一種過飽和路口信號燈控制方法及裝置製造方法
2023-10-17 12:09:24 2
一種過飽和路口信號燈控制方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種過飽和路口信號燈控制方法及裝置，主要技術方案包括：獲得受控路口的檢測數據，根據所述檢測數據確定所述受控路口是否處於過飽和狀態；若處於過飽和狀態，則根據所述檢測數據確定所述受控路口的第一排隊隊長；根據所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能力以及約束條件，確定所述受控路口信號燈的配時參數；其中，所述各相位的第二排隊隊長值為不超過所述受控路口相應相位的排隊隊長閾值的期待值；所述各相位的第二流量為所述受控路口相應相位的預測到達車輛數。採用該技術方案，實現對過飽和路口的信號控制，提高了過飽和路口的通行能力。
【專利說明】一種過飽和路口信號燈控制方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種路口信號燈調整方法，特別涉及一種過飽和路口信號燈控制方法 及裝置。
【背景技術】
[0002] 城市道路交叉口信號協調控制系統在城市交通中發揮著越來越重要的作用，城市 交通管理者都試圖藉助城市交通信號協調控制系統來緩解城市交通問題。
[0003] 城市道路交叉口信號協調控制系統具有安裝成本低、維護簡易、高效、實時和自動 化水平高等優點，得到了大量推廣應用。交通信號協調控制系統一般由車輛信息的採集和 分析、交通模型、配時方案參數優化調整、信號控制方案的執行、方案效果反饋等組成。交通 模型是利用特定的算法將路口的交通狀態數據經過計算得出路口的交通狀態參數，然後通 過分析得出路口信號協調控制方案。
[0004] 在交通早晚高峰期間，大量交叉路口都會處於過飽和狀態，交通信號協調系統對 於過飽和狀態的控制技術有很多不足之處，控制結果不能使過飽和狀態路口的擁堵程度得 到緩解。
[0005] 綜上所述，現有技術中交通信號協調系統對於過飽和狀態路口的控制，存在不能 緩解擁堵程度的問題。
【發明內容】
[0006] 本發明實施例提供一種過飽和路口信號燈控制方法及裝置，用以解決現有技術中 交通信號協調系統對於過飽和狀態路口的控制，存在不能緩解擁堵程度的問題。
[0007] 本發明實施例提供一種過飽和路口信號燈控制方法，包括：
[0008] 獲得受控路口的檢測數據，根據所述檢測數據確定所述受控路口是否處於過飽和 狀態；
[0009] 若處於過飽和狀態，則根據所述檢測數據確定所述受控路口的第一排隊隊長； [0010] 根據所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能 力以及約束條件，確定所述受控路口信號燈的配時參數；其中，所述各相位的第二排隊隊長 值為不超過所述受控路口相應相位的排隊隊長閾值的期待值；所述各相位的第二流量為所 述受控路口相應相位的預測到達車輛數。
[0011] 較佳地，所述獲得受控路口的檢測數據之後，還包括：
[0012] 根據所述檢測數據獲得所述受控路口各相位的佔有率，根據所述受控路口各相位 的佔有率和各相位的佔有率閾值，確定所述受控路口各相位是否存在二次排隊車輛。
[0013] 較佳地，所述佔有率閾值按照下列公式獲得：
[0014]
【權利要求】
1. 一種過飽和路口信號燈控制方法，其特徵在於，包括： 獲得受控路口的檢測數據，根據所述檢測數據確定所述受控路口是否處於過飽和狀 態； 若處於過飽和狀態，則根據所述檢測數據確定所述受控路口的第一排隊隊長； 根據所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能力以 及約束條件，確定所述受控路口信號燈的配時參數；其中，所述各相位的第二排隊隊長值為 不超過所述受控路口相應相位的排隊隊長閾值的期待值；所述各相位的第二流量為所述受 控路口相應相位的預測到達車輛數。
2. 如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述獲得受控路口的檢測數據之後，還包括： 根據所述檢測數據獲得所述受控路口各相位的佔有率，根據所述受控路口各相位的佔 有率和各相位的佔有率閾值，確定所述受控路口各相位是否存在二次排隊車輛。
3. 如權利要求2所述方法，其特徵在於，所述佔有率閾值按照下列公式獲得：
其中，G為綠燈時間，R為紅燈時間，〇s為車輛以飽和流量通過停車線時的佔有率，h為 綠燈內佔有率為1的時間間隔，t2為紅燈內佔有率為1的時間間隔。
4. 如權利要求2所述方法，其特徵在於，根據所述檢測數據確定所述受控路口是否處 於過飽和狀態，具體為： 若所述受控路口的到達率大於所述受控路口的通行能力，則確定所述受控路口處於過 飽和狀態；和/或， 若所述受控路口的排隊隊長大於所述受控路口的排隊隊長閾值，則確定所述受控路口 處於過飽和狀態。
5. 如權利要求2所述方法，其特徵在於，所述受控路口存在二次排隊車輛時，第一排隊 隊長按照下列公式確定
其中，Lt是第t個時間間隔的最大排隊隊長，瓦是第t個時間間隔的預測到達車輛數， 是第t-Ι個時間間隔的最大排隊隊長，&是第t-Ι個時間間隔的實際到達車輛數，hs 是排隊車輛的車頭平均間距。
6. 如權利要求5所述方法，其特徵在於，所述受控路口存在二次排隊車輛時，按照下列 公式確定存在二次排隊車輛時的預測到達車輛數：
其中：瓦是第t個時間間隔的預測到達車輛數，Nzt為第t個時間間隔上遊路口 1、2、3 方向的總到達車輛數，λ為分流係數。
7. 如權利要求1所述方法，其特徵在於，所述根據所述受控路口各相位的第一排隊隊 長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能力以及約束條件，確定所述受控路口信號燈的配 時參數為： 所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能力滿足如 下關係式：
其中，4+1為相位i在第t+i時間間隔的第二排隊隊長，右為相位i第t時間間隔的第 一排隊隊長，為相位i第t+i時間間隔的第二流量，hs是排隊車輛的車頭平均間距，這+1 為相位i第t+ι時間間隔的期待通行能力。
8. 如權利要求7所述方法，其特徵在於，還包括：所述受控路口的第二流量^為：
其中： < 為相位i第t+Ι時間間隔的預測到達車輛數，Nzt為第t個時間間隔上遊路 口 1、2、3方向的總到達車輛數，λ為分流係數。
9. 如權利要求7所述方法，其特徵在於，確定所述期待通行能力後，依據如下公式求解 信號燈配時參數，選取滿足所述約束條件的信號燈配時參數為所述受控路口信號燈的配時 參數：
其中，Si為相位i的飽和流量，C'為期待通行能力所對應的信號燈周期，G/為相位i 的綠燈時間，Y/為相位i的黃燈時間，μ i'為相位i的綠燈前損失時間與後損失時間之和。
10. 如權利要求9所述方法，其特徵在於，選取滿足所述約束條件的信號燈配時參數包 括： 若滿足所述約束條件的信號燈配時參數且所述目標函數W最小的解為單數，則輸出結 果； 若滿足所述約束條件的信號燈配時參數且所述目標函數W最小的解為多個，則輸出信 號燈周期最小的信號燈配時參數。
11. 如權利要求9所述方法，其特徵在於，還包括： 若無滿足所述約束條件的信號燈配時參數時，則增大所述受控路口相應相位的排隊隊 長閾值。
12. -種過飽和路口信號燈控制裝置，其特徵在於，包括： 判斷單元，用於獲得受控路口的檢測數據，根據所述檢測數據確定所述受控路口是否 處於過飽和狀態； 確定單元，用於若處於過飽和狀態，則根據所述檢測數據確定所述受控路口的第一排 隊隊長； 配時參數確定單元，用於根據所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第 二流量、期待通行能力以及約束條件，確定所述受控路口信號燈的配時參數；其中，所述各 相位的第二排隊隊長值為不超過所述受控路口相應相位的排隊隊長閾值的期待值；所述各 相位的第二流量為所述受控路口相應相位的預測到達車輛數。
13. 如權利要求12所述裝置，其特徵在於，所述判斷單元具體還用於： 根據所述檢測數據獲得所述受控路口各相位的佔有率，根據所述受控路口各相位的佔 有率和各相位的佔有率閾值，確定所述受控路口各相位是否存在二次排隊車輛。
14. 如權利要求13所述裝置，其特徵在於，所述佔有率閾值按照下列公式獲得：
其中，G為綠燈時間，R為紅燈時間，〇s為車輛以飽和流量通過停車線時的佔有率，h為 綠燈內佔有率為1的時間間隔，t2為紅燈內佔有率為1的時間間隔。
15. 如權利要求13所述裝置，其特徵在於，所述判斷單元具體用於： 若所述受控路口的到達率大於所述受控路口的通行能力，則確定所述受控路口處於過 飽和狀態；和/或， 若所述受控路口的排隊隊長大於所述受控路口的排隊隊長閾值，則確定所述受控路口 處於過飽和狀態。
16. 如權利要求13所述裝置，其特徵在於，所述確定單元具體用於： 所述受控路口存在二次排隊車輛時，第一排隊隊長按照下列公式確定
其中，Lt是第t個時間間隔的最大排隊隊長，--；是第t個時間間隔的預測到達車輛數， 是第t-Ι個時間間隔的最大排隊隊長，&是第t-Ι個時間間隔的實際到達車輛數，hs 是排隊車輛的車頭平均間距。
17. 如權利要求16所述裝置，其特徵在於，所述確定單元具體用於： 所述受控路口存在二次排隊車輛時，按照下列公式確定存在二次排隊車輛時的預測到 達車輛數：
其中：瓦是第t個時間間隔的預測到達車輛數，Nzt為第t個時間間隔上遊路口 1、2、3 方向的總到達車輛數，λ為分流係數。
18. 如權利要求12所述裝置，其特徵在於，所述配時參數確定單元具體用於： 所述受控路口各相位的第一排隊隊長、第二排隊隊長、第二流量、期待通行能力滿足如 下關係式：
其中，心為相位i在第t+Ι時間間隔的第二排隊隊長，I；為相位i第t時間間隔的 第一排隊隊長，^為相位i第t+Ι時間間隔的第二流量，hs是排隊車輛的車頭平均間距， 為相位i第t+Ι時間間隔的期待通行能力。
19. 如權利要求18所述裝置，其特徵在於，所述配時參數確定單元具體用於： 所述受控路口的第二流量&為：
其中：--=為相位i第t+1時間間隔的預測到達車輛數；Nzt為第t個時間間隔上遊路 口 1、2、3方向的總到達車輛數，λ為分流係數。
20. 如權利要求18所述裝置，其特徵在於，所述配時參數確定單元具體用於： 確定所述期待通行能力後，依據如下公式求解信號燈配時參數，
其中，Si為相位i的飽和流量，C'為期待通行能力所對應的信號燈周期，G/為相位i 的綠燈時間，Y/為相位i的黃燈時間，μ /為相位i的綠燈前損失時間與後損失時間之和。
21. 如權利要求20所述裝置，其特徵在於，所述配時參數確定單元具體用於： 若滿足所述約束條件的信號燈配時參數且所述目標函數W最小的解為單數，則輸出結 果； 若滿足所述約束條件的信號燈配時參數且所述目標函數W最小的解為多個，則輸出信 號燈周期最小的信號燈配時參數。
22. 如權利要求20所述裝置，其特徵在於，所述配時參數確定單元還用於： 若無滿足所述約束條件的信號燈配時參數時，則則增大所述受控路口相應相位的排隊 隊長閾值。
【文檔編號】G08G1/08GK104299432SQ201410606408
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】梁紅梅, 張茂雷, 王志明, 孔濤, 劉洪梅, 韓鋒, 李瑾, 王華偉, 孫峰, 趙煥臻 申請人:青島海信網絡科技股份有限公司