CN109087519A - 联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，在对基础信息采集及配置的基础上，分别对“一拖二”联控路口的两个路口的信号方案进行配置，重新划分出相位阶段，并对各阶段绿灯时长进行配置；本发明方法提出通过对两个路口分别进行相序配置，再汇总按时间划分阶段，对各阶段绿灯时长优化的方法，对比现阶段“一拖二”联控信号机方案必须两路口同时考虑的配时方法，大大提高了配置的便利性和效率，使公安交管部门人员可自行配置。

Description

联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法

技术领域

本发明涉及一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法。

背景技术

随着城市化进程的加快及人民生活水平的不断提高，我国机动车保有量呈逐年增长的趋势，越来越多的大中城市交通拥堵问题日趋严重，交通信号控制***在各大城市中不断被应用实施。而随着城市化进程的加快，交通信号控制路口逐步增大，为节约资源提高信控效率，越来越多的城市将两个相邻路口由同一个信号控制机控制，但这种“一拖二”联控交通路口的管理却缺乏有效的管理手段和相位配置方法。

目前针对“一拖二”等联控路口，一般由信控专业团队进行专业化配置，不仅不便于公安交管部门对交通信号方案的监控，也不便于后期优化管理。为有效解决公安交管部门无法自行对“一拖二”联控路口信号方案配置的问题，急需在现有的交通信号方案台账管理***中增加非常规路口的联控信号机的路口方案配置优化工具。

目前信控专业团队在配置“一拖二”路口的交通信号方案时，是根据路***通状况、灯组并线信息、路口渠化特征后，将两个路口视为一个路口进行方案配置，配置方法较为复杂且专业化程度较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，在分别通过交通流量数据对两个路***通信号方案配置的基础上，根据并线连接灯组信息以及连接路段汇入疏散车流方向对联控路口相位阶段、相序及各阶段绿灯时长进行优化配置，有效避免了连接路段交通拥堵问题，提高了道路交通通行效率，同时为公安交管部门提供了“一拖二”交通信号机两路口信号方案配置方法，无需由专业团队配置，提升了信号方案配置效率。

本发明的技术解决方案是：

一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，在对基础信息采集及配置的基础上，分别对“一拖二”联控路口的两个路口的信号方案进行配置，重新划分出相位阶段，并对各阶段绿灯时长进行配置，包括以下步骤，

S1、基础信息采集及配置，对“一拖二”联控路口的路口特征信息、交通流数据以及信号灯组信息进行采集，对路口通行相位进行配置；

S2、信号方案配置，根据交通流数据分别对两个路口相位阶段数目、相位顺序、各阶段放行方向以及周期时长进行配置，其中，联控路口的两路口的信号周期时长必须一致；

S3、根据联控路***通信号灯组并联接线情况将并联灯组并线连接的阶段相位相对应；若两路口的灯组中存在并线连接情况，则将并线连接灯组对应的相位阶段相对应；否则默认为灯组“一灯一线”单独连接直接跳过本步骤，进入下一步骤S4；

S4、将两个路口的信号方案进行对比，重新划分周期内的信号方案阶段；

S5、冲突阶段最大绿灯时长限制，基于两路口的路口形状渠化特征以及连接方向对信号方案各阶段内的相位即通行方向进行判断，对“一灯一线”中有汇入无疏散的冲突阶段绿灯时长最大值进行限制；否则无需进行时长限制，直接转入下一步骤S6；

S6、根据步骤S5中得到的绿灯时长限制对各极端绿灯时长进行配置优化。

进一步地，步骤S1具体为，

S11、路口特征信息采集，包括联控路口的渠化信息、路口连接方向、连接路段距离；

S12、绑定联控路口的车辆检测器设备，并接入车辆检测器设备采集的交通流数据；

S13、对两个路口的信号灯组信息包括灯组类型、接线通道和端子进行采集；

S14、分别对两个路口的可设通行相位进行配置，具体包括相位名称、灯组信息、黄闪亮灯时长、全红亮灯时长、最短绿灯时长和最长绿灯时长，同时对于特殊信号包括公交、特勤、自定义提供相位管理。

进一步地，步骤S2具体为，接入两个路口前端车辆检测器采集的交通流数据，根据交通流数据划分出控制时段，并配置出各时段内信号周期时长和各阶段绿灯时长。

进一步地，在对绿灯时长配置的同时根据各方向的交通流数据给定各阶段绿时需求数值即最短绿灯时长。

进一步地，步骤S3中，若两路口的灯组中存在并线连接情况，将两路口该阶段的阶段绿灯时长调整一致，并对其余阶段相序调整，在周期一定的基础上根据并线阶段对各阶段的绿灯时长进行优化，调整满足步骤S2中给定的最短绿灯时长。

进一步地，步骤S4中，重新划分周期内的信号方案阶段的划分原则如下，将两路口信号的周期开始时间与结束时间相对应，两路口信号方案中若存在一个路口相位变化则默认为一个阶段划分结点。

进一步地，步骤S5中，对“一灯一线”中有汇入无疏散的冲突阶段绿灯时长最大值进行限制，具体为，

S51、若路口信号阶段内非连接路段存在汇入流向，而另一路口同信号阶段未存在对应的疏散相位，则需对该时段的绿灯时长进行限制，即

式中，g_max为最大绿灯时长，L为连接路段的距离，V为期望的最低速度；

S52、为避免冲突阶段导致连接路段车辆拥挤，则在该阶段绿灯时长应小于时段最大绿灯时长限制，即

T_i≤g_max

式中，i为连续的阶段数，T_i为阶段绿灯时长；

同时若连续多个阶段均为有汇入无疏散的冲突阶段，则

∑T_i≤g_max；

S53、为避免黄灯时长和全红时长跨越两个阶段导致信号机逻辑紊乱，则该阶段绿灯时长应大于绿灯间隔时间即黄灯时长与通行相位全红时长之和，即

T_i≥t_red+t_yellow

式中，t_red为通行相位全红时长，t_yellow为黄灯时长。

进一步地，步骤S6具体为，若阶段内存在冲突相位且绿灯时长大于冲突最大绿灯时长限制，则将绿灯时长减少至最大绿灯时长限制数值。

本发明的有益效果是：

一、该种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，创新的将干线协调思路应用到“一拖二”联控路口中，根据路口特征以及连接方向识别出连接路段汇入和疏散车流方向，以疏散车流为目标进行协调分析。该方法对比传统干线协调仅对主干道车流进行协调优化的状况，将转向车流同时考虑，避免了连接路段尤其是短距离连接路段的交通拥堵。

二、本发明提出通过对两个路口分别进行相序配置，再汇总按时间划分阶段，对各阶段绿灯时长优化的方法，对比现阶段“一拖二”联控信号机方案必须两路口同时考虑的配时方法，大大提高了配置的便利性和效率，使公安交管部门人员可自行配置。

附图说明

图1是本发明实施例联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法的流程示意图。

图2是实施例中交叉路口A与交叉路口B的渠化形状信息示意图。

图3是实施例中交叉路口A与交叉路口B的信号配时图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

针对现阶段“一拖二”联控路口信号方案由信控专业团队将两个路口设定为同一路口进行信号方案配置的问题，实施例提出了一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，在分别对两个路口信号方案配置的基础上，根据并线灯组连接调整相序并重新划分信号方案阶段，进一步根据路口特征识别出汇入未疏散的冲突阶段，对冲突阶段的最大绿灯时长进行限制，从而优化配置出联控路口信号方案，避免了连接路段车辆积压拥堵的问题，同时大大提高了信号方案配置效率。

一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，在对基础信息采集及配置的基础上，分别对两个路口的信号方案进行配置，重新划分出相位阶段，并对各阶段绿灯时长进行配置，如图1，具体步骤如下：

S1.基础信息采集及配置，对“一拖二”联控路口的路口特征信息、交通流数据以及信号灯组信息进行采集，对路口通行相位进行配置。

S11.路口特征信息采集。对联控路口的渠化信息(路口形状、待转区、人行横道、分隔带、车道数等)、路口连接方向、连接路段距离。

S12、绑定联控路口的车辆检测器设备，并接入车辆检测器设备采集的交通流数据。

S13、对两个路口的信号灯组信息包括灯组类型、接线通道和端子进行采集。

S14.分别对两个路口的可设通行相位进行配置，具体包括相位名称、灯组信息、黄闪亮灯时长、全红亮灯时长，最短绿灯时长和最长绿灯时长。同时对于公交、特勤、自定义等特殊信号提供相位管理。

S2.信号方案配置。根据交通流数据分别对两个路口相位阶段数目、相位顺序、各阶段放行方向以及周期时长进行配置。其中，因为联控路口，两路口的信号周期时长必须一致。

具体如下，接入两路口前端车辆检测器采集的交通流数据，根据交通流数据划分出控制时段，并配置出各时段内信号周期时长和各阶段绿灯时长。一般情况下，在对绿灯时长配置的同时根据各方向的交通流数据给定各阶段绿时需求数值(最短绿灯时长)。

S3.根据联控路***通信号灯组并线连接将并线连接的阶段相位相对应。

若两路口的灯组中存在并线连接情况，则将并线连接灯组对应的相位阶段相对应，同时将两路口该阶段的阶段绿灯时长调整一致，并对其余阶段相序调整，在周期一定的基础上根据并线阶段对各阶段的绿灯时长进行优化(调整满足S2步骤中给定的最短绿灯时长)，否则默认为“一灯一线”接法直接跳过本步骤。一般情况下，将并线灯组阶段先放行。

S4.将两个路口的信号方案进行对比，重新划分周期内的信号方案阶段。划分原则如下，将两信号的周期开始时间与结束时间相对应，两路口信号方案中若存在一个路口相位变化则默认为一个阶段划分结点，如路口A变为第二相位阶段而路口B仍为第一相位阶段，则将路口A变为第二相位阶段的时间至路口B变为第二相位阶段时间的时间段默认为第二阶段。

S5.基于两路口的路口形状渠化特征以及连接方向对信号方案各阶段内的相位(通行方向)进行判断，对“一灯一线”中有汇入无疏散的冲突阶段绿灯时长最大值进行限制，否则不进行最大绿灯时长限制，直接转入下一步骤S6；

S51.若路口信号阶段内非连接路段存在汇入流向，而另一路口同信号阶段未存在对应的疏散相位，则需对该时段的绿灯时长进行限制，即

式中，g_max为最大绿灯时长，L为连接路段的距离，V为期望的最低速度；一般情况下，V由路口渠化及历史车辆最低速度决定。

S52.为避免冲突阶段导致连接路段车辆拥挤，则在该阶段绿灯时长应小于时段最大绿灯时长限制，即

T_i≤g_max

式中，i为连续的阶段数，T_i为阶段绿灯时长。

同时若连续多个阶段均为有汇入无疏散的冲突阶段，则

∑T_i≤g_max

S53.为避免黄灯时长和全红时长跨越两个阶段导致信号机逻辑紊乱，则该阶段绿灯时长应大于绿灯间隔时间(黄灯时长与通行相位全红时长之和)，即

T_i≥t_red+t_yellow

式中，t_red为通行相位全红时长，t_yellow为黄灯时长，由S13步骤中配置的可设通行相位信息所得。

S6.根据步骤S5中得到的绿灯时长限制对各极端绿灯时长进行配置优化。

具体如下，若阶段内存在冲突相位且绿灯时长大于冲突最大绿灯时长限制，则将绿灯时长减少至最大绿灯时长限制数值。

实施例中，并联接线即两个信号灯组连接到同一个信号机端子上，即两个信号灯组必须同时亮灯。“一灯一线”即信号灯组单独连接到一个信号机端子上。

该种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，创新的将干线协调思路应用到“一拖二”联控路口中，根据路口特征以及连接方向识别出连接路段汇入和疏散车流方向，以疏散车流为目标进行协调分析。该方法对比传统干线协调仅对主干道车流进行协调优化的状况，将转向车流同时考虑，避免了连接路段尤其是短距离连接路段的交通拥堵。

实施例方法提出通过对两个路口分别进行相序配置，再汇总按时间划分阶段，对各阶段绿灯时长优化的方法，对比现阶段“一拖二”联控信号机方案必须两路口同时考虑的配时方法，大大提高了配置的便利性和效率，使公安交管部门人员可自行配置。

实施例的一个具体示例如下：

S1.某市Y路段上存在X1路与Y路的交叉路口A以及X2路与Y路的交叉路口B，其中路口A与路口B均为十字型路口，且东西相连，两路口之间相距仅220m，具体渠化形状信息如图2所示。

基于S12步骤采集交通流数据，并基于S13步骤对两个路口的常规可设通行相位进行配置管理，其中两路口均为十字路口则其可设通行相位均为16组相位。

S2.基于交通流数据配置出路口A和路口B的相位阶段、相序及周期时长，具体如下：

同时根据各方向交通流数据给定出各阶段最低绿时，具体如下：

阶段数	路口A(s)	路口B(s)
			1	30	30
2	20	15
			3	40	30
4		18

S3.根据灯组接线信息将并线灯组相对应，其中路口A与路口B的南向圆饼灯并线连接，则其方向阶段的绿灯时长必须同时且一致。为满足路口A的通行需求，则将路口B南北直行阶段绿灯时长调整(增加)，并压缩后续阶段绿灯时长至最低绿时，调整后，各阶段绿灯时长为38s、20s、32s、22s。

S4.为便于对比路口A与路口B的信号相位阶段，则绘制出信号配时图，如图3，具体如下，并将路口信号方案划分为5个阶段。

S5.对“一灯一线”信号阶段的车流方向进行识别(第二阶段至第五阶段)：

阶段二：路口A和路口B均为南北左转，会造成连接路段拥堵，因此阶段二最大绿灯时长应满足g_max(路口A和B之间距离为220米，而设定的期望的最低速度V为10m/s，则g_max为22s)；

阶段三：路口A为南北左转，路口B为东西直行，其中东直行车辆未在B路口存在疏散方向，则阶段三最大绿灯时长同样满足g_max；

阶段四：路口A为东西对向通行，路口B为东西直行，未存在汇入未疏散的冲突情况，同时对阶段三的汇入车辆进行了疏散；

阶段五：路口A为东西对向通行，路口B为东西左转，未存在汇入未疏散的冲突情况。

进一步，因阶段二与阶段三同时存在冲突，则阶段二与阶段三的绿灯时长综合应小于g_max，且阶段三的总时长大于绿灯间隔时间(5s)。

S6.根据步骤S5的限制条件，以及步骤S2给定的最低绿时需求，对路口信号方案进行配置，具体各阶段方向放行及绿灯时长如下：

Claims (8)

1.一种联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：在对基础信息采集及配置的基础上，分别对“一拖二”联控路口的两个路口的信号方案进行配置，重新划分出相位阶段，并对各阶段绿灯时长进行配置，包括以下步骤，

S1、基础信息采集及配置，对“一拖二”联控路口的路口特征信息、交通流数据以及信号灯组信息进行采集，对路口通行相位进行配置；

S2、信号方案配置，根据交通流数据分别对两个路口相位阶段数目、相位顺序、各阶段放行方向以及周期时长进行配置，其中，联控路口的两路口的信号周期时长必须一致；

S3、根据联控路***通信号灯组并联接线情况将并联灯组并线连接的阶段相位相对应；若两路口的灯组中存在并线连接情况，则将并线连接灯组对应的相位阶段相对应；否则默认为灯组“一灯一线”单独连接直接跳过本步骤，进入下一步骤S4；

S4、将两个路口的信号方案进行对比，重新划分周期内的信号方案阶段；

S5、冲突阶段最大绿灯时长限制，基于两路口的路口形状渠化特征以及连接方向对信号方案各阶段内的相位即通行方向进行判断，对“一灯一线”中有汇入无疏散的冲突阶段绿灯时长最大值进行限制；否则无需进行时长限制，直接转入下一步骤S6；

S6、根据步骤S5中得到的绿灯时长限制对各极端绿灯时长进行配置优化。

2.如权利要求1所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S1具体为，

S11、路口特征信息采集，包括联控路口的渠化信息、路口连接方向、连接路段距离；

S12、绑定联控路口的车辆检测器设备，并接入车辆检测器设备采集的交通流数据；

S13、对两个路口的信号灯组信息包括灯组类型、接线通道和端子进行采集；

S14、分别对两个路口的可设通行相位进行配置，具体包括相位名称、灯组信息、黄闪亮灯时长、全红亮灯时长、最短绿灯时长和最长绿灯时长，同时对于特殊信号包括公交、特勤、自定义提供相位管理。

3.如权利要求1所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S2具体为，接入两个路口前端车辆检测器采集的交通流数据，根据交通流数据划分出控制时段，并配置出各时段内信号周期时长和各阶段绿灯时长。

4.如权利要求3所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：在对绿灯时长配置的同时根据各方向的交通流数据给定各阶段绿时需求数值即最短绿灯时长。

5.如权利要求4所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S3中，若两路口的灯组中存在并线连接情况，将两路口该阶段的阶段绿灯时长调整一致，并对其余阶段相序调整，在周期一定的基础上根据并线阶段对各阶段的绿灯时长进行优化，调整满足步骤S2中给定的最短绿灯时长。

6.如权利要求1所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S4中，重新划分周期内的信号方案阶段的划分原则如下，将两路口信号的周期开始时间与结束时间相对应，两路口信号方案中若存在一个路口相位变化则默认为一个阶段划分结点。

7.如权利要求1所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S5中，对“一灯一线”中有汇入无疏散的冲突阶段绿灯时长最大值进行限制，具体为，

S51、若路口信号阶段内非连接路段存在汇入流向，而另一路口同信号阶段未存在对应的疏散相位，则需对该时段的绿灯时长进行限制，即

式中，g_max为最大绿灯时长，L为连接路段的距离，V为期望的最低速度；

S52、为避免冲突阶段导致连接路段车辆拥挤，则在该阶段绿灯时长应小于时段最大绿灯时长限制，即

T_i≤g_max

式中，i为连续的阶段数，T_i为阶段绿灯时长；

同时若连续多个阶段均为有汇入无疏散的冲突阶段，则

∑T_i≤g_max；

S53、为避免黄灯时长和全红时长跨越两个阶段导致信号机逻辑紊乱，则该阶段绿灯时长应大于绿灯间隔时间即黄灯时长与通行相位全红时长之和，即

T_i≥t_red+t_yellow

式中，t_red为通行相位全红时长，t_yellow为黄灯时长。

8.如权利要求1所述的联控路***通信号方案阶段划分及绿时配置方法，其特征在于：步骤S6具体为，若阶段内存在冲突相位且绿灯时长大于冲突最大绿灯时长限制，则将绿灯时长减少至最大绿灯时长限制数值。