[发明专利]四路环形交叉口交通响应控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通控制技术领域，涉及一种四路环形交叉口交通响应控制方法，此类环形交叉口采用“左转二次停车”控制模式。

背景技术

四路环形交叉口的“左转二次停车”控制模式具有以下技术特征：通行空间方面，设置左转机动车专用进口道，将进口道停车线视作第一停车线，在环道一侧入环机动车交织区的上游位置设置第二停车线，大部分左转机动车通过第一停车线进入环道后，需在逆时针方向的第二条环道停车线后进入排队状态，待再次获得通行权后方可通过第二停车线；通行时间方面，安装进口道信号灯和环道信号灯，设置进口道左转机动车相位、进口道直行机动车相位和环道相位，从时间上分离入环机动车与环内机动车的交通冲突，本向和对向的进口道直行机动车相位的绿灯时间“同启、同断”，与进口道直行机动车相位相比，同一进口的左转机动车相位的绿灯时间可以“迟启”或“早断”。

环形交叉口信号控制方法涉及的术语主要包括以下6种：

①交通冲突区是指交叉口各个进口道的停车线双向延伸后形成的闭合区域。

②相位与信号灯组的意义相同，均指始终具有相同灯色显示的信号灯的逻辑组合。

③机动车相位的信号灯色及其显示顺序采用“绿灯→黄灯→红灯→绿灯”，行人相位的信号灯色及其显示顺序采用“绿灯→红灯→绿灯”。

④绿灯间隔时间是指互为冲突的两个相位中，当前绿灯相位的绿灯结束时刻与下一绿灯相位的绿灯启亮时刻的时间间隔。

⑤环道容量是指某个出环机动车交织区内，在对出环车辆通行无显著阻滞作用的前提下，环道停车线后能够容纳的最大排队车辆数。

⑥环道“死锁”状态表现为环形交叉口的所有入环和出环机动车交织区内，入环和出环车辆由于受到环道内车辆的阻挡均无法正常进出环道。

目前，四路信号控制环形交叉口普遍采用预设时间控制方法，通常根据各个进口方向机动车交通需求的历史数据划分若干控制时段，以环道容量为约束，采用非对称式方法为进口道机动车相位和环道相位分配绿灯时间，某一控制时段内，各个相位的绿灯显示时间保持不变。然而，此类方法无法根据机动车交通需求的短时连续变化自动调整通行时间资源供给，机动车交通需求高峰时段，在无人为干预的情况下，环道极有可能陷入死锁状态。一旦环道陷入死锁状态，节点上的局部交通拥堵将向相交道路上游快速扩散，逐渐演变成整个区域的全面交通拥堵。

发明内容

本发明提供了一种四路环形交叉口交通响应控制方法。该方法面向采用“左转二次停车”控制模式的四路环形交叉口。本发明的技术方案中涉及的符号解释见下表1：符号解释。

K进口道相位标识，K∈K1，K2，...，K8

K′进口道直行相位标识，K′＝K2，K4，K6，or K8

K″进口道左转相位标识，K″＝K1，K3，K5，or K7

R环道相位标识，R∈R1，R2，R3，R4

F行人相位标识，F∈F1，F2，F3，F4

Z，Z′相位标识，Z∈K，R，F；Z′∈K，R，F；Z≠Z′

DBG(K′，K″)相位K″的后置时间，即相位K′与同一进口的相位K″的绿灯启亮时间差，秒

DEG(K′，R)相位K′与其逆时针方向紧邻的相位R的绿灯结束时间差DEG(K′，R)，DEG(K′，R)＞0

Gmax_K相位K的最大绿灯时间，秒

Gmin_K相位K的最小绿灯时间，秒

Gmin_K，S相位K保证行车安全的最小绿灯时间，秒

Gmin_K，P相位K保证行人安全过街的最小绿灯时间，秒

Gmin_K，QS相位K保证一定数量排队车辆消散的最小绿灯时间，秒

G_Z相位K的当前绿灯显示时间，秒

G_reR相位R的剩余绿灯显示时间，秒

H_no.检测器no.的车头时距，秒

intg(Z，Z′)相位Z至Z′的绿灯间隔时间，秒

O_no.检测器no.的占有时间，秒

S_Z相位Z的上一绿灯结束时刻至当前时刻的时间间隔，秒

T_Z-Z′相位Z至Z′的相位切换过程持续时间，秒

T_H车头时距阈值，秒

T_O占有时间阈值，秒