[发明专利]一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法

权利要求书

1.一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取单交叉口各个相位的实际流量和饱和流量；

S2、根据实际流量和饱和流量，计算得到各个相位的信号配时基础参数，其中，信号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；

S3、根据信号配时基础参数，计算得到交叉口饱和与不饱和状态下各个相位的信号配时进阶参数，其中，信号配时进阶参数包括交叉口的最小周期以及各个相位对应的最小有效绿灯时间和最小显示绿灯时间、交叉口的最大周期以及各个相位对应的最大有效绿灯时间和最大显示绿灯时间；

S4、在绿灯初始时刻，获取各个相位的预计显示绿灯时间和各个相位出口道的平均速度，计算得到各个相位的需求度；

S5、选取需求度最大的相位作为当前相位，以当前相位的需求度作为当前相位的优化指数；

S6、在最小显示绿灯时间结束时，获取其余相位的车辆到达率，计算得到当前相位的限制指数；

S7、结合优化指数和限制指数，通过延时调整函数，计算得到当前相位的显示绿灯延长时间；

S8、当前相位结束之后，返回步骤S4，进行下一个当前相位的信号配时；

其中，所述步骤S2中相位饱和度为：

式中，y_i为相位i的相位饱和度，q_i为相位i的实际流量，S_i为相位i的饱和流量；

交叉口饱和度为：

式中，Y为交叉口饱和度，n为相位总数；

周期总损失时间为：

式中，I_i为相位i的绿灯间隔时间，l_i为相位i的损失时间，A_i为相位i的黄灯时间；

最佳周期时长为：

显示绿灯时间为：

g_i＝g_ei-A_i+l_i

式中，g_i为相位i的显示绿灯时间，g_ei为相位i的有效绿灯时间；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S31、判断交叉口饱和度是否满足第一预设条件：

Y≥0.9

若满足，则执行步骤S32，否则执行步骤S33；

S32、计算交叉口饱和状态下的最小周期以及各个相位对应的最小有效绿灯时间和最小显示绿灯时间、最大周期以及各个相位对应的最大有效绿灯时间和最大显示绿灯时间；

S33、计算交叉口不饱和状态下最小周期以及各个相位对应的最小有效绿灯时间和最小显示绿灯时间、最大周期以及各个相位对应的最大有效绿灯时间和最大显示绿灯时间；

所述步骤S32中交叉口饱和状态下的最小周期为：

C_smin＝30n

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_smax＝60n

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，为交叉口饱和状态下相位i的最大显示绿灯时间；

所述步骤S33中交叉口不饱和状态下的最小周期为：

C_nsmin＝0.75C₀

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，为交叉口不饱和状态下相位i的最小显示绿灯时间，d_i为相位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_nsmax＝max{60n，1.5C₀}

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，为交叉口不饱和状态下相位i的最大显示绿灯时间；

所述步骤S4中各个相位的需求度为：

J_i＝f_pi·f_vi

式中，J_i为相位i的需求度，f_pi为相位i的排队消散指数，f_vi为相位i的出口道畅通指数；

当Y≥0.9，即在交叉口饱和状态下，有：

当Y＜0.9，即在交叉口不饱和状态下，有：

式中，I_xi为相位i的显示绿灯调整间隔时间，T_xi为相位i的车辆排队消散时间，v_i为相位i对应出口道的平均速度；

所述步骤S6中限制指数为：

X_i＝f_l1+…+f_l(i-1)+f_l(i+1)…+f_lj

式中，X_i为相位i的限制指数，f_lj为相位j的紧迫指数，且j≠i；

当Y≥0.9，即在交叉口饱和状态下，有：

当Y＜0.9，即在交叉口不饱和状态下，有：

式中，T_xj为相位j的车辆排队消散时间，γ_j为相位j的车辆到达率，S_j为相位j的饱和流量；

所述步骤S7中显示绿灯延长时间为：

式中，g_yi为相位i的显示绿灯延长时间。