[发明专利]一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的交叉口的信号控制方法，特别针对一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法。

背景技术

异质交通是指不同动力性能、不同物理尺寸的车辆混杂在一起行驶的状态，是我国中、小城市交通普遍呈现的交通特征。机动车和非机动车在平面信号交叉口相互之间的冲突和干扰现象，严重影响了交叉口的通行效率，增加了交通安全隐患，加剧交通拥堵发生，引发的直接和间接经济损失巨大。异质交通是一个非线性、强随机性和时变性的复杂系统，其有三个典型特征：车种高度混杂、没有车道渠划、车辆转向彼此干扰。而现有的交叉口信号控制方法以机动车为主，从单一的、静态的角度出发考虑，不适应于我国中、小城市特有的异质交通状态下的交叉口信号控制。因此，传统的信号控制方法难以对其进行高效控制。

城市交叉口作为城市交通系统的重要组成部分，是交通网络的节点和城市交通的瓶颈。相对路段而言，各个方向的不同异质交通流在交叉口交织运行、相互干扰，其通行能力远远小于路段。因此，设计一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法，可直接在一定程度上缓解城市道路交叉口交通拥堵现象。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法，该方法可以实现交叉口通行能力的最大化利用，大幅度降低车辆通过交叉口的延误,提升信号交叉口运行效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种异质交通状态的交叉口信号优化控制方法，包括以下步骤：

步骤10)：以异质交通流汇聚的交叉口为研究对象，在交叉口安装视频检测器，识别各进口道处的异质交通特征；

步骤20)根据各进口道的异质交通特征，建立车辆行驶仿真模型，仿真异质交通流，得到各进口道的饱和流量；

步骤30)基于各相位等饱和度的原则优化信号参数，得到交叉口的信号配时。

进一步，所述步骤10)包括以下步骤：

步骤101)选取高峰期间内异质交通流汇聚的交叉口为对象，利用视频检测器进行数据采集：将摄像机架设在待测交叉口路边，使摄像机的拍摄范围覆盖该交叉口的第i个进口道和与该进口道对应的出口道，且拍摄到高峰期非机动车和机动车的到达和驶离过程；视频中拍摄包括人力自行车、电动自行车、公交车和小汽车；

步骤102)从城市网络矢量地图上提取待测交叉口的几何参数，几何参数包括各方向进口道宽度H、交叉口的长度W_l；

步骤103)根据步骤101)摄像机拍摄的视频，统计高峰期时段平均每个周期内，红灯期间聚集在各进口道上的人力自行车数量N_cb、电动自行车数量N_eb、公交车数量N_bus、小汽车数量N_car；且统计高峰期时段平均每个周期内，红灯期间聚集在进口道上的左转车数量数N_lt，以及右转车辆数N_rt，且依式(1)、式(2)、式(3)、式(4)测算人力自行车、电动自行车、公交车和小汽车的比例，分别为P_cb、P_eb、P_bus和P_car，依式(5)、式(6)测算左转车和右转车的比例，分别为T_lt和T_rt：

式(1)；

式(2)；

式(3)；

式(4)；

式(5)；

式(6)；

步骤104)把步骤101)拍摄的视频导入软件Adobe Premiere中，该软件对视频以每秒25帧的速率播放，测算人力自行车通过交叉口的最大速度v_max1和加速度a₁、电动自行车通过交叉口的最大速度v_max2和加速度a₂、公交车通过交叉口的最大速度v_max3和加速度a₃以及小汽车通过交叉口的最大速度v_max4和加速度a₄；测算所有车辆通过交叉口的第85百分位车速v₈₅和第15百分位车速v₁₅；

步骤105)根据步骤101)拍摄的视频，统计高峰期时段平均每个周期内，绿灯启动时，第i个进口道排队消散时间T_obsⁱ。

进一步，所述步骤20)包括以下步骤：