[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

说明书

本发明涉及一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法，包括：S1、获取各个相位的实际流量和饱和流量；S2、计算各个相位的信号配时基础参数；S3、计算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；S4、在绿灯初始时刻，计算各个相位的需求度；S5、选取需求度最大的相位作为当前相位，确定优化指数；S6、在最小显示绿灯时间结束时，计算当前相位的限制指数；S7、结合优化指数和限制指数，计算当前相位的显示绿灯延长时间；S8、当前相位结束后，返回步骤S4，进行下一个当前相位的信号配时。与现有技术相比，本发明以车辆排队消散时间作为控制目标，实现了交叉口饱和与不饱和状态下的信号按需配时，提高了交叉口通行效率。

技术领域

本发明涉及交通控制技术领域，尤其是涉及一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法。

背景技术

在交叉口处，不同方向的车流之间相互冲突，为保证车辆的安全行驶，需要对相互冲突的车流分配道路使用权，交叉口的道路使用权是分时段进行分配的，一个时段即为一个相位，相位是对一个交叉口各方向的交通流而言，一组互相不发生冲突的交通流就可以构成一个相位，表示在单交叉口将通行权给予某些方向上的车辆以及行人的时间顺序，在交通控制中，如果信号相位能够得到合理的控制，就能明显提高交叉口的通行效率。

当前的交叉口信号控制方法繁多，主要包括传统的定时控制、分时段定时控制，以及以智慧城市为背景的感应控制，对于不同的控制策略，其控制目标也不尽相同，有的以减少延误为目标，有的以减少排队长度为目标，也有的以多个目标作为优化控制指标，当交叉口流量在一定范围内变化时，这些信号控制策略的控制性能表现较好，但是当交叉口流量出现较大波动时，即交叉口状态在饱和与不饱和状态之间变动时，由于控制策略的适用性较差，无法实现信号控制按需优化分配，容易导致交通信号灯的不合理配时，且传统的信号配时是固定信号相位，增加了等待时间、降低了交叉口的通行效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法，以车辆排队消散时间作为感知对象和控制目标，针对交叉口通行能力饱和与不饱和两种状态，分别确定对应的信号配时方案。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法，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。

进一步地，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；