CN103208191B - 一种城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，与现有技术相比，基于对相邻路口上下游车流状态的分析，借鉴波动理论，通过对比上游路口的停止波和下游路口的启动波的大小及上游路口干道方向车辆排队状况，确定该信号控制路口的状态值，得出在不同状态下信号协调控制可靠性区间(相位差)，能够将过饱和路口的排队溢出控制在一定的范围内，大大降低过饱和路口出现死锁的概率，同时也让排队溢出成为在过饱和条件下道路交叉口的一种有益的自我调节，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号协调控制的优化方法，特别涉及一种智能交通领域用于道路交叉口信号协调控制的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法。
背景技术
城市道路交叉口信号协调控制***在城市交通中发挥着越来越重要的作用，城市交通管理者都试图借助城市交通信号协调控制***来缓解城市交通问题。由于机动车的快速增长，很多城市都出现了道路交通饱和甚至过饱和的情况，过饱和条件下，路口间通行能力不匹配，会引起排队聚集现象，容易产生排队溢出。
城市道路交叉口信号协调控制***具有安装成本低、维护简易、高效、实时和自动化水平高等优点，得到了大量推广应用。目前，很多城市都建立了智能交通***ITS平台并配置了城市道路交叉口信号协调控制***，用于减少车辆延误，提高路口通行能力。
交通信号协调控制***一般由车辆信息的采集和分析、交通模型(用于计算延误时间和排队长度等等)、配时方案参数优化调整、信号控制方案的执行、方案效果反馈等五个子***组成，5个子***相互配合、协调工作，共同完成交通控制任务。
交通模型是利用特定的算法将路口的交通状态数据经过计算得出路口的交通状态参数，然后通过分析得出路口信号协调控制方案；交通模型是交通信号协调控制的核心技术环节。
在过饱和条件下，路口的排队溢出技术是交通信号协调控制的重要内容，但目前已应用的各种***中关于过饱和条件下的排队溢出控制技术都有很多不足。
因此，特别需要一种城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，已解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，针对现有技术的不足，基于对过饱和条件下路口车辆排队特性的分析，从车流运行波动理论出发，使路口在处于过饱和状态下不死锁。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
如图1和图2所示，本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，它包括如下步骤：
(1)在收集路段交通流数据的基础上，分别计算消散波w1和阻塞波w2；
(2)若w1≥w2，终止；
(3)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在两路口中间的路段上，则表示干道方向没有发生溢出现象，按一般信号协调控制的相位差处理；
(4)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在第i路口内部或第i路口的上游，则表示干道方向已经发生溢出；
(5)通过公式：xB≤gi+ΔΤ且yA≤0，计算得出可靠性区间ΔΤ：
其中，L为路口间距，q为排队长度，xB为从计时开始时刻到启动波传播到第i路口的时间；gi为从计时开始时刻到第i路口红灯结束的时间；yA为消散波和阻塞波的交点。
在本发明的一个实施例中，由第i路口处的感应线圈在绿灯初期产生的每条饱和车头时距tij及速度vij数据得到：
第i路口的平均饱和车头时距：
第i路口的饱和流量：
第i路口的车辆平均行驶速度：
第i路口车辆进入路口的车流密度为：
其中，n为取得的有效数据的个数，然后依此可得第i+1个路口的饱和流量Qi+1、第i+1个路口的车辆平均行驶速度vi+1和第i+1个路口的车流密度ki+1，从而得到：
消散波：
阻塞波：
在本发明的一个实施例中，第i路口和第i+1路口之间信号控制周期相等，实现相邻两路口之间的协调控制。
在本发明的一个实施例中，第i路口和第i+1路口在干道方向的绿信比的有效通行时间为gi，保证通行能力匹配。
本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，与现有技术相比，基于对相邻路口上下游车流状态的分析，借鉴波动理论，通过对比上游路口的停止波和下游路口的启动波的大小及上游路口干道方向车辆排队状况，确定该信号控制路口的状态值，得出在不同状态下信号协调控制可靠性区间(相位差)，能够将过饱和路口的排队溢出控制在一定的范围内，大大降低过饱和路口出现死锁的概率，同时也让排队溢出成为在过饱和条件下道路交叉口的一种有益的自我调节，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的路段车辆的时空轨迹图；
图2为本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，在路口单点信号控制的基础上，将上下游路口的信号相位差作为重要参数，来进行路口的排队溢出控制，符号定义如下：
(1)路口间距L：两相邻路口的距离，计算时取从上游路口停车线到下游路口停车线的距离。
(2)排队长度q：下游路口绿灯开始时刻排队车辆从停车线向上游延伸的队列长度。
(3)相位差ΔΤ：上下游路口绿灯开始时刻的最小时间间隔。
(4)有效通行时间gi：路口的有效通行时间为绿灯时间与黄灯时间之和。
(5)上游路口驶入流量Qi：单位时间内驶出上游路口停车线的车辆总数。
(6)上游路口驶入车速vi：车流驶入上游路口时车速。
(7)上游路口车流密度ki：车流驶出上游路口停车线单位长度道路上的车辆数。
(8)下游路口驶出流量Qi+1：单位时间内驶出下游路口停车线的车辆总数。
(9)下游路口驶出车速vi+1：车辆驶出下游路口停车线时的地点车速。
(10)下游驶出车流密度ki+1：车流驶出下游路口停车线单位长度道路上的车辆数。
(11)阻塞密度kj：车流排队停止不动是单位长度道路上的车辆数。
(12)消散波w1：车流由排队静止变为启动运行的状态向车队后方传播的速度。
(13)阻塞波w2：车流由运行变为排队静止的状态向车队后方传播的速度。
如图1和图2所示，本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，它包括如下步骤：
(1)在收集路段交通流数据的基础上，分别计算消散波w1和阻塞波w2；
(2)若w1≥w2，终止；
(3)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在两路口中间的路段上，则表示干道方向没有发生溢出现象，按一般信号协调控制的相位差处理；
(4)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在第i路口内部或第i路口的上游，则表示干道方向已经发生溢出；
(5)通过公式：xB≤gi+ΔΤ且yA≤0，计算得出可靠性区间ΔΤ：
其中，L为路口间距，q为排队长度，xB为从计时开始时刻到启动波传播到第i路口的时间；gi为从计时开始时刻到第i路口红灯结束的时间；yA为消散波和阻塞波的交点。
在本发明中，由第i路口处的感应线圈在绿灯初期产生的每条饱和车头时距tij及速度vij数据得到：
第i路口的平均饱和车头时距：
第i路口的饱和流量：
第i路口的车辆平均行驶速度：
第i路口车辆进入路口的车流密度为：
其中，n为取得的有效数据的个数，然后依此可得第i+1个路口的饱和流量Qi+1、第i+1个路口的车辆平均行驶速度vi+1和第i+1个路口的车流密度ki+1，从而得到：
消散波：
阻塞波：
在本发明中，第i路口和第i+1路口之间信号控制周期相等，实现相邻两路口之间的协调控制。
在本发明中，第i路口和第i+1路口在干道方向的绿信比的有效通行时间为gi，保证通行能力匹配。
本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，在路口单点信号控制的基础上，将上下游路口的信号相位差作为重要参数，来进行路口的排队溢出控制，符号定义如下：
(1)路口间距L：两相邻路口的距离，计算时取从上游路口停车线到下游路口停车线的距离。
(2)排队长度q：下游路口绿灯开始时刻排队车辆从停车线向上游延伸的队列长度。
(3)相位差ΔΤ：上下游路口绿灯开始时刻的最小时间间隔。
(4)有效通行时间gi：路口的有效通行时间为绿灯时间与黄灯时间之和。
(5)上游路口驶入流量Qi：单位时间内驶出上游路口停车线的车辆总数。
(6)上游路口驶入车速vi：车流驶入上游路口时车速。
(7)上游路口车流密度ki：车流驶出上游路口停车线单位长度道路上的车辆数。
(8)下游路口驶出流量Qi+1：单位时间内驶出下游路口停车线的车辆总数。
(9)下游路口驶出车速vi+1：车辆驶出下游路口停车线时的地点车速。
(10)下游驶出车流密度ki+1：车流驶出下游路口停车线单位长度道路上的车辆数。
(11)阻塞密度kj：车流排队停止不动是单位长度道路上的车辆数。
(12)消散波w1：车流由排队静止变为启动运行的状态向车队后方传播的速度。
(13)阻塞波w2：车流由运行变为排队静止的状态向车队后方传播的速度。
本发明的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，操作步骤如下：(参见图2)
1、路段交通状态数据收集处理：
功能：计算得到路口的车流量，行驶速度和车辆密度数据
输入：饱和车头时距和车辆速度；
输出：饱和流量、车辆平均行驶速度和车流密度。
2、路口状态判别
功能：根据路段交通状态数据收集处理中所得数据，判断可靠性区间是否存在
输入：饱和流量、车辆平均行驶速度和车流密度；
输出：路***通状态，判定可靠性区间是否存在。
3、可靠性区间计算
功能：得到相位差的可靠性区间
输入：消散波速、阻塞波速、绿灯时长、路口间距和路段车辆平均行驶速度；
输出：可靠性区间。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，其特征在于，它包括如下步骤：
(1)在收集路段交通流数据的基础上，分别计算消散波w1和阻塞波w2；
(2)若w1≥w2，终止；
(3)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在两路口中间的路段上，则表示干道方向没有发生溢出现象，按一般信号协调控制的相位差处理；
(4)若w1＜w2，如果消散波w1和阻塞波w2的交点落在第i路口内部或第i路口的上游，则表示干道方向已经发生溢出；
(5)通过公式：xB≤gi+ΔT且yA≤0，计算得出可靠性区间ΔT：
其中，消散波w1为车流由排队静止变为启动运行的状态向车队后方传播的速度；阻塞波w2为车流由运行变为排队静止的状态向车队后方传播的速度；vi为上游路口驶入车速；L为路口间距，q为排队长度，xB为从计时开始时刻到启动波传播到第i路口的时间；gi为从计时开始时刻到第i路口红灯结束的时间；yA为消散波和阻塞波的交点。
2.如权利要求1所述的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，其特征在于，由第i路口处的感应线圈在绿灯初期产生的每条饱和车头时距tij及速度vij数据得到：
第i路口的平均饱和车头时距：
第i路口的饱和流量：
第i路口的车辆平均行驶速度：
第i路口车辆进入路口的车流密度为：
其中，n为取得的有效数据的个数，然后依此可得第i+1个路口的饱和流量Qi+1、第i+1个路口的车辆平均行驶速度vi+1和第i+1个路口的车流密度ki+1，从而得到：
消散波：
阻塞波：
3.如权利要求1所述的城市道路交叉口过饱和条件下信号协调控制的优化方法，其特征在于，第i路口和第i+1路口之间信号控制周期相等，实现相邻两路口之间的协调控制。
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Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103473935B (zh) * | 2013-09-03 | 2015-07-29 | 青岛海信网络科技股份有限公司 | 基于感应检测器的路***通拥堵判定及控制方法和*** |
| CN104700630A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 感知技术无锡有限公司 | 一种高速公路车流量的监测方法及*** |
| CN103810868B (zh) * | 2014-02-25 | 2016-04-27 | 安徽科力信息产业有限责任公司 | 一种基于高空视频信息的交通溢流抑制方法 |
| CN103871258B (zh) * | 2014-03-07 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种交叉口防锁死的信号控制方法 |
| CN103942957B (zh) * | 2014-04-11 | 2015-10-28 | 江苏物联网研究发展中心 | 信号交叉口饱和状态下车辆排队长度计算方法 |
| CN103927892B (zh) * | 2014-04-29 | 2016-01-13 | 山东比亚科技有限公司 | 一种交通溢流协调控制优化模型的建立方法及其工作方法 |
| CN104269066B (zh) * | 2014-11-03 | 2016-08-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种信号交叉路口过饱和状态判别方法 |
| CN104464311A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 苏州市易路交通科技有限公司 | 一种城市道路路口信号协调控制的优化方法 |
| CN105679032B (zh) * | 2016-03-24 | 2018-05-29 | 浙江工业大学 | 一种城市交通流过饱和状态下的交通控制子区划分方法 |
| CN107123276B (zh) * | 2016-08-25 | 2020-04-21 | 苏州华川交通科技有限公司 | 利用低抽样率gps数据的交叉口车辆排队长度估算方法 |
| CN107085955A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-08-22 | 苏州华川交通科技有限公司 | 基于车辆排队长度的交叉口信号配时优化方法 |
| WO2019028660A1 (en) | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Beijing Didi Infinity Technology And Development Co., Ltd. | SYSTEMS AND METHODS FOR SYNCHRONIZATION OF TRAFFIC LIGHTS |
| CN109891469B (zh) * | 2017-08-08 | 2022-02-08 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 交通信号灯配时***与方法 |
| JP6846443B2 (ja) | 2018-07-25 | 2021-03-24 | ベイジン ディディ インフィニティ テクノロジー アンド ディベロップメント カンパニー リミティッド | 交通信号灯を制御するためのシステムおよび方法 |
| WO2020248197A1 (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | Beijing Didi Infinity Technology And Development Co., Ltd. | Saturation flow estimation for signalized intersections using vehicle trajectory data |
| CN110415519B (zh) * | 2019-07-30 | 2020-07-07 | 黄卫 | 一种基于车辆轨迹数据的区域交通信号实时优化控制方法 |
| CN111899506B (zh) * | 2020-06-12 | 2023-04-11 | 上海应用技术大学 | 基于电子警察数据的交通溢流判别方法 |
| CN112037507B (zh) * | 2020-08-10 | 2021-07-27 | 东南大学 | 一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法与装置 |
| CN112289043B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-10-04 | 上海电科智能***股份有限公司 | 一种城市道路的智能信号协调控制优化方法 |
| CN114038188B (zh) * | 2021-11-03 | 2022-10-25 | 江苏航天大为科技股份有限公司 | 一种路段车辆干扰下的协调自适应控制算法 |
| CN114155724B (zh) * | 2021-12-23 | 2022-11-22 | 连云港杰瑞电子有限公司 | 一种车联网环境下的交叉***通信号控制方法 |
| CN114464001B (zh) * | 2022-01-30 | 2023-07-04 | 同济大学 | 车路协同环境下城市多交叉口多层分布控制***及其方法 |
| CN115035716B (zh) * | 2022-05-31 | 2024-04-12 | 上海商汤智能科技有限公司 | 控制信号相位差确定方法及装置、电子设备和存储介质 |
| CN115171374A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 云控智行(上海)汽车科技有限公司 | 一种基于车路协同的溢流排队预测与多路***通信号协调控制算法、***与装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101308604A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-11-19 | 吉林大学 | 大范围战略交通协调控制方法 |
| CN101968929A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-09 | 北方工业大学 | 一种饱和交通状态下单路口信号优化控制方法 |
| CN102074115A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-05-25 | 韩景福 | 一种能提高车辆通行能力的道路交叉路***通控制方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4082312B2 (ja) * | 2003-08-28 | 2008-04-30 | オムロン株式会社 | 信号制御装置 |
| JP5604963B2 (ja) * | 2010-05-07 | 2014-10-15 | 住友電気工業株式会社 | 信号制御装置及びコンピュータプログラム |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101308604A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-11-19 | 吉林大学 | 大范围战略交通协调控制方法 |
| CN101968929A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-09 | 北方工业大学 | 一种饱和交通状态下单路口信号优化控制方法 |
| CN102074115A (zh) * | 2011-01-31 | 2011-05-25 | 韩景福 | 一种能提高车辆通行能力的道路交叉路***通控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于双层规划模型的交通信号区域协调控制;徐建闽 等;《华南理工大学学报（自然科学版）》;20110331;第39卷(第3期);第95-100页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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