[发明专利]一种提高主干路相邻交叉口通行效率的交通时段控制方法

权利要求书

1.一种提高主干路相邻交叉口通行效率的交通时段控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在城市主干路交通需求分布信息的基础上，通过多源数据分析技术获取每天不同时间段的主干路交通需求OD信息，得到不同时段主干路需要优化的相邻交叉口各进口道的交通需求量，实时车辆到达率和车辆排队长度，取某一时段内交叉口各进口道各方向的所有OD量的和为这一时段该方向的交通需求量；

S2：确定相邻交叉口信号控制约束条件，设定交叉口进口道各方向最大排队长度、各相位最大、最小绿灯时间约束、公共周期约束、通行能力约束、相邻交叉口中间路段最大排队长度以及周期时长约束；

S3：确定不同的控制时段，根据已采集的历史交通数据获取各进口道每天不同时段车辆到达率和车辆排队长度，可将控制时段分为饱和时段和非饱和时段；

S4：确定不同时段两相邻交叉口的公共信号周期；首先根据各进口道获取到的交通流数据及约束条件，确定各交叉口信号控制的周期时长及信号配时，确定两相邻交叉口中的关键交叉口和非关键交叉口，一般以相邻两交叉口中信号周期较大的交叉口作为关键交叉口，并将该交叉口的周期作为两相邻交叉口协调控制的公共周期；

S5：对于饱和时段，以相邻交叉口中间路段的车辆排队长度为控制参数，合理调整相邻交叉口之间的相位差及信号配时，根据已获取的交通需求量，当相邻交叉口中间路段车辆排队长度达到最大排队长度时，采用提前激活绿灯、延长关联相绿灯时间等策略，调整不同相位的信号配时，及时排放相邻交叉口间即将形成拥堵的车辆。

2.根据权利要求1所述的一种提高主干路相邻交叉口通行效率的交通时段控制方法，其特征在于，所述S1中，通过多源数据分析技术获取主干路所要优化的相邻交叉口每天不同时间段交通需求OD信息，取某一时段内交叉口各进口道各方向的所有OD量的和为这一时段该方向的交通需求量，且多源数据分析技术包括视频数据、手机信令数据等方式。

3.根据权利要求1所述的一种提高主干路相邻交叉口通行效率的交通时段控制方法，其特征在于，所述S2确定相邻交叉口信号控制约束条件，包括以下步骤：

S21：确定相邻交叉口信号控制约束条件：

进口道排队容量约束，为保证相邻交叉口各方向的车流能够正常运行，对于相邻交叉口各方向都设定最大排队长度，即红灯时间各进口道内等待行驶的车辆最大排队长度不超过排队容量；

L_i＜L_i，max

其中，L_i—交叉口i方向车辆排队长度

L_i，max—交叉口i方向车辆最大排队长度；

S22：绿灯时间约束，所有相位的绿灯时间受最小绿灯时间与最大绿灯时间约束，且相邻交叉口中间路段关联相绿灯时间延长后不能大于其最大绿灯时间，

g_i’＜g_i，max

g_i，min＜g_i＜g_i，max

其中，g_i’—相邻交叉口中间路段关联相绿灯时间延长后的绿灯时间

g_i—交叉口i方向有效绿灯时间

g_i，max—交叉口i方向最大绿灯时间

g_i，min—交叉口i方向最小绿灯时间

为保证各方向行人能够安全过街，对于有行人过街的相位绿灯时间不得小于最小绿灯时间，计算公式为：

g_i，max＝C－L－(k-1)g_jmin(i＝1，2，...k；j＝1，2，...，i-1)

其中，L_p—行人过街横道长度

v_p—行人过街步行速度

I—绿灯间隔时间

L—信号周期的总损失时间；

S23：周期时长约束及公共周期约束，周期长度应满足介于最小周期与最大周期之间的约束，公共周期约束即两相邻交叉口的信号周期必须一致，且规定公共周期上限值C_max；

C_min＜C＜C_max

其中，C—周期时长

C_min—最小周期时长

C_max—最大周期时长

周期从(120，150)这一区间开始通行能力随周期变大的增长幅度很微小，因此周期选用的上限即最大周期时长宜限制在(120，150)这一区间内；

交叉口信号控制采用最小周期时，需要满足通行能力的要求，即在一个周期内，到达交叉口的车辆恰好在一个周期内被放行完，既无滞留车辆，也无多余的信号周期时长，最小周期时长应当恰好等于一个周期内关键相位绿灯损失时间总和加上全部到达车辆以饱和流率通过交叉口所需时间，即：

其中，L-信号周期的总损失时间

y_i-第i关键相位关键车道的流量比，即该相位的最大流量比

Y-所有关键相位关键车道的流量比之和

q_ij—第i关键相位车道j的车辆到达率

S_ij—第i关键相位车道j的饱和流率

S24：通行能力相等约束，应保证周期内路段到达交通流量等于离去交通流量。