一種協調式感應交通控制方法
2023-05-14 21:17:51
專利名稱：一種協調式感應交通控制方法
技術領域：
本發明涉及交通控制領域，尤其涉及一種協調式感應交通控制方法。
背景技術：
目前城市交通問題越來越嚴重，迫切需要通過有效手段進行治理，其中交通控制是有效手段之一。
在城市道路網中，交叉口相距很近，各交叉口分別設置單點信號控制時，車輛經常遇到紅燈，時停時開，造成行車不暢，也因而使環境汙染加重。為使車輛減少在各個交叉口上的停車時間，特別是使幹道上的車輛能夠暢通行使，人們首先研究把一條幹道上一批相鄰的交通信號連接起來，加以協調控制，就出現了幹線交叉口交通信號的協調控制系統(簡稱線控制，也稱綠波系統)。
幹線交叉口線控制效果的好壞主要取決於三個參數——周期、綠信比時間(即綠燈時間)、相位差。周期、相位差在一定時間段內是不變的，這是因為道路上交通狀態及車流的狀態在一定時間段內是穩定的。而固定的綠信比卻不能滿足短時間內車流到達的隨機性，很容易造成綠燈時間未有效利用或個別進口道短時擁堵。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種綠燈時間根據需要可變的交通控制方法。
為了解決上述技術問題，本發明提出一種協調式感應交通控制方法，包括以下步驟 a、獲得當前相位的截止綠燈時間； b、判斷當前相位在第一綠燈時間結束前是否接收到行車請求，若是，則執行步驟c； c、判斷當前相位綠燈時間是否大於所述截止綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長當前相位的綠燈時間。
其中，步驟a中截止綠燈時間通過以下方式獲得 a1、判斷當前相位的下一相位是否為協調相位，若是，則以當前相位的最大彈性綠燈時間作為所述截止綠燈時間，否則，執行步驟a2； a2、計算當前相位的最大綠燈時間作為截止綠燈時間。
具體的， 步驟a1中最大彈性綠燈時間到當前相位的下一相位的基礎綠燈起始時刻止； 步驟a2中最大綠燈時間通過以下方式計算 a21、計算當前相位的上一相位的實際綠燈結束時刻往前到協調相位基礎綠燈時間起始時刻的時間差，作為第一時間差； a22、計算當前相位基礎綠燈時間結束點往前到所述協調相位的基礎綠燈時間起始時刻的時間差，作為第二時間差； a23、計算當前相位的下一相位所能夠提供的富餘綠燈時間； 所述最大綠燈時間＝第二時間差-第一時間差+所述富餘綠燈時間。
其中，所述富餘綠燈時間通過以下方式計算 若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊未達到感應檢測器位置，則計算所述下一相位的最小綠燈時間與所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間的平均值，比較該平均值與所述下一相位的基礎綠燈時間取其小；所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述取小的值； 若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊達到感應檢測器位置，且所述下一相位的基礎綠燈時間大於所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間，且所述下一相位在上一周期中實際綠燈時間在其最大綠燈時間之前結束，則所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間； 若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊達到感應檢測器位置，且所述下一相位的基礎綠燈時間大於所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間，且所述下一相位在上一周期中實際綠燈時間在其最大綠燈時間結束，則所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間的差的平均值； 否則，所述富餘綠燈時間為零。
可選的，步驟c中所述延長當前相位綠燈時間具體為延長當前相位一個單位的綠燈時間。
可選的，步驟a1之前還包括 a0、判斷當前相位是否是協調相位，若是，則以當前相位的基礎綠燈時間開始時刻計算當前相位的最小綠燈時間。
其中，步驟a2中最大綠燈時間的計算在當前相位的最小綠燈結束前完成。
優選的，所述第一綠燈時間為當前相位的最小綠燈時間；並且，步驟b中判斷是否有行車請求是在所述最小綠燈時間結束前完成。
另外，步驟c之後還包括 d、若步驟b中沒有接收到行車請求，則判斷是否達到相位屏障，若是，則執行步驟e，否則非關鍵相位按照基礎綠燈時間運行； e、判斷非關鍵相位綠燈時間是否達到其最小綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長非關鍵相位綠燈時間至其最小綠燈時間後結束當前相位綠燈。
本發明通過判斷當前相位在截止綠燈時間內是否有行車請求，若有的話從而延長當前相位的綠燈時間，從而使得綠燈時間能夠更好的滿足實際需求。
圖1是本發明一種協調式感應交通控制方法的一個實施例的流程圖。
具體實施例方式 下面結合附圖對本發明進行詳細闡述。
參考圖1，圖示了本發明一種協調式感應交通控制方法的一個實施例的流程圖。如圖所示，包括以下步驟 S100，第i相位綠燈開始。在本具體實施方式
中，第i相位表示當前相位，第i+1相位表示當前相位的下一相位，第i+2相位表示第i+1相位的下一相位，第i-1相位表示當前相位的上一相位；本步驟表示當前相位的綠燈已經起亮； S101，判斷第i相位是否是協調相位，若是，則執行步驟S114，否則執行步驟S102； S102，判斷第i相位的下一相位(即第i+1相位)是否是協調相位，若是，則執行步驟S115，否則執行步驟S103； S103，在第i相位最小綠燈時間結束前一段時間計算第i相位的最大綠燈時間。即，在當前相位的最小綠燈時間即將到達的時候，計算本相位的最大綠燈時間；若當前相位為協調相位，則所述最小綠燈時間通過步驟S114計算得到，若當前相位不是協調相位，則所述最小綠燈時間以實際綠燈起亮時間起算，所述最小綠燈時間為預先設定的值； 所述「一段時間」，優選的，可以取下述步驟S117中的一個單位的綠燈時間，具體的可以取2秒、3秒、4秒等，其是一個根據當地實際情況進行選擇的值，因此，本發明不受此限制； S104，在第i相位最小綠燈時間結束前一段時間檢測第i相位請求脈衝。該請求脈衝表示車輛的行車請求，脈衝的個數體現了需要通行的車輛的數量；優選的，每一輛車輛經過時觸發一個脈衝，需要通行的車輛的數量與脈衝的個數相等。所述脈衝的產生由設置於道路上的檢測器實現，該檢測器檢測車輛數量並發送脈衝信號，由於是現有技術，在此不作進一步闡述； 同樣，所述「一段時間」，優選的，可以取下述步驟S117中的一個單位的綠燈時間，具體的可以取2秒、3秒、4秒等，其是一個根據當地實際情況進行選擇的值，因此，本發明不受此限制； S105，判斷是否有車輛行車請求，若有，則執行步驟S116，否則執行步驟S106。本步驟通過判斷步驟S104中的是否檢測到脈衝來實現，若檢測到脈衝則表示有行車請求，否則沒有； S106，判斷是否達到相位屏障(即本領域中所說的Barrier)，若是，則執行步驟S107，否則執行步驟S118。
S107，判斷非關鍵相位是否滿足最小綠燈時間，若是，則執行步驟S109，否則執行步驟S108。該非關鍵相位的最小綠燈時間以其綠燈的起亮時間為起始點計算，所述最小綠燈時間為預先設置的值； S108，延長到非關鍵相位的最小綠燈時間。即，當非關鍵相位的最小綠燈時間沒有達到時，則使得其綠燈達到最小綠燈時間； S109，截止當前相位綠燈。即，第i相位的綠燈熄滅； S110，判斷第i+1相位是否有請求，若有，則執行步驟S111，否則執行步驟S112。即，通過判斷第i+1相位的請求脈衝是否為0，若是，則表示無請求，否則有； S111，判斷第i+1相位是否為協調相位，若是，則執行步驟S112，否則執行步驟S113； S112，運行第i+1相位。即，此時將第i+1相位作為當前相位進行重複本流程的處理過程；本步驟結束後，執行步驟S119； S113，跳過第i+1相位，運行第i+2相位。即，當i+1相位沒有請求時，若其為協調相位，則仍然需要對其重複本流程的優化，如果不是協調相位，則跳過i+1相位，將i+2相位作為當前相位重複本流程的優化過程；本步驟結束後，執行步驟S119； S114，從協調相位基礎綠燈時間開始時刻計算最小綠燈時間。由於每一個相位在一個周期中都具有一個預先設定好的基礎綠燈時間，當i相位是協調相位時，其最小綠燈時間的起算時刻以其基礎綠燈時間的開始時刻為準。所述最小綠燈時間也是一個預先設定的值，其是一個時間段。例如，i相位的基礎綠燈時間為A～B，最小綠燈時間為C，則最終判斷是否達到最小綠燈時間以是否到達A+C為準；本步驟結束後，執行步驟S102； S115，最大彈性綠燈時間到協調相位基礎綠燈時間開始點為止。所述最大彈性綠燈時間為第i相位的可能的最長的綠燈時間，當i+1相位為協調相位時，該最大彈性綠燈時間的確定為從其最小綠燈時間結束起算，到i+1相位的基礎綠燈時間的起始時刻之間的時間，即i相位的綠燈時長最多只能持續到i+1相位的基礎綠燈時間的起始時刻。此處的基礎綠燈時間也是預先設定的值；本步驟結束後，執行步驟S104； S116，判斷綠燈時間是否大於截止綠燈時間，若是，則執行步驟S109，否則執行步驟S117。即，判斷i相位的本次綠燈持續亮的時間是否超出了所述截止綠燈時間，這裡的截止綠燈時間可以是步驟S115中得到的最大彈性綠燈時間，或者是步驟S103中得到的最大綠燈時間； S117，延長一個單位綠燈時間。即，通過以上步驟的運行可以判斷出i相位有行車請求，且i相位的綠燈時間還沒有達到最大彈性綠燈時間，說明還有綠燈時間可以利用，此時將i相位的綠燈時間延長一個單位的綠燈時間。該一個單位的綠燈時間為預先設定的一個時間段，具體值一般在2～5秒之間，但是視具體情況而定，其也可以超出該範圍；本步驟結束後，執行步驟S105； S118，非關鍵相位按照基礎綠燈時間運行。該基礎綠燈時間也是預先設置的值。本步驟結束後，執行步驟S109； S119，結束。即，結束對相位i的綠燈時間的優化調整。
其中，步驟S103中的最大綠燈時間通過下述方法得到 首先進行符號定義 i表示當前相位，i+1表示當前相位的下一相位，k表示當前周期，k-1表示當前周期的上一周期； gmin(i)相位i的最小綠燈時間； g0(i)相位i預先設定的基礎綠燈時間； g(i，k)相位i在第k個周期的實際綠等的顯示時間； gm(i，k)第k周期相位i能夠從第i+1相位得到的富餘綠燈時間； π(i，k)π(i，k)＝1指第k周期相位i的綠燈時間在最大綠燈時間結束，且相位有請求記錄；π(i，k)＝0指第k周期相位i在最大綠燈時間之前即結束； ρ(i，k)ρ(i，k)＝1說明相位i在第k個周期車輛排隊已達到感應檢測器位置；ρ(i，k)＝0說明相位i在第k個周期車輛排隊未達到感應檢測器位置； 第一步，計算i+1相位提供給i相位的富餘綠燈時間gm(i，k) A若ρ(i+1，k)＝0 則， B若ρ(i+1，k)＝1且g0(i+1)-g(i+1，k-1)＞0且π(i+1，k-1)＝0 則，gm(i，k)＝g0(i+1)-g(i+1，k-1) C若ρ(i+1，k)＝1且g0(i+1)-g(i+1，k-1)＞0且π(i+1，k-1)＝1 則， D其他情況或下一相位為協調相位 則，gm(i，k)＝0 第二步，計算最大綠燈時間 (1)計算上一相位(i-1相位)綠燈結束時刻往前到協調相位基礎綠燈時間開始時刻的時間差，記為t1； (2)計算本相位(i相位)往前到協調相位間(包括本相位及協調相位)的所有相位時間之和，記為t2； (3)根據第一步得到的富餘綠燈時間gm(i，k)； (4)計算本相位的最大綠燈時間為t2-t1+gm(i，k)。
另外，步驟S106中所述相位屏障(barrier)的定義為在整個周期的放行中，某些相位之間是不允許同時放行的(即同時為綠燈)，所以其所在環被分割為若干個段，用於分割環的被稱之為相位屏障。例如，如圖2所示，圖中包括兩個環，環1和環2，圖中標號200的即為相位屏障，其兩側的相位不能同時放行，即不能跨相位屏障放行。在環的設計中，相位的並發相位和環的相序決定了相位屏障的位置。比如，在圖2中，相位1的並發相位為相位5和相位6。由於，相位屏障已是本領域技術人員公知的概念，因此不再做進一步的闡述。
需要說明的是，本發明中涉及到的最小綠燈時間、最大綠燈時間、最大彈性綠燈時間、協調相位、非關鍵相位、基礎綠燈時間等概念均是交通控制領域的公知且通用的概念，本發明利用了上述各個量；並且，所述最小綠燈時間、基礎綠燈時間、協調相位均是預先設定好的，本發明利用了這些值。本發明僅利用了上述各個量，但是其是公知技術且不是本發明的改進之處，因此不做介紹。
以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種協調式感應交通控制方法，其特徵在於，包括以下步驟
a、獲得當前相位的截止綠燈時間；
b、判斷當前相位在第一綠燈時間結束前是否接收到行車請求，若是，則執行步驟c；
c、判斷當前相位綠燈時間是否大於所述截止綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長當前相位的綠燈時間。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟a中截止綠燈時間通過以下方式獲得
a1、判斷當前相位的下一相位是否為協調相位，若是，則以當前相位的最大彈性綠燈時間作為所述截止綠燈時間，否則，執行步驟a2；
a2、計算當前相位的最大綠燈時間作為截止綠燈時間。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，
步驟a1中最大彈性綠燈時間到當前相位的下一相位的基礎綠燈起始時刻止；
步驟a2中最大綠燈時間通過以下方式計算
a21、計算當前相位的上一相位的實際綠燈結束時刻往前到協調相位基礎綠燈時間起始時刻的時間差，作為第一時間差；
a22、計算當前相位基礎綠燈時間結束點往前到所述協調相位的基礎綠燈時間起始時刻的時間差，作為第二時間差；
a23、計算當前相位的下一相位所能夠提供的富餘綠燈時間；
所述最大綠燈時間＝第二時間差-第一時間差+所述富餘綠燈時間。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述富餘綠燈時間通過以下方式計算
若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊未達到感應檢測器位置，則計算所述下一相位的最小綠燈時間與所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間的平均值，比較該平均值與所述下一相位的基礎綠燈時間取其小；所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述取小的值；
若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊達到感應檢測器位置，且所述下一相位的基礎綠燈時間大於所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間，且所述下一相位在上一周期中實際綠燈時間在其最大綠燈時間之前結束，則所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間；
若當前相位的下一相位在本周期內車輛排隊達到感應檢測器位置，且所述下一相位的基礎綠燈時間大於所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間，且所述下一相位在上一周期中實際綠燈時間在其最大綠燈時間結束，則所述富餘綠燈時間為所述下一相位的基礎綠燈時間減去所述下一相位在上一周期的實際綠燈時間的差的平均值；
否則，所述富餘綠燈時間為零。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟c中所述延長當前相位綠燈時間具體為延長當前相位一個單位的綠燈時間。
6.根據權利要求2、3、4中任一項所述的方法，其特徵在於，步驟a1之前還包括
a0、判斷當前相位是否是協調相位，若是，則以當前相位的基礎綠燈時間開始時刻計算當前相位的最小綠燈時間。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟a2中最大綠燈時間的計算在當前相位的最小綠燈結束前完成。
8.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述第一綠燈時間為當前相位的最小綠燈時間；並且，步驟b中判斷是否有行車請求是在所述最小綠燈時間結束前完成。
9.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，步驟c之後還包括
d、若步驟b中沒有接收到行車請求，則判斷是否達到相位屏障，若是，則執行步驟e，否則非關鍵相位按照基礎綠燈時間運行；
e、判斷非關鍵相位綠燈時間是否達到其最小綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長非關鍵相位綠燈時間至其最小綠燈時間後結束當前相位綠燈。
10.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，步驟c之後還包括
d、若步驟b中沒有接收到行車請求，則判斷是否達到相位屏障，若是，則執行步驟e，否則非關鍵相位按照基礎綠燈時間運行；
e、判斷非關鍵相位綠燈時間是否達到其最小綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長非關鍵相位綠燈時間至其最小綠燈時間後結束當前相位綠燈。
全文摘要
本發明公開了一種協調式感應交通控制方法，包括以下步驟a.獲得當前相位的截止綠燈時間；b.判斷當前相位在第一綠燈時間結束前是否接收到行車請求，若是，則執行步驟c；c.判斷當前相位綠燈時間是否大於所述截止綠燈時間，若是，則結束當前相位綠燈，否則延長當前相位的綠燈時間。本發明通過判斷當前相位在截止綠燈時間內是否有行車請求，若有的話從而延長當前相位的綠燈時間，從而使得綠燈時間能夠更好的滿足實際需求。
文檔編號G08G1/07GK101226692SQ20071011627
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者新 劉, 汪志濤, 王志明, 周永順, 秦曉松, 陳曉明, 馮遠宏, 陳祥滿, 劉文廣, 田小馬, 高雪松, 孟慶明, 張念福 申請人:青島海信網絡科技股份有限公司