一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，包括(1)根据交叉口现实车辆通行时空特点，对4个卡口上的8种通行相位进行拆解确定；(2)对8种通行相位建立相位相容性表，认定任意两个通行相位不产生冲突即为相容；(3)根据相位相容性表得到行车安全计算公式，进而获得12种两两相容相位组合；(4)根据两两相容相位组合，预先计算形成原始相序系列表以及与原始相序系列表中的原始相序相对应的变换相序系列表等步骤。本发明专利技术提供一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，突破了传统交通通行策略的限制，克服了行业内的惯性思维，优化了交通路口的通行策略，极大的缓解了交通路口的通行压力，提高了车辆的通行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法
本专利技术属于交通信号控制领域，具体是指一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法。
技术介绍
随着社会的发展，各个城市中的车辆也在逐渐的增多，从而使得车辆拥堵的程度也越来越高。为了解决车辆的拥堵问题，缓解城市的交通压力，交通管理部门出台了各式各样的规定，许多企业也设计了多种的通行方式用以提高路口的通行率，但是最后的结果都差强人意。我司为了缓解交通压力，也设计了一款申请号为“201721832135.X”名称为“一种智能交通指挥装置”的专利产品，其使用的是现有的交通策略，而因现有交通策略的弊端，也导致了该专利产品的设置对缓解交通压力的效果并不明显。我司对各企业的路口通行策略进行对比分析，设计了一种新的能够在智能交通指挥装置上实施的路口通行策略，经交通软件仿真提示，可明显缓解十字交叉口的交通压力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题，提供一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，突破了传统交通通行策略的限制，克服了行业内的惯性思维，优化了交通路口的通行策略，极大的缓解了交通路口的通行压力，提高了车辆的通行效率。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，包括以下步骤：(1)根据交叉口现实车辆通行时空特点，对4个卡口上的8种通行相位进行拆解确定；(2)对8种通行相位建立相位相容性表，认定任意两个通行相位不产生冲突即为相容；(3)根据相位相容性表得到行车安全计算公式，进而获得12种两两相容相位组合；(4)根据两两相容相位组合，预先计算形成原始相序系列表以及与原始相序系列表中的原始相序相对应的变换相序系列表；(5)在交叉口设置内置计算机的智能交通指挥装置，使得该智能交通指挥装置的计算机遍历原始相序系列表与变换相序系列表，并对8种通行相位当前实际车辆通行需求的绿信时长进行计算；(6)将步骤(5)中计算得到的8种通行相位各自的绿信时长带入步骤(4)中建立的原始相序系列表，计算出并行序列1和并行序列2，并根据并行序列1和并行序列2判断最优的原始相序；(7)将步骤(5)中计算得到的8种通行相位各自的绿信时长带入步骤(4)中建立的与步骤(6)中最优的原始相序相对应的变换相序系列表，进行模拟计算，并通过模拟计算的结果判断最优的相序；(8)智能交通指挥装置选择步骤(7)中得到最优的相序进行实施，并在实施完毕后返回步骤(5)。步骤(1)中所述的4个卡口即十字路口的东、南、西、北四个通行位置，十字路口的四个通行位置分别有直行、左转和右转三种通行相位，故4个卡口总共有12种通行相位，但因4个卡口上的右转相位与其他相位均不会发生冲突，故而仅对除右转相位以外的通行相位进行拆解，即8种通行相位分别为：东左转、东直行、南左转、南直行、西左转、西直行、北左转、北直行。在步骤(2)中依次设东左转、东直行、南左转、南直行、西左转、西直行、北左转和北直行8种通行相位赋值为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8。步骤(3)中行车安全计算公式为：A1→[A2，A5，A8]，即A1分别与A2、A5、A8相容；A2→[A1，A3，A6]，即A2分别与A1、A3、A6相容；A3→[A2，A4，A7]，即A3分别与A2、A4、A7相容；A4→[A3，A5，A8]，即A4分别与A3、A5、A8相容；A5→[A1，A4，A6]，即A5分别与A1、A4、A6相容；A6→[A2，A5，A7]，即A6分别与A2、A5、A7相容；A7→[A3，A6，A8]，即A7分别与A3、A6、A8相容；A8→[A1，A4，A7]，即A8分别与A1、A4、A7相容；根据行车安全计算公式可得12种两两相容相位组合为：(A1,A2)，(A1,A5)，(A1,A8)，(A2,A3)，(A2,A6)，(A3,A4)，(A3,A7)，(A4,A5)，(A4,A8)，(A5,A6)，(A6,A7)，(A7,A8)。步骤(4)中形成原始相序系列表的方法为：4a1、选定任意相位为原始相序的首相位，令其余7种通行相位在该原始相序中均全部出现且只出现一次，且该原始相序中任意两个相邻的通行相位相容，同时该原始相序中的首相位与末相位也相容；4a2、枚举符合4a1中的所有原始相序，并将其排列成表即形成了原始相序系列表；形成变换相序系列表的方法为：4b1、取原始相序系列表中任意一个原始相序；4b2、将该原始相序的末相位提升为首相位，并依次将其他通行相位后移一位，即得到一个变换相序；4b3、将该变换相序的末相位提升为首相位，并依次将其他通行相位后移一位，即得到一个新的变换相序；4b4、返回步骤4b3，直至所有的通行相位均成为过首相位后进入步骤4b5；4b5、将原始相序和其中变换相序排列成表，即形成了原始相序相对应的变换相序系列表。步骤(5)中的绿信时长的计算方式为：5a1、选择8种通行相位中任意一种通行相位；5a2、对选择的通行相位进行图片采集；5a3、对采集的图片进行分析得到实际车辆排行长度或实际车辆排行数量；5a4、将实际车辆排行长度或实际车辆排行数量与该通行相位的预设值相乘，即得到该通行相位实际需求的绿信时长；5a5、在8种通行相位中选择任意一种未计算绿信时长的通行相位并返回步骤5a2，若8中通行相位均完成了绿信时长的计算则进入步骤5a6；5a6、列出8种通行相位的绿信时长，并结束计算。步骤(6)中并行序列1为原始相序系列表中第1、3、5、7个通行相位的绿信时长的总和，并行序列2为原始相序系列表中第2、4、6、7个通行相位的绿信时长的总和；最优的原始相序的判断方式为：将并行序列1与并行序列2相减，其绝对值最小的原始相序即为最优的原始相序，且该最优的原始相序至少为一个。步骤(7)中模拟计算的具体方法为：7a1、将步骤(5)中计算得到的8种通行相位各自的绿信时长带入变换相序系列表中，并随机选取一个相序开始模拟；7a2、设该序列中的第1、3、5、7个通行相位为奇数通行相位，第3个通行相位为第1个通行相位的相邻奇数通行相位，第5个通行相位为第3个通行相位的相邻奇数通行相位，第7个通行相位为第5个通行相位的相邻奇数通行相位；设该序列中的第2、4、6、8个通行相位为偶数通行相位，第4个通行相位为第2个通行相位的相邻偶数通行相位，第6个通行相位为第4个通行相位的相邻偶数通行相位，第8个通行相位为第6个通行相位的相邻偶数通行相位；7a3、计算机由0开始计时，并在计时开始时同时对序列中第1、2个通行相位进行模拟放行；7a4、当任意一个通行相位的模拟放行时长达到该通行相位的绿信时长时，则结束该通行相位的模拟放行，同时判断该通行相位为奇数通行相位还是偶数通行相位，若为奇数通行相位则进入步骤7a5，若为偶数通行相位则进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)根据交叉口现实车辆通行时空特点，对4个卡口上的8种通行相位进行拆解确定；/n(2)对8种通行相位建立相位相容性表，认定任意两个通行相位不产生冲突即为相容；/n(3)根据相位相容性表得到行车安全计算公式，进而获得12种两两相容相位组合；/n(4)根据两两相容相位组合，预先计算形成原始相序系列表以及与原始相序系列表中的原始相序相对应的变换相序系列表；/n(5)在交叉口设置内置计算机的智能交通指挥装置，使得该智能交通指挥装置的计算机遍历原始相序系列表与变换相序系列表，并对8种通行相位当前实际车辆通行需求的绿信时长进行计算；/n(6)将步骤(5)中计算得到的8种通行相位各自的绿信时长带入步骤(4)中建立的原始相序系列表，计算出并行序列1和并行序列2，并根据并行序列1和并行序列2判断最优的原始相序；/n(7)根据(4)中建立的与步骤(6)中最优的原始相序相对应的变换相序系列表进行模拟计算，并通过模拟计算的结果判断最优的相序；/n(8)智能交通指挥装置选择步骤(7)中得到最优的相序进行实施，并在实施完毕后返回步骤(5)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)根据交叉口现实车辆通行时空特点，对4个卡口上的8种通行相位进行拆解确定；
(2)对8种通行相位建立相位相容性表，认定任意两个通行相位不产生冲突即为相容；
(3)根据相位相容性表得到行车安全计算公式，进而获得12种两两相容相位组合；
(4)根据两两相容相位组合，预先计算形成原始相序系列表以及与原始相序系列表中的原始相序相对应的变换相序系列表；
(5)在交叉口设置内置计算机的智能交通指挥装置，使得该智能交通指挥装置的计算机遍历原始相序系列表与变换相序系列表，并对8种通行相位当前实际车辆通行需求的绿信时长进行计算；
(6)将步骤(5)中计算得到的8种通行相位各自的绿信时长带入步骤(4)中建立的原始相序系列表，计算出并行序列1和并行序列2，并根据并行序列1和并行序列2判断最优的原始相序；
(7)根据(4)中建立的与步骤(6)中最优的原始相序相对应的变换相序系列表进行模拟计算，并通过模拟计算的结果判断最优的相序；
(8)智能交通指挥装置选择步骤(7)中得到最优的相序进行实施，并在实施完毕后返回步骤(5)。


2.根据权利要求1所述的一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：步骤(1)中所述的4个卡口即十字路口的东、南、西、北四个通行位置，十字路口的四个通行位置分别有直行、左转和右转三种通行相位，故4个卡口总共有12种通行相位，但因4个卡口上的右转相位与其他相位均不会发生冲突，故而仅对除右转相位以外的通行相位进行拆解，即8种通行相位分别为：东左转、东直行、南左转、南直行、西左转、西直行、北左转、北直行。


3.根据权利要求2所述的一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：在步骤(2)中依次设东左转、东直行、南左转、南直行、西左转、西直行、北左转和北直行8种通行相位赋值为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8。


4.根据权利要求3所述的一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：步骤(3)中行车安全计算公式为：
A1→[A2，A5，A8]，即A1分别与A2、A5、A8相容；
A2→[A1，A3，A6]，即A2分别与A1、A3、A6相容；
A3→[A2，A4，A7]，即A3分别与A2、A4、A7相容；
A4→[A3，A5，A8]，即A4分别与A3、A5、A8相容；
A5→[A1，A4，A6]，即A5分别与A1、A4、A6相容；
A6→[A2，A5，A7]，即A6分别与A2、A5、A7相容；
A7→[A3，A6，A8]，即A7分别与A3、A6、A8相容；
A8→[A1，A4，A7]，即A8分别与A1、A4、A7相容；
根据行车安全计算公式可得12种两两相容相位组合为：(A1,A2)，(A1,A5)，(A1,A8)，(A2,A3)，(A2,A6)，(A3,A4)，(A3,A7)，(A4,A5)，(A4,A8)，(A5,A6)，(A6,A7)，(A7,A8)。


5.根据权利要求4所述的一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：步骤(4)中形成原始相序系列表的方法为：
4a1、选定任意相位为原始相序的首相位，令其余7种通行相位在该原始相序中均全部出现且只出现一次，且该原始相序中任意两个相邻的通行相位相容，同时该原始相序中的首相位与末相位也相容；
4a2、枚举符合4a1中的所有原始相序，并将其排列成表即形成了原始相序系列表；
形成变换相序系列表的方法为：
4b1、取原始相序系列表中任意一个原始相序；
4b2、将该原始相序的末相位提升为首相位，并依次将其他通行相位后移一位，即得到一个变换相序；
4b3、将该变换相序的末相位提升为首相位，并依次将其他通行相位后移一位，即得到一个新的变换相序；
4b4、返回步骤4b3，直至所有的通行相位均成为过首相位后进入步骤4b5；
4b5、将原始相序和其中变换相序排列成表，即形成了原始相序相对应的变换相序系列表。


6.根据权利要求5所述的一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法，其特征在于：步骤(5)中的绿信时长的计算方式为：
5a1、选择8种通行相位中任意一种通行相位；
5a2、对选择的通行相位进行图片采集；
5a3、对采集的图片进行分析得到实际车辆排行长度或实际车辆排行数量；
5a4、将实际车辆排行长度或实际车辆排行数量与该通行相位的预设值相乘，即得到该通行相位实际需求的绿信时长；
5a5、在8种通行相位中选择任意一种未计算绿信时长的通行相位并返回步骤5a2，若8中通行相位均完成了绿信时长的计算则进入步骤5a6；
5a6、列出8种通行相位的绿信时长，并结束计算。
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐传仁，王汉兵，周金波，杨艳娟，陈彬，桂昆伟，
申请(专利权)人：武汉静磁栅机电制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42