[发明专利]一种道路交叉口交通信号系统控制方法

权利要求书

1.一种道路交叉口交通信号系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立道路交叉口排队长度模型，通过所述道路交叉口排队长度模型计算道路交叉口排队长度；进一步包括以下步骤：

S11：建立道路交叉口排队长度模型：

L_q＝(Q₂-Q₁)*L_C

其中：L_C为车身长度与平均车头距离之和，Q₁：为一个周期内本相位绿灯时间段内通过检测器I的交通量，Q₂：为一个周期内本相位绿灯时间段内通过检测器II的交通量；

通过所述道路交叉口排队长度模型计算道路交叉口排队长度；

S12：通过公式(1)对所述道路交叉口排队长度模型进行修正，其中，公式(1)满足公式(2)、(3)、(4)；

公式(1)：

qkm(n+1)=qkm(n)+Σj∈FmΣi=1DNarri(n-θ)*Lai(n-θ)*αki,j-Σj∈Fmdepj(n)*Ldj(n)Nfkm;]]>

公式(2)：

θ=va+qmax-queue(n)-v22avΔt;]]>

公式(3)：

n-θ≥0；

公式(4)：

queue(n)≥0；

其中，第k进口第m车流第n步的排队长度；

arr_i(n-θ)：第i个上游检测器第n-θ步的到达车辆数；

La_i(n-θ)：第i个上游检测器第n-θ步的到达车辆长度；

dep_j(n)：第j个下游检测器第n步的驶离车辆数；

Ld_i(n-θ)：第j个下游检测器第n-θ步的到达车辆长度；

第m股车流的车道数目；

v：车速，m/s；

a：减速度，m/s²；

Δt：时间步长，s；

q_max：两检测器间距，m；

queue(n)：第n步排队长度；

θ：上游检测器检测到车辆行驶到排队末端的旅行时间与时间段的比值；

F_m：m车道下游检测器的最大个数；

DN：m车道上游检测器的个数；

k进口道车辆排队数折减系数；

S13：通过如下方法对步骤1的道路交叉口排队长度进行累计误差修正：

(a)零值修正：在一段时间内，若均无车辆通过检测器Ⅰ与检测器Ⅱ，且两检测器之间无车辆存留，则将排队长度调整为0；

(b)满值修正：在一段时间内，若均无车辆通过检测器Ⅰ与检测器Ⅱ，且两检测器之间有较多车辆存留，则将排队长度调整为L₂-L₁；L₁为饱和点位置，L₂为溢出点位置；

其中，检测器Ⅰ与检测器Ⅱ为两个相邻检测器；

S2：根据公式(5)确定单进口道饱和点的位置，根据公式(6)确定单进口道溢出点的位置，所述饱和点为道路交叉口的一个周期内有效绿灯时间内单进口道可以消散的车辆占有的长度，所述溢出点为单进口道可以接受上游交叉口最大绿灯时间内放行车辆数占有的长度且保证该单进口道排队时不会溢出影响上游交叉口；

公式(5)：

L1=S1×f1×ge×LC3600×m1]]>

其中，L₁为饱和点到停车线的位置，S₁为路段的饱和流量，f₁为交叉口直行车辆受转向车辆影响的折减系数，L_C为车身长度，m₁为进口道的车道数，g_e为道路交叉口有效绿灯时间；

公式(6)：

L2=L-S2×f2×gmax×LC3600×m2]]>

其中，L为路段总长度，L₂为溢出点到停车线的位置，S₂为路段的饱和流量，f₂为上游交叉口直行车辆受转向车辆影响的折减系数，L_C为车身长度，m₂为上游交叉口出口道的车道数，g_max为上游交叉口最大绿灯时间；

S3：根据步骤S2中所述饱和点和所述溢出点的位置，对单进口道的交通状态进行判定，根据道路交叉口的各个进口道的交通状态，对该道路交叉口的交通状态进行判定；进一步包括以下步骤：

通过如下方法对单进口道的交通状态进行判定：

当车辆排队长度位于所述饱和点和停车线之间，即L_q＜L₁，所述单进口道的交通状态为不饱和状态；

当车辆排队长度位于于所述饱和点和所述溢出点之间，即L₁＜L_q＜L₂，所述单进口道的交通状态为饱和不溢出状态；

当车辆排队长度超过溢出点位置，即L_q＞L₂，所述单进口道的交通状态为饱和溢出状态；

其中，L_q为车辆排队长度；

S4：根据步骤S3中所述道路交叉口交通状态的判定结果，对该道路交叉口的交通信号系统进行控制。