[发明专利]过饱和交通状态下城市干道的交通信号协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市智能交通控制领域，更具体的是涉及一种过饱和交通状态下城市干道的交通信号协调控制方法。

背景技术

伴随着国民经济的持续高速发展，城市化进程进一步加快，加上得益于国家近年来对汽车产业发展的大力支持，我国大中城市汽车保有量呈井喷式递增，而城市路网交通容量有限，导致交通拥堵日趋严重。一些大中城市中心市区的干道上部分路段更是常年处于过饱和交通状态下运行，特别是在早、晚上班高峰时段和节假日前夕，城市干道双向过饱和拥堵更是屡见不鲜。显然，交通拥堵已成为制约现代城市智能化发展的一个瓶颈，它不仅降低了道路行车的安全性，同时也极大的浪费了大量时间和能源，加剧了车辆尾气排放对环境的污染。

虽然，我国不少大中城市早在90年代初期已从国外引进了各种成熟、先进的交通信号控制系统，典型的如TRANSYT系统、SCATS系统、SCOOT系统、RHODES系统等。但是，由于我国各大城市多存在机动车、非机动车、行人混合通行的复杂交通流、不少路网中交叉口规划布局不合理、交通拥堵时交通参与者主动让行的交通意识有待提高，交通道路资源供需矛盾突出等多方面原因，上述交通信号控制系统在实际应用中，特别是在高峰时段的过饱和交通状态下普遍表现不尽如人意。

为此，国内不少专家和研究人员结合我国交通实际情况提出和发明了一系列的交通信号控制方法。如专利公开号为CN101968929A的“一种饱和交通状态下单路口信号优化控制方案”通过高清视频检测器检测路口上、下游车辆排队情况、识别路口中央区域交通事件，并根据检测和识别结果对交叉口上、下游交通信号控制方案进行实时调整。该方法虽对单个交叉口在饱和交通状态下的信号控制方案进行了优化，但是缺乏交叉口间的协调，忽略了当前路口信号控制方案的优化调整对周边交叉口甚至是整个区域交通运行状态的影响。专利公开号为CN101615344A的“一种基于线协调的区域交通控制方法”通过从若干交叉路口中选出一个相关路口，并以该相关路口在当前子区上的协调相位为基准相位，然后，结合基准相位的绿灯起亮时间和相关路口各相位绿信比时间分配，确定该相关路口在另一个子区上对应协调相位的绿灯启动时间，最后，根据所述基准相位和协调相位绿灯启动时间、区域内各协调相位间的相位差确定剩余协调相位绿灯起亮时间。该方法侧重于以线协调优化简化区域协调优化，缺乏对过饱和状态下交通协调的讨论和技术支持，容易导致过饱和状态下的协调效果有限甚至是失效。专利公开号为CN101281685的“区域混合交通自适应信号协调控制方法”将检测器检测到的进入各受控交叉口的车辆信息上传给交通控制器进行预处理后，再传输到区域协调控制计算机，然后区域协调控制计算机对各路口的交通流量进行实时分析预测并据此向各路口交通控制器下发优化后的信号配时参数。该方法虽然包含了不同交通负荷状态下的区域协调，但其协调是建立在对区域实时交通流量进行预测基础上，而在过饱和交通状态下这种预测精度有限且实现过程比较复杂，因此它对于过饱和交通状态下的城市干道进行协调时协调效果有限。

综上所述，立足我国当前的实际交通状况，回顾当前国内外在交通控制领域提出和发明的众多控制方法和技术，不难发现虽然既有针对单路口的也有针对干线和区域的，既有适合于常规交通状态下的也有面向饱和交通状态下的信号控制技术和方法，但是专门针对过饱和交通状态下干道协调控制技术方面的实用发明专利几乎没有，尚有待研究人员和工程技术人员作进一步的研究和开发。

发明内容

为了解决过饱和交通状态下城市干道交通信号协调控制问题，本发明方法提出了一种过饱和交通状态下城市干道的信号协调控制方法，该方法的核心是从城市干道上的关键交叉口出发，沿干道方向构建双向“红波”协调截流带，也即沿协调方向行驶的车辆到达当前交叉口后，只有在紧邻当前交叉口的下游交叉口协调方向的绿灯关闭前，红灯启动后，当前交叉口的车辆才能获得通行权。

一种过饱和交通状态下城市干道的交通信号协调控制方法，包括如下步骤：

步骤1，在干道上确定一个关键交叉口，并选定所有交叉口的协调相位；

步骤2，确定干道上所有交叉口的公共信号周期以及各协调相位的绿信比，并根据公共信号周期以及绿信比设定同一干道方向上相邻交叉口之间的相位差，干道方向包括上行方向以及下行方向；

步骤3，以关键交叉口的协调相位绿灯启动时刻为基准，根据相邻交叉口之间的相位差，从与关键交叉口相邻的交叉口开始，在每个干道方向依次确定干道上其他交叉口协调相位的绿灯启动时刻，每个交叉口在不同干道方向的绿灯启动时刻进行统一之后再进行下一交叉口的调整；