CN103680162A - 一种交通信号自适应协调控制*** - Google Patents

Abstract

一种交通信号自适应协调控制***：在参与协调的所有路口中，至少有一个路口道路渠化的王式链族所有车流链的周期总损失时间L都小于0；参与协调的所有路口控制周期都相同，在相当多的N次方案变换中始终保持周期恒定不变。各路口不必同时变换方案，可由各个路口分散制定各自的自适应方案，减少通讯量和方案的延迟，增加鲁棒性。同一路口运行方案可分成几部分，在半周期内分批完成变换，不干扰红、黄灯个位倒计时显示数据的准确性。

Description

一种交通信号自适应协调控制***

技术领域

本申请涉及交通信息工程及控制领域，特别涉及一种多交叉***通信号自适应协调控制***。

发明背景

全世界如下几家交通信号控制***在“解决”区域协调控制问题上比较著名：

美国的ACTRA(Advanced Control & Traffic Responsive Algorithm)先进控制和交通响应算法；

西班牙的ITACA(Intelligent Traffic Adaptive Control of Areas)自适应交通信号控制***；

澳大利亚的SCATS(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)悉尼并行环境自适应交通***；

英国的SCOOT(Split-Cycle-Offset Optimization Technique)绿信比-信号周期-绿时差优化技术和TRANSYT(Traffic Network Study Tool)“交通网络研究工具”。

我们在2011年8月4日公开的“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”申请保护了如下技术方案：

技术方案1、一种交通信号控制方法，其特征在于包括确定最短绿灯间隔：

1)根据道路渠化工程设计，确定不同交通流的关键冲突点位置；

2)确定绿灯i交通尾单元最大清空距离s_i(m)和与绿灯i有冲突的绿灯j交通首单元最小进入距离s_j(m)：

3)计算绿灯i交通尾单元最长清空时间Max{t_i}和绿灯j交通首单元最短进入时间Min{t_j}；

4)计算最短绿灯间隔I_ij＝A+Max{t_i}-Min{t_j}；

5)根据所述最短绿灯间隔确定所述交叉口的控制方案，并根据该控制方案控制交通信号显示装置显示。

注：这里的Max{t_i}：通常为t_i的累积频率分布函数85％位值^[8]，对应速度最慢的清空交通流，(s)；Min{t_j}：通常为t_j的累积频率分布函数15％位值，对应速度最快的进入交通流，(s)。

“PCT/CN2011/070879”申请的最短绿灯间隔时间公式的字面意思就是：最短绿灯间隔时间应该允许，在黄灯末进入停止线的合法车辆，最慢也能够在下一个冲突绿灯放行的最快首车到达关键冲突点前平安越过关键冲突点。从而保证交通安全无阻塞。

技术方案2、一种技术方案1所述的交通信号控制方法，其特征在于包括选择、确定基本相位结构和顺序结构的控制方案：

1)将可成为周期路线的框架车流绿灯时间和绿灯间隔前后有序衔接形成车流链；将无论起始，具有相同基本相位阶段及顺序的车流链划分为同一链族；计算交通流的最短绿灯间隔；除跨阶段车流链外，计算同一链族各车流链的***损失时间的平均值：L＝∑(∑I_i)/m-(A-l)×n；L最小的链族为王式链族；L次小的链族为次王式链族；

2)分别采用***损失时间均值最小的至少一个链族的基本相位结构、顺序结构；

3)使各绿灯时间、绿灯间隔皆对应大于等于王式最小绿灯时间{G_mi}、最短绿灯间隔；绘制链族图，确定可调绿灯间隔、可调绿灯时间，最小相容方案{I _i }；进而针对各车流车道数{n_i}和各车道饱和流量{Q_si}，各车流的流量需求{Q _i }，最大饱和度要求q，在链族内计算各车流链的流量比总和，取其中最大者记为Y；记L’为在该链族内流量比最大总和路线上的***损失时间；

4)如果各链族的L’不同时大于0；则只针对L’＜0的链族确定绿灯配时方案和关键路线，计算所得方案的***损失时间，从中选择***损失时间与周期的比值相对较小的方案投入运行；否则继续；

5)确定各链族的绿灯配时方案和关键路线，计算所得方案的***损失时间，从中选择***损失时间与周期的比值相对较小的方案投入运行。

注：“PCT/CN2011/070879”申请首次定义相互有交通冲突的机动车流为框架车流。通过只对框架机动车流优化性能指标L/C，可以使周期损失时间成为负值，使框架机动车流的通行能力达到最大，各种交通流的等候时间缩小到最小，能够真正实现大众交通的安全、有序、紧凑、高效。

技术方案3、一种按照技术方案2所述的交通信号控制方法，其特征在于包括进行最小相容方案调整：

1).把所述链族中各个交通流的绿灯时间作为节点，把所述节点按照所述链族的分组方式和通行顺序排列，把分别属于相邻两组中的两个交通流之间的最短绿灯间隔用带有数字的有向箭头表示，形成具有循环结构的链族图；

2).若两组节点间的平行直线箭头表示的最短绿灯间隔之和与相交斜线表示的最短绿灯间隔之和不同，将其中和较小的两个最短绿灯间隔记录为初始时间；

3).将和较小的两个绿灯间隔中多次出现在关键交通链中的记为第一绿灯间隔，其中第二绿灯间隔增加一预定值，并调整第一绿灯间隔，使上述两个绿灯间隔之和相等；

针对所述链族中的每个交通链，计算各交通流的王式最小绿灯时间G_mk与各交通流间绿灯间隔之和作为所述交通链的最小链长，从所述链族中选取具有最大的最短链长的交通链作为关键交通链，将所述最大的最短链长作为第一周期时间C₀；

判断所述第一绿灯间隔是否小于或等于第一绿灯间隔对应的初始时间，若是，则执行步骤4)；否则，执行步骤3)；

4).第一绿灯间隔取最短绿灯间隔，调整其它绿灯间隔使两组节点间的平行直线箭头表示的最短绿灯间隔之和等于相交斜线表示的最短绿灯间隔之和，调整最小绿灯时间集合{G_mk}使其与本交通流的前后最短绿灯间隔的总和小于其前后2个交通流之间的最短绿灯间隔；

上述得到相容方案的各绿灯间隔时间参与进行控制方案设计。

注：“PCT/CN2011/070879”申请的链族图与传统交通信号控制完全不同，我们发现绿灯间隔时间位于2个冲突车流之间，而且具有方向性，更适合用具有确定大小的方向弧线(Arc)表示，而框架车流绿灯时间具有确定的等待配时间的值，而通过不同绿灯间隔时间与不同框架车流绿灯时间相连接，更适合用具有确定大小的节点(Node)表示。故把节点与弧线前后有序衔接形成的周期路线称为车流链，提出一种链族网络图，如图8所示。从而揭示了交通信号网络图的本质特性。

“PCT/CN2011/070879”申请以基本相位结构和相位阶段顺序为区别标准，对链族进行完备的无交分类。平面十字交叉口，有22种无交分类的链族。进一步，还可以对链族进行筛选，除跨阶段车流链外，计算同一链族各车流链的***损失时间的平均值：L＝∑(∑I_i)/m-(A-l)×n；其中，m为车流链数量，n为车流链中的绿灯间隔数量。L最小的链族为王式链族。为了能够排除跨阶段车流链的干扰，“PCT/CN2011/070879”申请定义了王式最小绿灯时间，即：

技术方案4、一种按照技术方案2所述的交通信号控制方法，其特征在于包括确定王式最小绿灯时间，取以下三个值中最大的一个作为一个交通流的最小绿灯时间：3秒、第一绿灯时间和第二绿灯时间；

其中，所述第一绿灯时间的确定方法包括：

所述第一绿灯时间等于其在所述车流链中前后2个交通流之间的最短绿灯间隔减去所述交通流前后相容绿灯间隔的和的差；

其中，所述第二绿灯时间G＝G_行+G_行闪+(I₂₁+I₂₂)-(I₁₁+I₁₂)，其中：G_行为与所述交通流同向的行人交通流的最小绿灯时间；G_行闪为根据所述行人交通流的清空距离确定的以一般人正常步行速度通过所述清空距离所需的时间与以快速人高于某一阈值的速度通过所述清空距离所需的时间之差，I₂₁为所述行人交通流与所述交通流的前一个交通流间的最短绿灯间隔，I₂₂为所述行人交通流与所述交通流的后一个交通流间的最短绿灯间隔，I₁₁为所述交通流与前一个交通流间的最短绿灯间隔，I₁₂为所述交通流与后一个交通流间的最短绿灯间隔。

注：王式最小绿灯时间的出现并不会对传统绿灯时间的分配方案有任何改变或遗漏，却可改变最小绿灯时间的分布，并省略对跨阶段车流链的研究，极大地简化寻找关键路线的工作，故属于一种奇妙的设计处理技巧。而传统网络图则因无这种技巧而在寻找关键路线的工作中陷入复杂的对跨阶段网络图的研究。

技术方案5、一种按技术方案4所述的交通信号控制方法，其特征在于包括在所选的链族内进行如下控制方案设计：

1)等饱和度确定各框架车流的绿信比需求{λ _i }，其中λ _i ＝Q _i/qn_iQ_si；如果L’≥0，则给定最大允许周期C；

2)从王式最小绿灯时间集合{G_mi}和最小相容方案{I _i }开始，进入下一步；

3)在链族内计算各车流链的最短链长，取其中最大的作为待选最小周期时间C₀；4)如Y＞1-(L’/C₀)，则过饱和，取{G_i}＝{G_mi}，进入步8)；否则，继续；

5)对所有框架车流，把C₀按下式分配各整数绿灯时间{G_i}：

                      G_j＝Max{C₀ λ _j-A+l，G_mj}

式中，λ _j为框架车流j的绿信比要求；G_j为该交通流的绿灯时间；A为黄灯时间；l为起动损失时间；C₀周期；G_mj最小绿灯时间。

若{G_i}较上一轮{G_i}或{G_mi}无变化，则进入步8)；否则，取{G_mi}＝{G_i}，继续；

6)把此组绿灯时间集合{G_i}，代入各车流链的最短链长计算式，取最大的最短链长为周期时间C₁；

7)如周期时间C ₁ ≤C ₀ ，则进入下一步；否则，取C ₀ ＝C ₁ ；如C ₀ 超过了预期周 期最大信，即如L’＜0且Y＞1时C ₀ ＞-L’/(Y-1)，或如果L’≥0，C ₀ 超过了给定最大允许周期C；则临界饱和，进入下一步；否则返回步7)；

8)以此组最大的最短链长涉及的关键框架车流整数绿灯时间集合{G_i}和最小相容方案{I _i }作最小框架，增大其它框架车流整数绿灯时间，充满链族图的空挡，确定链族方案，确定各框架车流的绿灯开、关时间框架；

9)比较链族方案的对应绿灯时间{G_i}和绿灯间隔{I _i }，确定各个因绿灯早启、迟断或搭接而形成的衍生阶段，确定各相位阶段时间和相位间隔；

10)以最短绿灯间隔为约束，逐一确定行人、非机动车、右转车交通流绿灯的早启时间、迟断时间，配置绿灯时间，在保证行人、非机动车、右转车交通流绿灯都存在的前提下，给流量大的交通流相对比较大的绿灯时间；

11)绘制信号灯组-相位阶段图，验证各配时数据，投入运行；送达所述的各显示装置进行显示。

技术方案6、根据技术方案1所述的方法，其特征在于，使用如下方法筛选的所述交叉口的道路渠化方案：

针对所述交叉口的至少两个道路渠化方案分别确定各道路渠化方案下***损失时间均值的最小值，选择具有最小的***损失时间均值最小值的道路渠化方案作为所述交叉口的道路渠化方案，并输出所述选择的道路渠化方案的信息。

注：王式链族有4个链，涉及3类12个最短绿灯间隔时间I_mij，各最短绿灯间隔时间I_mij大小与道路渠化密切相关。故“PCT/CN2011/070879”申请提出一种崭新的能提高路口通行能力的道路渠化指标——使王式链族周期总损失时间L均值更小，并得到一种最优的道路渠化方案，如图1。

技术方案7、根据技术方案1所述的方法，其特征在于，进一步包括

至少在最后5、6秒利用倒计时显示器同步按秒连贯递减显示对应信号灯信号确定的剩余时间。

注：绿灯损失时间是大众行为的统计结果，并非由哪个个人决策的。

如何能够引导大众同时采取行动缩小绿灯损失时间呢？

因为所有交通参与者都是理性的，都倾向于在客观条件限制下，按照利益、效用最大化的取向来决定自己的行动，用尽量短的时间，安全地到达目的地。

“PCT/CN2011/070879”申请提出一种上述的交通信号控制方法，包括至少在最后5、6秒利用倒计时显示器同步按秒连贯递减显示对应信号灯信号确定的剩余时间。

技术方案8、一种交叉***通信号控制***，其特征在于，包括：信号机和交通信号显示装置；其中所述信号机用于运行下述的方法确定的所述交叉口的控制方案技术方案：

包括确定最短绿灯间隔：

根据道路渠化工程设计，确定不同交通流的关键冲突点位置；

确定绿灯i交通尾单元最大清空距离s_i(m)和与绿灯i有冲突的绿灯j交 通首单元最小进入距离s_j(m)；

计算绿灯i交通尾单元最长清空时间Max{t_i}和绿灯j交通首单元最短进入时间Min{t_j}；

计算最短绿灯间隔I_ij＝A+Max{t_i}-Min{t_j}；

根据所述最短绿灯间隔确定所述交叉口的控制方案，并根据该控制方案实时向交通信号显示装置发出控制指令进行显示。

并向所述交通信号显示装置实时发出指令以进行交通信号的显示。

注：“PCT/CN2011/070879”申请产品不同于方法，是一种独立的权利要求。

技术方案9、如技术方案8所述的***，其特征在于，进一步包括：

至少一个信息检测装置；用于检测清空车速的信息检测装置设置在出口人行横道附近区域，把该区域所有车辆车速作为清空车速；用于检测进入车速、加速度的信息检测装置设置在进口人行横道附近区域，把该区域每次绿灯放行的首车车速、加速度作为进入车速、加速度；这些信息检测装置还可以检测不同流向的车流量；提供给所述信号机。

注：产品的信息检测装置是必须设置的，但设置在这样2种区域的信息检测装置却很少。通过它们可以实现出口拥挤检测，把可能出现“闯绿灯”的违章情况修改为统一暂时取消一切可能放行交通流到该出口的绿灯，直接用红灯信号避免出现“闯绿灯”违章。这种更人性化的交通信号控制改进并不难实现。

技术方案10、一种技术方案8所述的交通信号控制***，其特征在于所述的显示装置还包括倒计时显示器。

技术方案11、一种技术方案10所述的交通信号控制***，其特征在于，所述倒计时显示器包括CPU计时装置、显示装置，与信号机间无数码通讯和专用数码通讯线路：

所述倒计时显示器与所述交通信号显示装置相连；

所述倒计时显示器从所述倒计时显示器接收到的信号机发送的信号中提取出所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号显示从一预设数字开始的倒计时，倒计时结束时停止显示。

技术方案12、一种技术方案10所述的交通信号控制***，其特征在于，所述信号机在向所述交通信号显示装置发送的第一控制信号上适时叠加一个与所述控制信号频率不同的第二控制信号。

技术方案13、一种技术方案8所述的交通信号控制***，其特征在于，

所述交叉口采用的道路渠化方案由环形道路与穿越环形道的道路构成，环形道路供直行车、非机动车行驶；环形道路内部中心区域为直行车禁驶区，穿越环形道和中心区域的道路供左转弯车行驶，与直行机动车环形路面形成平面交叉。

技术方案14、一种技术方案8所述的交通信号控制***，其特征在于其只针对王式链族进行控制方案的动态设计，不考虑其它链族。

注：通过这些技术方案，“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”提出了优化性能指标L/C，可以比上述几家交通信号控制***更安全，并使周期损失时间成为负值，使机动车流的通行能力达到最大，各种交通流的等候时间缩小到最小，能够真正实现大众交通的安全、有序、紧凑、高效。可比上述几家交通信号控制***在周期损失时间为正值的方案具有如下优越性：

表1，指标L/C的兼容性比较

上述几家交通信号控制***在周期损失时间为正值的方案对于性能1-5和性能6、7是矛盾的，只能折中、协调处理，提出限制最大周期的上限值。

之所以把“解决”二字用“”特殊标出，只能说他们在“解决”区域协调控制问题上比较著名，是因为他们同样具有前面所说的传统交通信号控制的种种缺陷，而实在不敢恭维。试问：

a、如果一个交通信号控制***连交通安全和秩序都不能确保，又怎么能够是合格的交通信号控制***？

b、如果一个交通信号控制***连单个路口的静态需求都不能实现最优控制，又如何能够对众多路口的动态需求实现最优控制呢？

c、如果只能够在许多与交通需求并不匹配的不那么好的协调控制方案中盲目地变动，又究竟具有什么“自适应”意义？只能徒有其名。

按照定义，交通信号自适应控制***应该可根据车辆检测器提供的实时交通信息，预测今后一段时间内的交通需求，根据这种交通需求，自动对道路网络各个交叉路口的交通信号控制方案进行选择，与交通需求匹配，自适应协调改变或调整红绿灯配时方案控制。

所以这些最先进的交通信号控制***应该吸取“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的新技术改造他们的***。

而对于性能8、9、10，这些传统控制***只能是以子区为基本控制单元的。

子区是为获得控制路口的信号协调而将一些相关路口(可以是单个路口)组成的集合，SCATS***的子区包含1至10个控制路口，SCOOT***的子区包含1至数十个控制路口。为实现子区信号协调控制，保证VIP协调方向相位差恒定，子区包含的控制路口必须采用相同的红绿灯信号周期即公共周期或某些交通流量小的控制路口可采用一半的公共周期。

一个十字交叉路口各股框架车流总共有8个方向，为什么只能保证VIP协调方向相位差呢？这是因为车流需求分布是不断变化的，虽然理论上对于静态车流需求分布可以由计算机计算出8个方向的最佳相位差统一分布，但所费时间较多，所谓“统筹兼顾”的最佳相位差统一分布，因时过境迁，就变成了“统统不顾”，效果并非最佳；故相比之下，只保证VIP协调方向最佳相位差，至少还有一个主流方向相位差最佳，其它方向只能任其随机处理。

特别是如果能够理想地如本方案实现各个路口每个周期都能自己调整方案，自然也就能够很好地适应实际需求了。

在传统周期总损失时间L大于0的情况下，各个路口的最佳周期由60s到240s不等，而且差距较大。为避免因统一的相同周期与各路口的最佳周期相差太大，引起的许多无车空放等绿灯浪费现象，引起的浪费交通效率现象。这些传统控制***只能缩小统一的相同周期管辖范围为子区，并以子区为基本控制单元，而不能全市各路口统一周期。而且因为交通需求的变化，需要经常变动子区域的划分，很是复杂、麻烦。这些“所谓”的最先进的交通信号控制***的技术、精力也都体现、耗费在变动子区域的划分上。

注意到，“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的新技术，在周期总损失时间L小于0的情况下，各个路口的最佳周期之间最大差距也没有超过10几秒，相差不大。各个子区的统一后的相同周期之间更是相差不大。

因此，若只为区区数秒差异，进行复杂的变动子区域的划分，并在每次自适应优选中，对各个路口进行优化周期，所可能获得的效率性能提升实在甚微，就没有必要因为周期的差别而进行复杂的频繁划分子区工作，完全可以舍去优化周期的过程而采用恒定周期，从而可以实现全市各路口统一周期。

故而提出了周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术，目的在于解决自适应控制的迟缓问题、频繁分区问题、鲁棒性问题。

发明内容

本发明提出：

1、一种多相邻路***通信号自适应协调控制***，参与协调的各个路口时间基本同步，其特征是：在参与协调的所有路口中，至少有一个路口的道路渠化的王式链族所有车流链的周期总损失时间L都小于0；且参与协调的所有路口方案周期相同，不大于60s，而且在相当多的N次方案变换中始终保持周期恒定不变。

根据经济学的木桶原理：“如果箍成木桶用的木片长短不齐，则桶内盛水的多少取决于最短的木片”。用在城市地面交通路网上，就是说，应该寻找城市地面路网的薄弱环节：关键信号交叉口；必须在保障信号交叉口的交通安全的前提下，尽可能提高信号交叉口的通行效率。特别是关键信号交叉口。而周期总损失时间L小于0正是提高信号交叉口的通行效率的关键所在。

从小处着手，就是精细化处理每一个设计环节。尽可能提高关键信号交叉口的通行能力，并加以整体协调，从而带动、提高整个城市地面路网的通行能力。

VIP方向协调控制的核心技术是VIP方向的相位差。显然，周期保持恒定不变是保证VIP方向的相位差恒定不变的必要条件。这种统一各路口周期的方法可省去复杂的大小分区控制，也可以省去大量的网络通讯任务，减轻了通讯负荷。

当然，这里的恒定周期是在长期不恒定周期的运行后，经过反复修正、调整、优化筛选后的恒定周期，而不是任意一个外人强加的不符合实际需要的周期。因此，有必要定期考察此恒定周期是否符合实际需要，是否需要修正、调整、优化。

2、一种权利要求1所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：对道路渠化的王式链族所有车流链的周期总损失时间L都小于0的路口，可以根据交通需求，按如下方法设计自己的自适应方案：

1)根据路口的交通需求{Q_j}和最大允许饱和度q，以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，计算绿信比需求λ _j＝Q_j/qn_jQ_sj，j∈8，其中，n_j是车道数量，Q_sj是饱和最大通行能力；按照“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的方法寻找最小相容方案{I_i}并计算各车流王式最小绿灯时间{G_mi}；

2)把周期C₀按下式分配各整数绿灯时间{G_i}：

             G_j＝Max{C₀ λ _j-A+l，G_mj}                            (1)

式中，λ _j为框架车流j的绿信比要求；G_j为该交通流的绿灯时间；A为黄灯时间；l为起动损失时间；C₀周期；G_mj最小绿灯时间。

3)以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，计算各车流链的链长，确定链长最大的为关键车流链，调整最小相容方案{I_i}使关键车流链的链长尽可能小；

4)再次计算各车流链的链长，比较它们与周期的差别，适当调整各框架车流的绿灯时间，使各车流链的链长等于周期；

5)以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，通过比较对应的绿灯间隔时间和对应的框架车流绿灯时间，确定方案的相位结构和基本相位结构；

6)根据各绿灯之间的最短绿灯间隔时间寻找行、非信号灯启、断的相对时间，完成行、非信号的绿灯配时；根据各绿灯之间的最短绿灯间隔时间寻找右转弯信号灯启、断的相对时间，完成右转弯信号灯的绿灯配时。

很显然，此方案较“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”省略了寻找最小周期工作，省略了对三种交通需求和对应方案的划分。可以极大地缩小方案设计时间，增加方案的适应能力。

3、一种权利要求2所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：保证各路口新旧方案VIP方向信号灯组绿灯信号的起始时刻相互不错开。

在周期总损失时间L为负值的领域内，在各个路口的周期一致的情况下，“保证各路口新旧方案VIP方向信号灯组绿灯信号的起始时刻相互不错开”是能够保持VIP方向相位差恒定的充分必要条件，从而保持了VIP方向相互协调一致。其中一个比较简便的方法就是“各个路口新旧方案变换起始时刻可以不统一，分别为各个路口新旧方案VIP方向信号灯组绿灯信号的起始时刻”。

各个路口不同时变换方案，就可以不同时集中制定方案，而由各个路口根据自己周围的交通需求各自分散制定自己的自适应方案，从而使方案出台更快，更灵活，适应能力更强，而且新旧方案差别比较小，可避免因集中制定方案导致新旧方案差别比较大而需要的过渡方案设计，更避免了方案出台迟缓的时间和过渡方案造成的时间延迟。即使有个别路口出现某种原因不能及时调整方案，也不影响整体网络的协调性能。甚至可以无通讯电缆连接，也更可以避免因通讯误差导致的各个路口方案不协调现象。更重要的是，还可以进一步得到：

4、一种权利要求3所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：在同一路口方案变换过程中可以按如下方法保持个位倒计时显示数据的准确性：

1)在变换开始时刻处于个位倒计时显示期间的信号暂时不得参与方案调整，保持按旧方案运行；

2)在倒计时显示结束时，开始按新方案运行，但不得出现倒计时显示延期；

3)除了变换开始时刻恰逢某红灯或黄灯信号倒计时显示的开始或结束外，不得在方案变换开始时刻出现由红灯变绿灯、黄灯或由绿灯变红灯、黄灯；

4)不得在方案变换开始时刻出现某信号突然进入倒计时显示的中间阶段；

5)在方案变换开始时刻不得出现绿灯间隔时间小于最短绿灯间隔时间的现象，也不得出现绿灯时间小于最小绿灯时间的现象；

即把一个路口的运行方案可以分成若干部分，根据符合上述条件的情况，在一周期内分批完成变换。

显然，这种把一个路口的运行方案可以分成若干部分，在一周期内分批完成变换的方法可以保持个位倒计时显示数据的准确性，彻底解决了自适应不能带倒计时显示的难题。

本方案的优点是可以在变换前后保持由各个路口VIP方向相位差不变，取消传统的复杂分区和集中控制，允许各个路口各自根据交通需求变化，分散进行各自的自适应控制方案设计、变换。及时、准确、贴合实际需求。而且能够在方案变换过程中保持个位倒计时显示数据的准确性。

更重要的是可以增加整个***的鲁棒性，即使个别路口的检测器出现故障，只能执行固定方案，也能够保证整个城市交通***在最大范围内运行VIP方向协调控制的功能，不至于牵一发而动全身，影响整体控制功能。

而且注意到，所有方案的技术条件都已经是保证VIP方向的相位差恒定不变的必要条件，故可以说，已经把所有方案的技术条件放大到了最大。

附图简要说明

图1、一个王式渠化方案及冲突点在冲突区域的位置图，其中：1-10所在的灰色区域是两两框架车流之间的冲突区域，1-10是关键冲突点(为图面的清楚，与此类似的其余30个标注略)，11-18是框架车流信号灯，20-22是右转弯信号灯，23-26是非机动车信号灯，27-34是行人信号灯，35-38是掉头车信号灯。

图2、图1交叉口的王式交通链族图。

图3、图1交叉口恒定周期C＝50s的原交通需求的方案。

图4、图1交叉口恒定周期C＝50s的新交通需求的方案。

图5、图3与图4方案东直行信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。

图6、图3与图4方案西、南、北直行信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。

图7、图3与图4方案东左转弯信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。

图8、图3与图4方案西左转弯信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。

图9、图3与图4方案南、北左转弯信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。

实施本发明的方式

1、很显然，只要给出一个实施例说明，对于事先给定的合理的统一周期数值，任何一个路口，都能够设计出周期损失时间为负值的交通信号控制方案来，就足以说明权利要求1、2的方案非空，可以实施。仍然以“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的路口图1和有关数据为例：

本实施例中的速度条件参数包括：假定各进口路段框架车流最高限速均为60km/h，取计算速度条件参数为：机动车清空车速v_i＝12m/s，进入车的平均加速度a_j＝4m/s²，最高进入车速v_j＝10m/s计算，非机动车速v_j＝4m/s/h，行人速度v_i＝1.5m/s，黄灯时间＝4s。计算速度条件参数下图1交叉口最短绿灯间隔，数据矩阵(s)见表2。

图1交叉口的王式交通链族图见图2。

例1：以“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的例6的数据为例，针对图1交叉口的一组流量需求{Q_i}：东直Q₁＝778pcu/h、西左Q₂＝475pcu/h、北直Q₃＝835pcu/h、南左Q₄＝374pcu/h、西直Q₅＝893pcu/h、东左Q₆＝432pcu/h、南直Q₇＝835pcu/h、北左Q₈＝403pcu/h。单车道饱和流率皆为Q_si＝1600pcu/h，i∈8。黄灯时间A＝4s；各流向车流绿灯损失时间皆为I＝1.5s。

表2 计算速度条件参数下图1交叉口最短绿灯间隔矩阵(s)

则根据流量比y_j＝Q_j/n_jQ_sj，有：y₁＝0.243，y₂＝0.297，y₃＝0.261，y₄＝0.234，y₅＝0.279，y₆＝0.270，y₇＝0.261，y₈＝0.252；绿信比需求分别为λ ₁ ＝0.27；λ ₂ ＝0.33；λ ₃ ＝0.29；λ ₄ ＝0.26；λ ₅ ＝0.31；λ ₆ ＝0.30；λ ₇ ＝0.29；λ ₈ ＝0.28。各车流王式最小绿灯时间{G_mi}：东直G_m1＝9s、西左G_m2＝12s、北直G_m3＝10s、南左G_m4＝9s、西直G_m5＝11s、东左G_m6＝11s、南直G_m7＝10s、北左G_m8＝10s。最小相容方案{I_i}：I₁＝1s、I₂＝-2s、I_2’＝-1s、I₃＝3s、I₄＝-1s、I_4’＝-1s、I₅＝1s、I₆＝-1s、I_6’＝-2s、I₇＝1s、I₈＝-1s、I_8’＝-1s。最大允许饱和度需求q＝0.9。

周期固定的方案设计自然就不需要对周期优选的那些步骤了，所以方案设计就可以省略、改变为：根据周期直接按绿信比需求分配绿灯时间，

把C₀按下式分配各整数绿灯时间{G_i}：

                      G_j＝Max{C₀ λ _j-A+l，G_mj}

式中，λ _j为框架车流j的绿信比要求；G_j为该交通流的绿灯时间；A为黄灯时间；l为起动损失时间；C₀周期；G_mj最小绿灯时间。

当然如果关键车流链发生变化的话，要注意最小相容方案绿灯间隔时间的适当调整。

直接根据各绿信比需求对恒定周期C＝50s分配绿灯时间：G₁＝11s，G₂＝14s，G₃＝12s，G₄＝11s，G₅＝13s，G₆＝13s，G₇＝12s，G₈＝12s。关键车流链为链3和链4，最小相容方案{I_i}依然为：I₁＝1s、I₂＝-2s、I_2’＝-1s、I₃＝3s、I₄＝-1s、I_4’＝-1s、I₅＝1s、I₆＝-1s、I_6’＝-2s、I₇＝1s、I₈＝-1s、I_8’＝-1s。

各个链长分别为：49，49，50，50，故链3和链4各绿灯时间不变，只有G₁，G₂可以扩充分布为1、0，即：G₁＝12s，G₂＝14s，G₃＝12s，G₄＝11s，G₅＝13s，G₆＝13s，G₇＝12s，G₈＝12s。

很显然，周期固定可以省略许多寻找周期的过程，从而大大减少计算量，提高方案设计速度，减少自适应方案出台时间对交通需求的延迟，使方案更贴近交通需求比例。

然后，按照“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的方案设计步骤，通过逐个参数比较，可以得到恒定周期C＝50s的框架方案的参数：

表3 图2交叉口恒定周期C＝50s各个衍生相位阶段参数的比较、计算表格

故图1交叉口恒定周期C＝50s配时方案的各相位阶段时间是：12、13、11、11s，相位间隔时间是：2、-1、3、-1s，西左、北直、北左早亮1s，西直、南直迟断1s，无搭接相位阶段。

可根据各绿灯之间的最短绿灯间隔时间寻找行、非信号灯启、断的相对时间。

表4 图2交叉口恒定周期C＝50s的行、非信号灯启、断的相对时间

表4注1：本例所有非机动车信号绿灯迟断的相对时间(在把约束条件最短绿灯间隔时间用到极致时)都比较大，越过了下一个相位，从而也可能与下个相位的绿灯发生冲突，这种跨阶段间隔时间存在的潜在冲突也是必须考虑的。

还可以根据绿灯间隔时间寻找右转信号灯启、断的相对时间，完成右转信号灯的绿灯配时，见表5。

表5 图1交叉口恒定周期C＝50s的右转弯信号灯可提前放行的信号灯启、断的相对时间

一般小于2的绿灯时间是不能够显示的。虽然我们尽可能提前放行各右转弯机动车，但计算表明，本例各右转弯机动车都只能有一次都大于等于各自的最小绿灯时间的绿灯时间。虽然已经很接近产生第二次都大于等于各自的最小绿灯时间的绿灯时间。

进而形成整个方案，如图3。西右和南右还出现了每个周期2次放行，大大提高了右转车流通行能力。

图中有下划线部分就是为机动车设置的5s红灯倒计时显示部分，而非机动车不需要，故不存在。下同。

为了演示带倒计时显示的不同动态方案之间的转换，我们还需要同一路口在不同交通需求下的另一个例题方案。

我们也需要从一个新的角度展示我们方案的设计方法和流程。

故此，给出下面的数字例题。

例题2：图1交叉口的静态参数如前例，所不同的是设计流量需求变化为：东直Q₁＝998辆/h、西左Q₂＝302辆/h、北直Q₃＝893辆/h、南左Q₄＝294辆/h、西直Q₅＝886辆/h、东左Q₆＝198辆/h、南直Q₇＝665辆/h、北左Q₈＝318辆/h。

据λ _i ＝Q_i/qn_iQ_si可确定各流向的绿信比需求为：λ ₁ ＝0.3465；λ ₂ ＝0.2097；λ ₃ ＝0.3101；λ ₄ ＝0.2042；λ ₅ ＝0.3076；λ ₆ ＝0.1375； _λ 7＝0.2309；λ ₈ ＝0.2208。

根据绿信比需求对恒定周期C＝50s按G_j＝Max{C₀λ_j-A+l，G_mj}分配绿灯时间：

G₁＝15s，G₂＝12s，G₃＝14s，G₄＝9s，G₅＝13s，G₆＝11s，G₇＝10s，G₈＝10s。

大家请注意：1、分配绿灯时间并不是可以一僦而就的，因为存在计算进位误差。比如此例，如果最小相容方案绿灯间隔时间保持不变，则最大周期为51s，有所超出，就需要重新分配绿灯时间。2、但此例不需要重新分配绿灯时间，是因为关键车流链发生了变化，由例1的链3和链4变化为链1，故需要按照“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的介绍的方法，适当调整最小相容方案绿灯间隔时间{I_i}为：I₁＝1s、I₂＝-2s、I_2’＝-1s、I₃＝3s、I₄＝-2s、I_4’＝-1s、I₅＝1s、I_6’＝-1s、I_6’＝-2s、I₇＝1s、I₈＝0s、I_8’＝-1s。所以因关键路线不同，最小相容方案{I_i}确实可以不同。见图2。3、也正因为I₄由-1s变化为-2s，刚好缩短了关键链长同样数量，故此例不需要重新分配绿灯时间。

各个链长分别为：50，47，48，45，故链1中各绿灯时间不变，其余绿灯时间扩充分布可以为1、1、3、0，即：G₁＝15s，G₂＝12s，G₃＝14s，G₄＝9s，G₅＝14s，G₆＝12s，G₇＝13s，G₈＝10s。

然后，通过逐个参数比较，可以得到恒定周期C＝50s的新流量需求的框架方案的参数：

表6 图1交叉口新流量需求的各个衍生相位阶段参数的比较、计算表格

故图1交叉口恒定周期C＝50s新流量需求的配时方案的各相位阶段时间是：

14、12、13、8s，相位间隔时间是：1、-1、3、0s，也与前例不同。东直、北直、北左早启1s，南直迟断1s，也与前例不同。无搭接相位阶段。与前例一致。

继而还可按前述方法，寻找行、非信号灯启、断的相对时间，完成行、非信号的绿灯配时，见表7。

表7 图1交叉口新流量需求的行、非信号灯启、断的相对时间

寻找右转信号灯启、断的相对时间，完成行、非信号的绿灯配时，见表8。进而形成整个方案，如图4。

表8 图1交叉口新流量需求的右转弯信号灯可提前放行的信号灯启、断的相对时间

南右也出现了每个周期2次放行，大大提高了右转车流通行能力。在右转车流可以提前放行情况下还有无必要压缩行、非信号的绿灯配时到最小，可以为右转车流创造更多的安全行车空间，需要根据实际情况确定。

从此例也充分说明了，我们的周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术，根据适当的交叉口恒定周期直接设计王式链族框架方案，进而设计整个信号控制方案的方法，确实简单、快速、可行。

而且采用周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术，具有如下优点：

a、可有利于保证各路口之间VIP方向的相位差恒久不变；(当然，如果定期发现VIP方向的相位差不合适可以进行微调，而微调只在相关路口间进行；)

b、与“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的介绍的方法相比，可减少设计参数数量，省去优化周期的过程和时间，从而加快方案设计速度；

c、与“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的介绍的方法相比，可省去超饱和状态、欠饱和状态和临界饱和状态三种交通需求和对应三种优化设计方***分界，从而加快方案设计速度；

d、与传统协调控制***相比，可省去频繁的分区工作，可消除不断分区的困扰，不再由区域统一进行自适应协调，从而加快方案设计速度；

e、可在VIP方向相位差不变的前提下，任由各路口独自进行设计绿信比自适应方案，既不需要同时，也任何频度限制，从而加快方案设计速度；(当然，如果一个路口有多个信号灯组分别具有与周围路口保持VIP方向相位差不变的任务，该路口这些相关信号灯组之间的相对时间差也不可以随意变动。我们的图4方案与图3方案就碰巧保持了西、南、北直行信号灯组之间的相对时间差)；

f、可不必统一同时进行方案转换，从而大大加速自适应控制方案设计速度和方案转换速度和与个位倒计时显示紧密结合的能力；

g、可以大大加强对路口各个方向的交通需求比例的绿信比自适应能力；

h、各路口之间VIP方向的相位差也可以设置2组，分别对应于上午与下午的潮汐VIP方向，每半天一更换。

故而，我们进一步提出周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术。

显然，这里的恒定周期是在长期不恒定周期的运行后，经过反复修正、调整、优化筛选后的恒定周期，而不是任意一个不符合实际的外人强加的周期。

因此，有必要定期考察此恒定周期是否符合实际需要，是否需要修正、调整、优化。

为什么以前传统的自适应不能使用“恒定周期”呢？

一是因为，在传统的周期总损失时间大于0的情况下，传统的优选的方案周期从60秒到240秒相互差别比较大，“恒定周期”难以概括所有路口、路况，即使划分为不多于5个路口的传统的小区域，也很难实现“恒定周期”。而自适应方案设计的权利只能集中到区。

二是传统的相邻区域的周期差别很大，变化也很大。需要频繁变换分区，使传统的周期相近的相邻路口划分在一个小区域，而传统的周期相差比较大的相邻路口划分在不同小区域，传统的划分小区域的工作只能由相邻小区域的上级中区域统一进行，而传统的中区域的划分只能由更上级大区域统一进行，…，这样，城市越大，传统的分级越多，而传统的自适应方案设计的权利只能越来越集中。

三是传统的权利越集中，传统的自适应方案出台就越慢，越滞后，就越不能适应当前交通需求的需要。

面对经常变化的交通需求和传统的自适应技术的这么多缺点，我们的周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术产品，较传统的交通信号自适应控制***产品，特别是那几家著名的“所谓”最先进的交通信号控制***产品，就更加凸显我们周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术产品的最优性，更能够增加自适应控制的实时适应能力，并能更加凸显适应效果。

总之，我们的周期总损失时间L为负值的恒定周期分散自适应控制技术产品，较传统的交通信号自适应控制***产品具有的优点如表9所示。

表9 恒定周期分散自适应控制与传统自适应控制***的性能比较

注意1：网络通讯确实是现代化的先进技术，但在没有充分发现能够如何有效避免黑客侵袭之前，我们只能有限制地利用，而不能过分依赖。绝对不能因为某些黑客的侵袭而让我们维系广大市民生命安全的公安交通***莫名其妙地陷入瘫痪状态。从这个角度出发，就越发可以凸显出我们L为负值的恒定周期分散自适应控制的鲁棒的重要性了。

注意2：传统自适应***通过使“所有路口统一在同一个瞬时终止旧方案运行”，实现统一保证协调性能的新方案，看似很简单，实际方案变换过程非常复杂。因为各个路口的旧方案与新方案之间的差别可能非常大，故可能需要通过数个过渡方案，经过数周期，才可能完成全部方案的完整变换，而且在方案变换过程中很难保证各个路口之间的协调功能。相比之下，我们的分散自适应控制***的看似复杂的方案变换过程反倒是非常简单、快速的，而且在方案变换过程中绝对不会影响各个路口之间的协调功能。这是因为各个路口自己决策的方案更加贴近自己的原方案。

也正因为如此，传统自适应***为了使具有协调功能的***方案运行时间大于不具有协调功能的过渡时间，也不可能频繁进行自适应变换，否则，传统自适应***的性能就太恶劣了。而我们的分散自适应控制***就没有这种顾及和负担，完全可以频繁进行自适应变换，尽可能适应交通需求的变化需要。

关于表中第10-18款见下面的说明。

“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”提出设置与自适应兼容的个位倒计时显示装置，但未提出如何进行自适应方案的转换，才能保证倒计时显示数据不错乱。

“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”专利申请提出一种上述的交通信号控制方法，包括至少在最后5、6秒利用倒计时显示器同步按秒连贯递减显示对应信号灯信号确定的剩余时间。

在信号灯近旁设置倒计时显示器，及时向路人提供距离信号熄灭时刻所剩余的时间信息诱导帮助，使广大驾驶员能够根据信息和自身车辆载重量、速度情况和路面摩擦力，以及车辆与停止线的距离，自行决定应该何时开始刹车或加速通过停止线。既不违法闯红灯，又能充分利用通行时间，从而降低绿灯损失时间。绿灯损失时间的降低不会影响交通安全和黄灯i后、绿灯j前的i-j间隔时间损失的大小，却可提高有效绿灯时间。

其实，“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”发明的红灯和黄灯个位倒计时显示技术和装置的正在特点并不在于其本身的机械、电器结构，而在于它们能够实现：既保证在红灯和黄灯的最后几秒显示的关键信息真实可靠，不能存在显示数字驻留或跳变的现象而失信于民；又能够不影响自适应方案及时调整。

为了不影响倒计时显示数值的准确性，在方案调整中，必须具有如下条件：

1)在变换开始时刻处于倒计时显示期间的信号暂时不得参与方案调整，保持按旧方案运行。

2)在倒计时显示结束时，开始按新方案运行，但不得出现倒计时显示延期。

3)除了变换开始时刻恰逢某红灯或黄灯信号倒计时显示的开始或结束外，不得在方案变换开始时刻出现由红灯变绿灯、黄灯或由绿灯变红灯、黄灯。

4)不得在方案变换开始时刻出现某信号突然进入倒计时显示的中间阶段。

5)在方案变换开始时刻不得出现绿灯间隔时间小于最短绿灯间隔时间的现象，也不得出现绿灯时间小于最小绿灯时间的现象。

显然，满足上述要求的自适应方案调整，既可随交通流量需求变化及时调整、修正控制方案，又可大量缩小绿灯损失时间l乃至链族周期总损失时间L均值。切实有效解决了传统的倒计时与自适应方案调整不兼容的矛盾问题。

如通过倒计时显示技术可以帮助绿灯损失时间l由1.5s缩小到0.5s，则链族周期总损失时间L均值的大小可以再缩小4s，而周期则也可以缩小4s甚至更多。当然，这只能是在倒计时显示技术帮助下大众行为的统计结果，并非一厢情愿。

如果能，则相当于每38s周期实际发掘了14s的附加有效放行时间，相当于一天24小时有效放行大约32.84小时。非常值得采用倒计时。

现在，我们已经拥有同一链族衍生的对应于不同交通需求的2个不同链族方案的信号组一相位阶段图：图4和图3。显然，因为交通需求的经常变化，这种类似的同一链族2个新、旧不同方案之间需要转换的现象就经常出现。

我们有了图4和图3，就可以给大家演示如何在不影响倒计时显示的情况下，进行由图3方案向图4方案转换的整个过程。为了更清楚，我们把两个图按东直行信号灯组绿灯信号起始时刻(假定该时刻是VIP方向相位差的计量时刻)重合、对齐，叠加起来看，见图5：

虽然图5的图面似乎很乱，但信息量很大。具有如下特征：

1)、尽管交通需求有变化，但因为我们的调整前后的方案周期相同，都是由同一王式链族生成，基本相位结构组成基本无任何跳变，基本相位顺序也不存在任何跳变。

2)、而且由于具有相同的最短绿灯间隔时间和最小绿灯时间安全约束，使得两个图按东直行信号灯组绿灯信号起始时刻(假定该时刻是VIP方向相位差的计量时刻)重合、对齐，叠加起来看，重叠率比较大，每个信号灯组的绿灯和未处于倒计时显示期间的红灯都具有大量的重叠区。

3)、只要在各信号灯组的绿灯和未处于倒计时显示期间的红灯重叠区内进行各信号灯组的方案转换，就一定不会影响各个倒计时显示和所有的安全约束：最短绿灯间隔时间和最小绿灯时间。

这些特征就告诉了我们应该如何安全进行方案转换的技术特征：与以前传统方案转换不同的是：所有参与协调的路口不在同一时刻进行全部方案转换；即使是同一路口，也不在同一瞬间进行全部方案转换；而是让各信号灯组分不同安全时刻进行方案转换。整个过程不会超过10秒，不会出现问题。

此方法与传统方法最大不同在于，它一般不是瞬时全部完成方案转换，而是在几秒内的倒计时显示结束后再完成全部转换。即在新方案图上出现部分信号灯组信号仍然保持旧方案的“几秒补丁图”。如图5中西直的红框内的信号。

当然，VIP方向相位差的计量时刻也不一定是东直行信号灯组绿灯信号起始时刻。所以，我们也给出了以其它框架车流信号灯组绿灯信号起始时刻作为重合、对齐时刻的叠加图。分别见图6、7、8、9及图中的红框内的信号补丁图。

非常巧合的是，图6告诉我们，本例在两个图按西、南、北直行车流信号灯组绿灯信号起始时刻(假定该时刻是VIP方向相位差的计量时刻)重合、对齐时刻，是可以瞬时全部完成方案转换的。所以不存在这种“几秒补丁图”，也就没有必要重新绘图了。

其实，处于倒计时显示期间的信号，禁止其随方案进行转换的限制只是暂时的，并不是占据全周期，而只占据极少的一部分时间(5秒红灯+4秒黄灯＜＜周期)，其余时间都是可以进行参数调整的，故在保证所有倒计时都能够正常显示的前提下，不会严重影响方案的动态调整。

如果一定苛求所有参数同时调整，既难以保证所有倒计时都能够正常显示，也没有必要。在不可能所有参数同时调整的情况下，只能在确定调整方案后，从某时刻开始，分参数逐步分别调整，数秒之内完成方案转换。也正因为在数秒之内就可以完成带个位倒计时显示器的方案转换，就为动态自适应控制技术的实施提供了极大方便。

这些实施例充分说明，根据我们的技术方案，既可随交通流量需求变化及时调整、修正控制方案，又可大量缩小绿灯损失时间l乃至链族周期总损失时间L均值。切实有效解决了传统的倒计时与自适应方案调整不兼容的问题。

也正因为在数秒之内就可以完成带个位倒计时显示器的方案转换，就为动态自适应控制技术的研究、实施提供了极大方便。

传统自适应***通过使“所有路口统一在同一个瞬时进行方案变换”保证协调性能，看似很简单，实际方案变换过程非常复杂。因为各个路口的旧方案与新方案之间的差别可能非常大，故可能需要通过数个过渡方案，经过数周期，才可能完成全部方案的完整变换，而且在方案变换过程中很难保证各个路口之间的协调功能。相比之下，我们的分散自适应控制***的看似复杂的方案变换过程反倒是非常简单、快速的，而且在方案变换过程中绝对不会影响各个路口之间的协调功能。这是因为各个路口自己决策的方案更加贴近自己的原方案。

也正因为如此，传统自适应***为了使具有协调功能的***方案运行时间大于不具有协调功能的过渡时间，也不可能频繁进行自适应变换，否则，传统自适应***的性能就太恶劣了。而我们的分散自适应控制***就没有这种顾及和负担，完全可以频繁进行自适应变换，尽可能适应交通需求的变化需要。

Claims (4)

1.一种多相邻路***通信号自适应协调控制***，参与协调的各个路口时间基本同步，其特征是：在参与协调的所有路口中，至少有一个路口的道路渠化的王式链族所有车流链的周期总损失时间L都小于0；且参与协调的所有路口方案周期相同，不大于60s，而且在相当多的N次方案变换中始终保持周期恒定不变。

2.一种权利要求1所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：对道路渠化的王式链族所有车流链的周期总损失时间L都小于0的路口，可以根据交通需求，按如下方法设计自己的自适应方案：

1)根据路口的交通需求{Q_j}和最大允许饱和度q，以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，计算绿信比需求λ _j＝Q_j/qn_jQ_sj，j∈8，其中，n_j是车道数量，Q_sj是饱和最大通行能力；按照“PCT/CN2011/070879一种交通信号控制***和设计方法及专用设备”里的方法寻找最小相容方案{I_i}并计算各车流王式最小绿灯时间{G_mi}；

2)把周期C₀按下式分配各整数绿灯时间{G_i}：

              G_j＝Max{C₀ λ _j-A+l，G_mj}                    (1)

式中，λ _j为框架车流j的绿信比要求；G_j为该交通流的绿灯时间；A为黄灯时间；l为起动损失时间；C₀周期；G_mj最小绿灯时间。

3)以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，计算各车流链的链长，确定链长最大的为关键车流链，调整最小相容方案{I_i}使关键车流链的链长尽可能小；

4)再次计算各车流链的链长，比较它们与周期的差别，适当调整各框架车流的绿灯时间，使各车流链的链长等于周期；

5)以王式链族的基本相位结构和基本相位顺序结构为基础，通过比较对应的绿灯间隔时间和对应的框架车流绿灯时间，确定方案的相位结构和基本相位结构；

6)根据各绿灯之间的最短绿灯间隔时间寻找行、非信号灯启、断的相对时间，完成行、非信号的绿灯配时；根据各绿灯之间的最短绿灯间隔时间寻找右转弯信号灯启、断的相对时间，完成右转弯信号灯的绿灯配时。

3.一种权利要求2所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：保证各路口新旧方案VIP方向信号灯组绿灯信号的起始时刻相互不错开。

4.一种权利要求3所述的多相邻路***通信号自适应协调控制***，其特征是：在同一路口方案变换过程中可以按如下方法保持个位倒计时显示数据的准确性：

1)在变换开始时刻处于个位倒计时显示期间的信号暂时不得参与方案调整，保持按旧方案运行；

2)在倒计时显示结束时，开始按新方案运行，但不得出现倒计时显示延期；

3)除了变换开始时刻恰逢某红灯或黄灯信号倒计时显示的开始或结束外，不得在方案变换开始时刻出现由红灯变绿灯、黄灯或由绿灯变红灯、黄灯；

4)不得在方案变换开始时刻出现某信号突然进入倒计时显示的中间阶段；

5)在方案变换开始时刻不得出现绿灯间隔时间小于最短绿灯间隔时间的现象，也不得出现绿灯时间小于最小绿灯时间的现象；

即把一个路口的运行方案可以分成若干部分，根据符合上述条件的情况，在一周期内分批完成变换。

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