CN103871258B

CN103871258B - 一种交叉口防锁死的信号控制方法

Info

Publication number: CN103871258B
Application number: CN201410084184.4A
Authority: CN
Inventors: 王云鹏; 任毅龙; 余贵珍
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beijing Tage Idriver Technology Co Ltd
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: CN103871258A

Abstract

本发明公开一种交叉口防锁死的信号控制方法，首先通过测量运算确定交叉路口处主干道方向溢流检测器的安装位置后，在相应位置安装溢流传感器；通过溢流传感器实时判断交叉口n是否会处于溢流的状态；通过溢流检测器，实时获取经过溢流检测器的车辆行驶速度，并计算平均速度值，与预设的固定速度阈值进行比较，判断交叉口n是否会处于溢流的状态；若交叉口n会发生交通溢流，此时对交叉口处的交通信号灯预设信号配时进行优化。若车辆的速度大于速度阈值，则交叉口不会发生交通溢流，此时交叉口处的交通信号灯按照预设信号配时运行。本发明优点为：可有效的防止交通溢流的发生，避免“闯绿灯”现象，维护交叉口的通行秩序。

Description

一种交叉口防锁死的信号控制方法

技术领域

本发明涉及城市道路交通控制领域，具体来说，是一种交叉口防锁死的交通信号控制方法。

背景技术

城市交叉口由于受到过饱和流量的影响，某一方向的车辆排队长度会超过路段长度，导致交叉口处于溢流状态。在这种情况下，依据交通法规，溢流方向车的车辆需要停止在停车线附近，不允许进入交叉口，直到交叉口有足够的空间可以容纳这些车辆。但是，在很多拥挤的城市，由于驾驶员不熟悉这些法规，只要信号灯为绿灯，即使交叉口处于溢流状态，车辆继续进入交叉口，这种“闯绿灯”现象频繁发生，导致交叉口锁死，影响其他方向车辆的通行，严重降低了交叉口的通行效率。交叉口锁死发生后，如果不采取有效的措施，这种拥堵状态会蔓延，影响到交叉口周围的众多主、次干道，甚至导致整个区域路网的锁死。

为了有效避免交叉口锁死现象的发生，一方面需要对交叉***通溢流进行识别，另一方面，需在在溢流识别的基础上，对交叉口的信号灯配时进行优化。现有的检测器由于布设位置的原因等，无法对交叉口的溢流进行有效的识别，因而也无法对溢流状态下的交叉口进行优化。

如果能够在溢流发生时，准确及时的检测到交通溢流的状态，并且对当前交叉口的信号配时进行优化，就可以用信号控制的方式，阻止溢流方向的车辆继续进入交叉口，避免交叉口锁死的发生，从而维护了交叉口的通行秩序。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种交叉口防锁死的信号控制方法，通过在交叉口布设溢流检测器，当交叉口发生溢流时，可以有效的对交叉口的溢流状态进行识别，在此基础上，对交叉口当前的信号配时进行优化，从而有效缓解交叉口的交通溢流，防止交叉口的锁死，最终维护交叉口的通行秩序。

本发明交叉口防锁死的信号控制方法，通过下述步骤实现：

步骤1：确定交叉路口处主干道方向溢流检测器的安装位置；

测量交叉口n处垂直于主干道的路段宽度并测量交叉口n与相邻下游交叉口n+1间路段R^n，n+1的长度L^n，n+1；同时，测量交叉口n与n+1间路段的阻塞密度k_j；并采集交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度k_s，且测量i次取均值

由此，在路段R^n，n+1上距离交叉口n+1处停车线l_d处布置溢流检测器：

l_{d} = L - \frac{L_{w}}{\frac{k_{j}}{{\overset{&OverBar;}{k}}_{s}} - 1}

步骤2：实时判断交叉口n是否会处于溢流的状态；

通过溢流检测器，实时获取在时刻t，Δt时间内，经过溢流检测器的车辆行驶速度，并计算平均速度值结合预设的固定速度阈值v_s，判断交叉口n是否会处于溢流的状态，具体为：若车辆的平均速度小于速度阈值v_s，交叉口n会发生交通溢流，此时对交叉口n处的交通信号灯预设信号配时进行优化；若车辆的速度大于速度阈值v_s，则交叉口n不会发生交通溢流，此时交叉口n处的交通信号灯按照预设信号配时运行。

本发明的优点为：

1、本发明交叉口防锁死的信号控制方法，与传统的信号控制方法相比，只需要在交通调查的基础上，在容易发生交通溢流的交叉口布设溢流检测器，通过溢流检测器及时准确的识别交通溢流状态，根据交叉口当前的信号灯状态，对交叉口信号配时进行优化，从而有效的防止交通溢流的发生，避免“闯绿灯”现象，维护交叉口的通行秩序。

附图说明

图1为本发明交叉口防锁死的信号控制方法整体流程图；

图2为交叉路口中溢流传感器安装位置示意图；

图3为路段上车辆排队位置示意图；

图4为交通信号灯配时优化方式整体流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明交叉口防锁死的信号控制方法，如图1所示，通过下述步骤实现：

步骤1：确定交叉路口处主干道方向溢流检测器的安装位置；

如图2所示，测量交叉口n处垂直于主干道的路段宽度并测量交叉口n与相邻下游交叉口n+1间路段R^n，n+1的长度L^n，n+1；同时，测量交叉口n与n+1间路段的阻塞密度k_j；并采集交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度k_s，且测量i次取均值。由于实际中，车辆在R^n，n+1上的排队队尾位置是不断变化的，因此本发明中通过下述方法得到交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度均值，具体为：

如图3所示，在交通高峰期（主干道车流量不小于主干道饱和流流量）时，且在主干道上交叉口n处的交通指示灯直行方向为绿灯时，开始统计经过交叉口n处上游停车线的车辆数目，直至经过停车线的第一辆车car1到达路段R^n，n+1上车辆排队队尾时停止计数，令此时交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆数目为m。同时，测量交叉口n处停车线到路段R^n，n+1上车辆排队队尾之间的距离d，由此，得到交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间的车辆密度：

k_{s} = \frac{m}{d}

（1）

重复上述过程i次（即每次交叉口n处的交通主干道指示灯直行方向为绿灯时执行一次上述过程），对得到的i个交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间的车辆密度，取均值后作为交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度均值

根据上述得到的确定在路段R^n，n+1上安装溢流检测器；

如图2所示，在路段R^n，n+1上距离交叉口n+1处停车线l_d处布置溢流检测器，其中：

l_{d} = L - \frac{L_{w}}{\frac{k_{j}}{{\overset{&OverBar;}{k}}_{s}} - 1}

（2）

步骤2：实时判断交叉口n是否会处于溢流的状态；

通过溢流检测器，实时获取在时刻t，Δt时间内，经过溢流检测器的车辆行驶速度，并计算平均速度值结合预设的固定速度阈值v_s，判断交叉口n是否会处于溢流的状态，具体为：若车辆的平均速度小于速度阈值v_s，v_s接近行人的速度，为1m/s～2m/s，则路段R^n，n+1上车辆排队队尾到达溢流检测器处（即：位于溢流检测器位置处车辆开始排队），交叉口n会发生交通溢流，此时进行步骤4，对交叉口n处的交通信号灯预设信号配时进行优化。若车辆的速度大于速度阈值v_s，则交叉口n不会发生交通溢流，此时交叉口n处的交通信号灯按照预设信号配时运行。

步骤3：交叉口n会发生交通溢流时，交通信号灯配时优化；

如图4所示，当交叉口n会发生交通溢流时，若当前交叉口n处，交通信号灯的相位k与溢流方向（朝向路段R^n，n+1的直行方向）一致时，继续执行相位k会导致交叉口n处交通溢流的发生；因此，需停止交叉口n处交通信号灯当前执行的相位k；同时，实时检测相位k剩余绿灯时长若小于与溢流方向不一致的相位p的最小绿灯时长此时，相位k继续处于停止状态，直至相位k绿灯时长结束，按照交通信号灯配时顺序切换至下一相位。若检测到大于时，则在交通信号灯中***相位p；***的相位p执行时长不小于此时，交叉口n处执行相位p，避免了交叉口n的溢流发生，直至溢流检测器判断下游交叉口不会发生交通溢流，此时查看相位k的剩余绿灯时长为执行相位p的绿灯时长（也就是相位p占用的相位k的绿灯时长）；如果大于相位k最小绿灯时长则将交通信号灯切换为相位k，随后，顺序按交通信号灯配时执行各个相位；如果则交通信号灯继续执行相位p，直至相位k绿灯时长结束后，按照交通信号灯配时顺序切换至下一相位。

当交叉口n会发生交通溢流时，若交叉口n的相位k与溢流的方向不一致，则继续执行相位k，至相位k绿灯时长结束后，检测交叉口n仍会发生交通溢流，且交叉口n的交通信号灯下一个相位q与当前时刻溢流方向一致；此时，若正常切换到相位q，会使交叉口n处发生交通溢流，导致交叉口n锁死；因此，需延长当前相位k的绿灯时长，延长时长为Δg，如果在Δg时长后，检测到交叉口n仍会发生交通溢流时，则继续延长当前相位Δg时长；且上述Δg与相位k的延长次数x的乘积不大于相位q的绿灯时长；本发明中Δg取值为2～3s。如果在延长t次Δg时长后，检测到交叉口n不会发生交通溢流，此时，若相位q绿灯时长减去tΔg大于相位q的最小绿灯时长（相位q剩余绿灯时长大于相位q的最小绿灯时长），则将当前的相位k切换到相位q。若相位q绿灯时长减去nΔg小于相位q的最小绿灯时长则继续延长相位k，至相位q绿灯时长结束后，按照交通信号灯配时顺序切换至相位q后的下一相位。

Claims

1.一种交叉口防锁死的信号控制方法，其特征在于：通过下述步骤实现：

步骤1：确定交叉路口处主干道方向溢流检测器的安装位置；

l_{d} = L^{n, n + 1} - \frac{L_{w}^{n}}{\frac{k_{j}}{{\overset{&OverBar;}{k}}_{s}} - 1}

步骤2：实时判断交叉口n是否会处于溢流的状态；

通过溢流检测器，实时获取在时刻t，Δt时间内，经过溢流检测器的车辆行驶速度，并计算平均速度值结合预设的固定速度阈值v_s，判断交叉口n是否会处于溢流的状态，具体为：若车辆的平均速度小于速度阈值v_s，交叉口n会发生交通溢流，此时对交叉口n处的交通信号灯预设信号配时进行优化；若车辆的平均速度大于速度阈值v_s，则交叉口n不会发生交通溢流，此时交叉口n处的交通信号灯按照预设信号配时运行。

2.如权利要求1所述一种交叉口防锁死的信号控制方法，其特征在于：所述步骤1中交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度均值通过下述方法得到：

在交通高峰期时，且在主干道上交叉口n处的交通指示灯直行方向为绿灯时，开始统计经过交叉口n处上游停车线的车辆数目，直至经过停车线的第一辆车到达路段R^n，n+1上车辆排队队尾时停止计数，令此时交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆数目为m；同时，测量交叉口n处停车线到路段R^n，n+1上车辆排队队尾之间的距离d，由此，得到交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间的车辆密度：

k_{s} = \frac{m}{d}

重复上述过程i次，对得到的i个交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间的车辆密度，取均值后作为交叉口n上游停车线与路段R^n，n+1上的车辆排队队尾间车辆密度均值

3.如权利要求1所述一种交叉口防锁死的信号控制方法，其特征在于：所述步骤2中，交叉口n会发生交通溢流时，交通信号灯配时优化方式为；

当交叉口n会发生交通溢流时，若当前交叉口n处，交通信号灯的相位k与溢流方向一致时，继续执行相位k会导致交叉口n处交通溢流的发生；因此，需停止交叉口n处交通信号灯当前执行的相位k；同时，实时检测相位k剩余绿灯时长若小于与溢流方向不一致的相位p的最小绿灯时长此时，相位k继续处于停止状态，直至相位k绿灯时长结束，按照交通信号灯配时顺序切换至下一相位；若检测到大于时，则在交通信号灯中***相位p；***的相位p执行时长不小于此时，交叉口n处执行相位p，避免了交叉口n的溢流发生，直至溢流检测器判断下游交叉口不会发生交通溢流，此时查看相位k的剩余绿灯时长为执行相位p的绿灯时长；如果大于相位k最小绿灯时长则将交通信号灯切换为相位k，随后，顺序按交通信号灯配时执行各个相位；如果则交通信号灯继续执行相位p，直至相位k绿灯时长结束后，按照交通信号灯配时顺序切换至下一相位；

当交叉口n会发生交通溢流时，若交叉口n的相位k与溢流的方向不一致，则继续执行相位k，至相位k绿灯时长结束后，检测交叉口n仍会发生交通溢流，且交叉口n的交通信号灯下一个相位q与当前时刻溢流方向一致；此时，若正常切换到相位q，会使交叉口n处发生交通溢流，导致交叉口n锁死；因此，需延长当前相位k的绿灯时长，延长时长为Δg，如果在Δg时长后，检测到交叉口n仍会发生交通溢流时，则继续延长当前相位Δg时长；且上述Δg与相位k的延长次数x的乘积不大于相位q的绿灯时长；如果在延长t次Δg时长后，检测到交叉口n不会发生交通溢流，此时，若相位q绿灯时长减去tΔg大于相位q的最小绿灯时长则将当前的相位k切换到相位q；若相位q绿灯时长减去tΔg小于相位q的最小绿灯时长则继续延长相位k，至相位q绿灯时长结束后，按照交通信号灯配时顺序切换至相位q后的下一相位。