一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法技术

一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法，采用的设备包括多个交通流检测器、数据传输子系统、数据处理及控制模块、车道信号灯，首先，交通流检测器实时采集交叉口各出口车道的排队信息；其次，交通流检测器将采集到的排队信息经数据传输子系统传送给数据处理及控制模块；最后，数据处理及控制模块对接收到的排队信息进行逻辑判断，当判断得出某个出口车道即将发生排队溢出时，数据处理及控制模块采取绿灯缩短、相位跳跃等策略立即发出控制命令经数据传输子系统改变车道信号灯灯色，中断驶入该出口车道的车流，以确保交叉口的运行通畅。本方法一则通过信号控制技术消除交叉口出口排队溢出情况的出现，避免交叉口发生阻塞；二则提高拥挤区域交叉口的通行能力，缩短交通拥堵的疏散时间。

Signalized intersection control method based on export residual capacity constraint

A restriction of the residual capacity of intersection signal control method based on the equipment, including a plurality of traffic flow detector, data transmission subsystem, data processing and control module, Lane lights, first of all, the traffic flow queuing information real-time acquisition of each exit lane crossing detector; secondly, the traffic flow detector will queue information collection to the data transmission subsystem is transmitted to the data processing and control module; finally, data processing and control module for receiving line information for logical judgment, when the judge an imminent exit lane queue overflow, data processing and control module to shorten the phase jump, green strategy immediately sends control commands through the data transmission subsystem change lanes signal, interrupt into the exit lanes of traffic, to ensure the operation of intersection Unobstructed\u3002 This method is through the signal control technology to eliminate the intersection exit queue overflow situation, avoid the intersection blocked; two to improve the capacity of the intersection congestion area, reduce traffic congestion evacuation time.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通工程领域，具体涉及一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法。
技术介绍
尽管《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十三条规定：机动车遇前方交叉路口交通阻塞时，应当依次停在路口以外等候，不得进入路口。如果出现类似情况将可能被处以罚款100元、记2分的处罚。但因缺乏行之有效的监管措施，目前该项规定一直未实行。而城市路网早晚高峰经常出现过饱和的交通状态，在交叉口处随着排队等待通行的车辆不断累积，当车辆排队长度超过路段长度时就会出现排队溢出现象，进而阻断交叉口其他方向车辆的通行，引起交叉口死锁。此时，不但排队溢出方向的车辆会逐渐向上游蔓延，被阻断通行的其他方向的车辆排队也会越来越长，从而引发更大范围的排队溢出，造成局部区域的交通瘫痪。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法，确保城市道路交叉口的运行通畅。本专利技术的目的是这样实现的：一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法，采用的设备包括多个交通流检测器、数据传输子系统、数据处理及控制模块、车道信号灯，交通流检测器与交通流检测器电信号连接，数据传输子系统与数据处理及控制模块电信号连接，车道信号灯与数据传输子系统电信号连接，其具体控制方法包括如下步骤：步骤一：判断交叉口是否满足设置条件交叉口高峰时段经常出现排队溢出的情况，且每个出口的总容量大于一个信号周期内驶入该出口车道的总车辆数，即： L e × n e o h ‾ > S w s × g w s × n w s + S n l × g n l × n n l - - - ( 1 ) ]]> L w × n w o h ‾ > S e s × g e s × n e s + S s l × g s l × n s l - - - ( 2 ) ]]> L s × n s o h ‾ > S n s × g n s × n n s + S e l × g e l × n e l - - - ( 3 ) ]]> L n × n n o h ‾ > S s s × g s s × n s s + S w l × g w l × n w l - - - ( 4 ) ]]>式中Le,Ls,Lw,Ln——东、南、西、北出口车道长度(m)；neo,nso,nwo,nno——东、南、西、北出口的车道数(条)；——车辆排队时平均车头间距(m)；Ses,Sss,Sws,Sns——东、南、西、北各进口直行车道饱和流率(veh/s)；Sel,Ssl,Swl,Snl——东、南、西、北各进口左转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法，采用的设备包括多个交通流检测器、数据传输子系统、数据处理及控制模块、车道信号灯，交通流检测器与交通流检测器电信号连接，数据传输子系统与数据处理及控制模块电信号连接，车道信号灯与数据传输子系统电信号连接，其特征在于，方法包括如下步骤：步骤一：判断交叉口是否满足设置条件交叉口高峰时段经常出现排队溢出的情况，且每个出口的总容量大于一个信号周期内驶入该出口车道的总车辆数，即：Le×neoh‾>Sws×gws×nws+Snl×gnl×nnl---(1)]]>Lw×nwoh‾>Ses×ges×nes+Ssl×gsl×nsl---(2)]]>Ls×nsoh‾>Sns×gns×nns+Sel×gel×nel---(3)]]>Ln×nnoh‾>Sss×gss×nss+Swl×gwl×nwl---(4)]]>式中Le,Ls,Lw,Ln——东、南、西、北出口车道长度(m)；neo,nso,nwo,nno——东、南、西、北出口的车道数(条)；——车辆排队时平均车头间距(m)；Ses,Sss,Sws,Sns——东、南、西、北各进口直行车道饱和流率(veh/s)；Sel,Ssl,Swl,Snl——东、南、西、北各进口左转车道饱和流率(veh/s)；ges,gss,gws,gns——东、南、西、北各进口直行车绿灯时间(s)；gel,gsl,gwl,gnl——东、南、西、北各进口左转车绿灯时间(s)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口直行车道数(条)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口左转车道数(条)；步骤二：交叉口出口交通流检测器位置的确定交叉口每个出口布设两组交通流检测器，第二交通流检测器至出口线间能够停放的车辆数定义为出口车道的预留容量；(1)第二交通流检测器位置的确定交叉口出口第二交通流检测器的位置要确保一个信号周期内任何一个相位驶入该出口车道的车辆数不大于该出口车道的预留容量；设该交叉口的信号相位方案由东西左转相位、东西直行相位、南北左转相位、南北直行相位组成；对于西出口而言，一个信号周期内只有南北左转相位和东西直行相位有车辆驶入该出口，则要求南北左转相位或东西直行相位驶入该出口的车辆数均不得大于该出口车道的预留容量，即：(Lw1+Lw2)×nwoh‾≥max(Ses×ges×nes,Ssl×gsl×nsl)---(5)]]>同理：(Le1+Le2)×neoh‾≥max(Sws×gws×nws,Snl×gnl×nnl)---(6)]]>(Ls1+Ls2)×nsoh‾≥max(Sns×gns×nns,Sel×gel×nel)---(7)]]>(Ln1+Ln2)×nnoh‾≥max(Sss×gss×nss,Swl×gwl×nwl)---(8)]]>式中Le1+Le2,Ls1+Ls2,Lw1+Lw2,Ln1+Ln2——东、南、西、北出口第二交通流检测器距出口线的距离(m)；neo,nso,nwo,nno——东、南、西、北出口的车道数(条)；——车辆排队时平均车头间距(m)；Ses,Sss,Sws,Sns——东、南、西、北各进口直行车道饱和流率(veh/s)；Sel,Ssl,Swl,Snl——东、南、西、北各进口左转车道饱和流率(veh/s)；ges,gss,gws,gns——东、南、西、北各进口直行车绿灯时间(s)；gel,gsl,gwl,gnl——东、南、西、北各进口左转车绿灯时间(s)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口直行车道数(条)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口左转车道数(条)；(2)第一交通流检测器位置的确定交叉口出口第一交通流检测器的位置要避免相位切换期间行驶在交叉口内的车辆和黄灯期间驶出停车线的车辆在出口车道排队时出现排队溢出；对西出口而言，当南北左转相位或东西直行相位切换时，已经行驶在交...

【技术特征摘要】
1.一种基于出口剩余容量约束的交叉口信号控制方法，采用的设备包括多个交通流检测器、数据传输子系统、数据处理及控制模块、车道信号灯，交通流检测器与交通流检测器电信号连接，数据传输子系统与数据处理及控制模块电信号连接，车道信号灯与数据传输子系统电信号连接，其特征在于，方法包括如下步骤：步骤一：判断交叉口是否满足设置条件交叉口高峰时段经常出现排队溢出的情况，且每个出口的总容量大于一个信号周期内驶入该出口车道的总车辆数，即： L e × n e o h ‾ > S w s × g w s × n w s + S n l × g n l × n n l - - - ( 1 ) ]]> L w × n w o h ‾ > S e s × g e s × n e s + S s l × g s l × n s l - - - ( 2 ) ]]> L s × n s o h ‾ > S n s × g n s × n n s + S e l × g e l × n e l - - - ( 3 ) ]]> L n × n n o h ‾ > S s s × g s s × n s s + S w l × g w l × n w l - - - ( 4 ) ]]>式中Le,Ls,Lw,Ln——东、南、西、北出口车道长度(m)；neo,nso,nwo,nno——东、南、西、北出口的车道数(条)；——车辆排队时平均车头间距(m)；Ses,Sss,Sws,Sns——东、南、西、北各进口直行车道饱和流率(veh/s)；Sel,Ssl,Swl,Snl——东、南、西、北各进口左转车道饱和流率(veh/s)；ges,gss,gws,gns——东、南、西、北各进口直行车绿灯时间(s)；gel,gsl,gwl,gnl——东、南、西、北各进口左转车绿灯时间(s)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口直行车道数(条)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口左转车道数(条)；步骤二：交叉口出口交通流检测器位置的确定交叉口每个出口布设两组交通流检测器，第二交通流检测器至出口线间能够停放的车辆数定义为出口车道的预留容量；(1)第二交通流检测器位置的确定交叉口出口第二交通流检测器的位置要确保一个信号周期内任何一个相位驶入该出口车道的车辆数不大于该出口车道的预留容量；设该交叉口的信号相位方案由东西左转相位、东西直行相位、南北左转相位、南北直行相位组成；对于西出口而言，一个信号周期内只有南北左转相位和东西直行相位有车辆驶入该出口，则要求南北左转相位或东西直行相位驶入该出口的车辆数均不得大于该出口车道的预留容量，即： ( L w 1 + L w 2 ) × n w o h ‾ ≥ m a x ( S e s × g e s × n e s , S s l × g s l × n s l ) - - - ( 5 ) ]]>同理： ( L e 1 + L e 2 ) × n e o h ‾ ≥ m a x ( S w s × g w s × n w s , S n l × g n l × n n l ) - - - ( 6 ) ]]> ( L s 1 + L s 2 ) × n s o h ‾ ≥ m a x ( S n s × g n s × n n s , S e l × g e l × n e l ) - - - ( 7 ) ]]> ( L n 1 + L n 2 ) × n n o h ‾ ≥ m a x ( S s s × g s s × n s s , S w l × g w l × n w l ) - - - ( 8 ) ]]>式中Le1+Le2,Ls1+Ls2,Lw1+Lw2,Ln1+Ln2——东、南、西、北出口第二交通流检测器距出口线的距离(m)；neo,nso,nwo,nno——东、南、西、北出口的车道数(条)；——车辆排队时平均车头间距(m)；Ses,Sss,Sws,Sns——东、南、西、北各进口直行车道饱和流率(veh/s)；Sel,Ssl,Swl,Snl——东、南、西、北各进口左转车道饱和流率(veh/s)；ges,gss,gws,gns——东、南、西、北各进口直行车绿灯时间(s)；gel,gsl,gwl,gnl——东、南、西、北各进口左转车绿灯时间(s)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口直行车道数(条)；nes,nss,nws,nns——东、南、西、北各进口左转车道数(条)；(2)第一交通流检测器位置的确定交叉口出口第一交通流检测器的位置要避免相位切换期间行驶在交叉口内的车辆和黄灯期间驶出停车线的车辆在出口车道排队时出现排队溢出；对西出口而言，当南北左转相位或东西直行相位切换时，已经行驶在交叉口内的车辆数和黄灯期间驶出停车线的车辆数之和不能大于第一交通流检测器至出口线的预留容量，即： L w 1 &t...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贤才，程国柱，于晨，张亚平，程绍武，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23