[发明专利]混合状态下控制子区的动态划分和调整方法

摘要

一种混合状态下控制子区的动态划分和调整方法，属于交通控制工程领域，包括如下步骤：1)获取道路路网信息和交叉口道路流量信息；2)运用交通状态识别算法识别非饱和区域和过饱和区域；3)分别对非饱和区域和过饱和区域进行子区划分；4)对其控制子区进行合理性和高效性的判断，实现子区的动态调整。与现有技术相比，本发明克服了城市路网交通状况受早晚等高峰时段影响较大的问题，对路网的实时交通状况进行反馈，适时地对子区划分方案进行动态调整。

主权项

1.一种混合状态下控制子区的动态划分和调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)假设在第n‑1周期没有滞留车辆，红灯开始后，上游车辆开始向下游排队等待，形成一个从停车线向后以速度v₁的停车波向上游蔓延，在T_A时刻排队车辆蔓延到检测器位置并继续向上游方向排队，设检测器离进口道距离为L_d；在时刻红灯结束绿灯启亮，车辆开始以饱和流率驶离交叉口，假设下游未达到饱和状态，形成以速度为v₂的启动波向上游传播，设启动波到达检测器的时刻为T_B；当停车波时与启动波在某一点相遇时，排队长度达到最大值设该时刻为随后，排队车辆将以速度v₃的消散波开始消散，设消散波经过检测器的时刻为T_C，绿灯的结束时刻为则有当绿灯结束时，车辆又开始积累排队，此时形成以速度v₄的停车波向后蔓延；消散波与停车波的相遇点即为此周期滞留的排队长度，对于整个周期而言，该排队长度是该周期里最小的排队长度此后，若车流保持相同甚至大于该周期的流率，车流将不断地重复着这个过程；2)获取道路路网信息和交叉口道路流量信息，运用交通状态识别算法识别非饱和区域和过饱和区域，过程如下：2.1)先应用如下公式判断识别一个周期结束后是否有滞留车辆：当产生滞留车辆时，可应用如下公式计算其最小滞留排队长度和对应的时刻：2.2)用路段排队消散度QD来衡量过饱和状况，指标计算公式为：式中，ljam为堵塞状态下有效车辆长度，h为饱和状态下车头时距，G为周期内的总绿灯时间；用排队消散度可判别交叉口路段是否处于过饱和状态，当QD＝0时，则交叉口路段处于非饱和状态，当QD＞0时，交叉口路段处于过饱和状态；3)分别对非饱和区域和过饱和区域进行子区划分；4)对于混合状态下已进行过子区划分的城市交通路网，随着交通状况的实时动态变化，有必要对其控制子区进行合理性和高效性的判断，以实现子区的动态调整，过程如下：4.1)在每个信号周期内，审查过饱和控制子区的调整条件TCnet是否满足TCnet≥N，N为该子区内拥堵交叉口的个数，计算采用如下公式：式中：为城市路网中交叉口i的拥堵指数；R_ik为与城市路网中交叉口i相邻的第k条路段，K为与交叉口i相邻路段的总数和；非饱和子区的调整条件，即计算绿波带带宽达到率是否满足计算采用如下公式：式中：Bw和Bv分别为子区内正向和反向的绿波带带宽，kw和kv作为目标函数里的加权系数，Gwmin和Gvmin分别为子区内绿波带正向和反向各交叉口中协调方向最小的绿灯时间；4.2)根据调整条件是否达标，计算“过饱和调整指数”和“非饱和调整指数”，若过饱和控制区域调整条件未达标，则“过饱和调整指数”累计值加1，否则累计值减1；同理，若非饱和控制子区调整未达标，则“非饱和调整指数”累计值加1，否则累计值减1；4.3)若“调整指数”累计值达到4，则认为这种状态下子区的划分已经“过时”，需要对子区做出调整，调整后，“调整指数”累计值清零；4.4)如果是过饱和子区已经过时，需重新计算找出该子区内非拥堵交叉口，考虑划入非饱和子区中；如果是非饱和子区已经过时需重新计算找出该子区内拥堵交叉口，考虑划入过饱和子区中，保证城市路网以最佳效率运行。