一种依据路段有效容量动态协调的交通控制方法技术

本发明专利技术公开了一种依据路段有效容量动态协调的交通控制方法，首先提出一种有效带宽评价方法对已有干线绿波协调控制系统的运行状态及控制效果进行监控；其次借鉴TCP/IP窗口流量控制思想，设计一种窗口流量控制的干线动态协调控制方法，控制城市干线拥挤交通流。模拟试验及对比结果表明，通过窗口流量通告的方式，下游交叉口可以向上游交叉口实时告知路段的有效容量，便于各交叉口信号机根据当前的交通需求及路段的有效容量重新分配各股车流的绿灯时间，以免绿灯时间分配过多，导致路段排队车辆溢出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市交通干线控制领域，特别是涉及一种路段有效容量的计算方法。
技术介绍
现有的干线协调控制方法，主要是通过调整相邻信号交叉口的信号配时参数，追求在既定交通条件下的绿波带宽最大化，因此又将其称为干线绿波协调控制。实践证明，干线绿波协调控制在非饱和情况下控制效果较好，但是在饱和及过饱和情况下则远未达到预期的控制效果，甚至出现排队车辆溢出至上游交叉口，产生上游交叉口绿灯期间车辆无法通过的“死锁”现象。从已有产品的发展趋势看，研发者在设计干线绿波协调控制方法时， 已由微观地考虑某一方向、某一交叉口的交通状况，逐渐转变为宏观地考虑上下游路段、相邻交叉口的交通状况；已由单纯地以减少停车延误为控制目标，逐渐转变为考虑排队长度， 降低排队长度，疏散拥挤为控制目标。然而，现有的研究尚有两个方面缺乏考虑，一方面缺乏对干线绿波协调控制系统运行状态的实时监控；另一方面缺乏对路段有效空间的实时检测。前者可用于监控当前执行的干线绿波协调控制方案的有效性；后者则可从路段容纳车辆数的角度设计信号配时，以防止前述“死锁”现象的发生。
技术实现思路
本专利技术从两个角度出发，首先提出一种用于计算干线绿波协调控制系统有效带宽的方法，以监控绿波协调控制的有效性；并以此为基础，提出一种基于窗口流量控制思想的路段有效容量实时通告方法，使下游交叉口可以告知上游交叉口路段当前的有效容量，以便上游交叉口根据路段的有效容量调整信号配时，以免绿灯时间分配过多，导致路段排队车辆溢出。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种路段有效容量的计算方法，计算步骤(I)计算路段所能容纳的最大车辆数；(2)以一定时间间隔为周期，计算当前所述周期路段各个车道的车辆数；(3)对步骤(2)中计算的各个车道车辆数累加，获得当前周期所述路段总的车辆数；(4)所能容纳的最大车辆数减去当前周期所述路段总的车辆数，获得当前周期所述路段有效容量。所述路段有效容量是指路段当前周期容纳的来自上游交叉口的最大车辆数；所述一定时间间隔是以信号交叉口的信号周期为间隔或以特定时间长度为时间间隔。当前路段所能容纳的最大车辆数的计算方法为SL(i) = nx T^l)-c-^mx ·} ) ■，其中L(i)为基本路段长度，l(i)为渠化路段长LV+SV LV+SV度，LV为平均车辆长度，SV为饱和车头间距，η为非渠化部分车道数，m为渠化部分车道数。所述的当前路段车辆数由两部分组成一部分是上个时间间隔内剩余的车辆数， 另一部分是本时间间隔内累计进入该路段的车辆数减去本时段内累计通过交叉口的车辆数。其中，左转、右转车道的排队车辆数计算方法为Q( η，L, t+1) = Q( η，L, t) +QN( η，L, t) +QA( η , L, t+1) -QD ( η , L, t+Ι),其中 Q( η，L，t)、QN( η，L，t)分别表示当车辆获得t+1次绿灯通行权时两检测器间原有排队车辆与新到达车辆数；QA( η，L，t+1)、QD( η，L，t+1)分别表示当第t+1次绿灯结束时到达的车辆数与离开的车辆数，Q( Π，L，t+1)为剩余车辆数。直行车道的排队车辆数计算方法为权利要求1.，主要包括以下步骤(1)上游交叉口向下游交叉口发出请求，得到窗口流量通告；(2)以优先放行拥挤方向车流为目标，根据获得的实时窗口流量计算被放行车辆所需的绿灯时间；(3)考虑下游交叉口当前的灯色状态及其剩余时间，优化分配该方向最终的绿灯时间。2.根据权利要求I所述的，其特征在于，窗口流量格式为 ITistate, TiranainiASUiM,其中 Tistate e {Red，Green，Yellow}，分别表示当前第i个交叉口干线方向为红灯，绿灯和黄灯Jiranain表示某一灯色的剩余时间，ASL(i) 为当前路段的有效容量。3.根据权利要求I所述的，如果上游交叉口待放行的车辆数小于窗口流量通告中的ASL(i)，则以待放行的车辆数为依据计算其所需要的绿灯时间G(i)，否则以窗口流量通告中的ASL(i)为依据，计算放行ASL(i)车辆数所需的绿灯时间。4.根据权利要求3所述的，以待放行的车辆数为依据的计算方法G⑴=L(i) + (N(n, e)+NA)Xhj*G(i)为绿灯时间，L (i)为起动损失时间，h为饱和车头时距，Ν(η，Θ)为待放行的排队车辆数，Νλ为绿灯放行期间新加入的车辆。5.根据权利要求3所述的，ASL(i)车辆数所需绿灯时间的计算方法6.根据权利要求5所述的，最终确定绿灯时间的计算方法全文摘要本专利技术公开了，首先提出一种有效带宽评价方法对已有干线绿波协调控制系统的运行状态及控制效果进行监控；其次借鉴TCP/IP窗口流量控制思想，设计一种窗口流量控制的干线动态协调控制方法，控制城市干线拥挤交通流。模拟试验及对比结果表明，通过窗口流量通告的方式，下游交叉口可以向上游交叉口实时告知路段的有效容量，便于各交叉口信号机根据当前的交通需求及路段的有效容量重新分配各股车流的绿灯时间，以免绿灯时间分配过多，导致路段排队车辆溢出。文档编号G08G1/00GK102610094SQ20121010520公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月5日 优先权日2012年4月5日专利技术者郭海锋 申请人:郭海锋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海锋，
申请(专利权)人：郭海锋，
类型：发明
国别省市：