[发明专利]基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法

权利要求书

1.一种基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1-1)获取交通控制系统中的实时数据，实时数据包括单交叉口绿灯期间的交通流量、绿灯结束排队长度和红灯结束排队长度；

(1-2)获取所有流向的交通需求；

(1-3)基于相位方案决策获取相位i；

(1-3-1)根据各流向的交通需求利用计算流量比j，若流量比j小于等于0.2，转入步骤(1-4)，若流量比j大于0.2，转入步骤(1-3-2)，路口流量为检测得到，路口能够通行的最大流量为设定值；

(1-3-2)根据各个交通流当前周期的交通需求计算单交叉口当前周期的交通流均衡程度，根据各个交通流下一个周期的预估交通需求计算下一个周期的交通流均衡程度，交通流均衡程度的计算公式为其中，依次表示两相对流向交通需求，j_es、j_ws依次表示两相对流向的流量比；

(1-3-3)根据计算得到的交通流均衡程度，预估下一周期相位交通流是否失衡；如果失衡，按照双环结构NEMA方法来预估单交叉口相位；如果不失衡，转入步骤(1-4)；

其中，所述交通流均衡程度是指在同一相位中两相对流向交通量的差异程度；

(1-4)获取各个相位绿灯时间；

(1-5)将各个相位时间相加得到周期时间；

(1-6)将优化后的控制方案下发给交通信号控制机。

2.根据权利要求1所述的基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，其特征在于，步骤(1-2)包括如下具体步骤：

(2-1)根据当前周期相位i中各流向绿灯期间的车流量和绿灯结束时的排队长度，利用公式计算相位i的预估车流量，其中，Q_i(k)、Q_G,i(k)、L_G,i(k)分别为相位i关键车流在第k个信号周期的预估车流量、绿灯期间通过车流量和绿灯结束时车辆排队长度；L_v为每辆车的平均预估长度；

(2-2)利用公式计算当前周期及前(m_c-1)个周期预估车流量的均值，作为相位i下一个周期的交通需求，其中，Q_i(k-l+1)为预估车流量，m_C为周期总数量；

其中，所述关键车流通常设置为相位i所控制的各个车流中车流量最大的，也可根据路口实际情况进行人为设置；

所述下一个周期的交通需求是指当前周期红灯结束的排队车辆数与下一周期驶入路口的车辆数。

3.根据权利要求2所述的基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，其特征在于，步骤(1-4)包括如下具体步骤：

(3-1)判断相位i是否为锁定控制，如果相位i是锁定控制，相位i绿灯时间为锁定控制预置的绿灯时间，转入步骤(3-5)；如果相位i不是锁定控制，转入步骤(3-2)；

(3-2)根据相位交通需求和车头时距，计算相位所需绿灯时间；

(3-3)以相位红灯结束时的排队长度作为约束，对计算得到的相位所需绿灯时间做优化处理；

(3-4)以相位最小绿灯时间、相位最大绿灯时间为约束，对做过优化处理的相位所需绿灯时间做合理性检验；

(3-5)将相位i与所有相位的总个数n比较，如果i＜n，使i值增加1，转入步骤(3-1)，如果i≥n，转入步骤(1-5)；

其中，所述锁定控制是指能够使得路口绿灯时间控制策略更加多样化，能够适用于特殊的控制需求；也能够在某相位流量或者排队长度检测故障时对该相位进行降级锁定操作，保证其他相位依然采取自适应控制策略；

所述车头时距是指路口进口车道中排队车辆连续通过停车线时相邻两车之间的时间间距；

所述相位最小绿灯时间是指相位绿灯信号必须开启的最短安全时间；

所述相位最大绿灯时间是指相位绿灯信号允许开启的最长时间。

4.根据权利要求3所述的基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，其特征在于，根据相位交通需求和车头时距，计算相位所需绿灯时间的公式为其中，为相位i的交通需求，ΔQ为各个相位绿灯时间分配时在预估交通流量以外增加的预置车辆数；Δh为车队连续通过时的平均车头时距；L_R,i为相位i关键车流在红灯结束时车辆排队长度。