变；

步骤9：交叉口的信号控制设备每隔单位时间T₂复查各出口道状态，如核查到非常态出口道j'撤销拥堵申请，则从撤销拥堵申请时刻起，若相位k'(k'＝1,2,…K)内进口道i驶向出口道j'的预设信号灯为绿灯

相应信号灯即刻恢复绿灯采用预设的信号控制方案，终止在当前相位以及以后各相位与出口道j'相关车流的干预的信号控制方案；如非常态出口道j'未解除拥堵状态，则继续执行由步骤6至步骤8所确定的与出口道j'相关车流信号灯的干预的信号控制方案。

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