[发明专利]一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法

权利要求书

1.一种基于模糊控制的干线交叉口控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取干线各个交叉口信号相位的实际流量和饱和流量，计算得到干线各个交叉口信号相位的配时基础参数；

S2、根据配时基础参数，计算得到交叉口饱和与不饱和状态下的配时进阶参数；

S3、将交叉口之间的干线划分为检测路段、第一子路段和第二子路段；

S4、获取第一子路段的平均速度，以确定交叉口相位的出口道畅通指数；

获取检测路段的车辆排队消散时间，以确定交叉口相位的排队消散指数；

获取第二子路段的通行能力，以确定交叉口相位的下游路段畅通指数；

S5、结合出口道畅通指数、排队消散指数和下游路段畅通指数，计算得到干线协调控制指数；

S6、获取第二子路段的平均速度，以确定交叉口相位的干线上游拥挤指数；

S7、设计干线协调模糊控制器，将干线协调控制指数和干线上游拥挤指数作为输入，以输出绿灯预计显示时间；

S8、在交叉口当前相位达到最小显示绿灯时刻时，获取该交叉口其余相位的车辆到达率，计算得到该交叉口其余相位的紧迫指数，以确定干线协调约束指数；

S9、结合绿灯预计显示时间和干线协调约束指数，计算得到交叉口相位的显示绿灯时间；

其中，所述步骤S1中配时基础参数包括相位饱和度、交叉口饱和度、周期总损失时间、最佳周期时长和显示绿灯时间，所述相位饱和度为：

式中，y_mi为交叉口m相位i的相位饱和度，q_mi为交叉口m相位i的实际流量，S_mi为交叉口m相位i的饱和流量；

所述交叉口饱和度为：

式中，Y_m为交叉口m饱和度，n为交叉口m的相位总数；

所述周期总损失时间为：

式中，I_mi为交叉口m相位i的绿灯间隔时间，l_mi为交叉口m相位i的损失时间，A_mi为交叉口m相位i的黄灯时间；

所述最佳周期时长为：

所述显示绿灯时间为：

g_mi＝g_mei-A_mi+l_mi

式中，g_mi为交叉口m相位i的显示绿灯时间，g_emi为交叉口m相位i的有效绿灯时间；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、判断交叉口饱和度是否满足第一预设条件：

Y_m≥0.9

若满足，则执行步骤S22，否则执行步骤S23；

S22、计算交叉口饱和状态下的最小周期为：

C_msmin＝30n

式中，C_msmin为交叉口m饱和状态下的最小周期；

交叉口饱和状态下各个相位的最小有效绿灯时间为：

式中，为交叉口m饱和状态下相位i的最小有效绿灯时间；

交叉口饱和状态下各个相位的最小显示绿灯时间为：

式中，为交叉口m饱和状态下相位i的最小显示绿灯时间；

交叉口饱和状态下的最大周期为：

C_msmax＝60n

式中，C_msmax为交叉口m饱和状态下的最大周期；

交叉口饱和状态下各个相位的最大有效绿灯时间为：

式中，为交叉口m饱和状态下相位i的最大有效绿灯时间；

交叉口饱和状态下各个相位的最大显示绿灯时间为：

式中，为交叉口m饱和状态下相位i的最大显示绿灯时间；

S23、计算交叉口不饱和状态下最小周期为：

C_nmsmin＝0.75C_m0

式中，C_nmsmin为交叉口m不饱和状态下的最小周期；

交叉口不饱和状态下各个相位的最小有效绿灯时间为：

式中，为交叉口m不饱和状态下相位i的最小有效绿灯时间；

交叉口不饱和状态下各个相位的最小显示绿灯时间为：

式中，为交叉口m不饱和状态下相位i的最小显示绿灯时间，d_mi为交叉口m相位i对应的行人过街设施长度，v_w为行人过街的速度；

交叉口不饱和状态下的最大周期为：

C_nmsmax＝max{60n，1.5C_m0}

式中，C_nmsmax为交叉口m不饱和状态下的最大周期；

交叉口不饱和状态下各个相位的最大有效绿灯时间为：

式中，为交叉口m不饱和状态下相位i的最大有效绿灯时间；

交叉口不饱和状态下各个相位的最大显示绿灯时间为：

式中，为交叉口m不饱和状态下相位i的最大显示绿灯时间。