[发明专利]一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法

说明书

本发明公开一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，包括步骤1：进行钩形弯交叉口和与其相邻的常规交叉口的渠化设计；步骤2：计算该与钩形弯相邻的常规交叉口的机动车平均延误；步骤3：计算钩形弯交叉口的机动车平均延误；步骤4：用钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内各个车道的延误之和除以该两交叉口内的总流量，可得钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误；以钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小为目标函数，以两交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束条件，建立钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化模型。本发明有效降低钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的总体延误，提高通行效率。

技术领域：

本发明涉及一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，属于交通管理与控制技术领域。

背景技术：

钩形弯左转交叉口是车辆在交叉口处借助两个直行相位进行左转的交叉口，因车辆在该交叉口内的左转轨迹像一个钩子，故命名为钩形弯交叉口。通过设置合适的交通设施，钩形弯交叉口可在道路空间资源不足的交叉口发挥效用。二十世纪中期，墨尔本首先应用了交叉口机动车钩形转弯的交通组织方式，以解决交叉口内的直行车辆和有轨电车通行效率低以及转弯车辆与电车、直行车的冲突问题。该方法随后被应用于中国台湾、美国伊利诺伊等地。

目前关于钩形弯交叉口的研究主要集中于交叉口运行性能的评价以及交叉口信号控制方案的优化。在钩形弯交叉口的运营性能方面，Hounsell与Yap通过交通仿真对比钩形弯交叉口与传统交叉口处的车辆运行情况，发现钩形弯交叉口可有效提高直行车的通行能力。与此同时，Bie和Liu对采用自适应控制方法的钩形弯交叉口的运行性能进行了仿真评估。在此基础上,覃鹏指出合理设置钩形弯有助于减少交叉口的总延误。Currie与Reynolds对钩形弯交叉口的交通组织方式进行了研究综述，指出其安全性和通行效率都比传统交叉口要高。

在钩形弯左转交叉口的信号优化方面，成卫等首先建立了钩形弯交叉口的直行车道和直、左、右车辆共用车道的车辆延误模型，为此类交叉口的信号方案提供了理论依据。鉴于在固定信号方案下的配时参数无法随车流量的变化而调整，陈松等将感应控制方法运用于钩形弯左转的信号配时中，运用仿真实验证明了该方法可有效提高钩形弯交叉口的通行能力。Bie等从信号协同的角度出发，对相邻的钩形弯交叉口进行了信号协同优化研究。

已有的研究中主要针对单个钩形弯交叉口进行优化研究，而现有钩形弯交叉口普遍存在与相邻的常规交叉口的交通组织优化不够合理的现状。针对此问题，目前尚无关于钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的信号协同优化方法的理论依据。该交通组织方式亟需一套系统的信号协同优化方法。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，旨在针对钩形弯左转交叉口与常规交叉口建立信号协调控制优化方案，以降低钩形弯交叉口与相邻常规交叉口的总体延误，提高通行效率。

本发明的上述目的可通过以下技术方案来实现：

一种钩形弯交叉口信号协同控制优化方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：进行钩形弯交叉口和与其相邻的常规交叉口的渠化设计；

步骤2：计算该与钩形弯相邻的常规交叉口的机动车平均延误；

步骤3：计算钩形弯交叉口的机动车平均延误；

步骤4：用钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内各个车道的延误之和除以该两交叉口内的总流量，可得钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误；以钩形弯交叉口和与其相邻常规交叉口内的车辆平均延误最小为目标函数，以两交叉口的周期时长和相位绿灯时间为约束条件，建立钩形弯交叉口与常规交叉口信号协同优化模型。