一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法
2023-05-25 00:29:46
一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法，與現有技術相比解決了圖像監測調控信號燈無法適用於排隊溢出優化控制的缺陷。本發明包括以下步驟：獲取道路交叉口的交通流參數；計算排隊長度；判定交叉口排隊溢出狀態；計算上行交叉口的綠燈放行時間。本發明利用安裝在道路交叉口進出口的車輛檢測器，實時檢測排隊長度參數與排隊溢出事件，通過調節交通信號控制的綠燈放行時間，實現區域內各交叉口的排隊長度均衡，解決交叉口的排隊溢出問題。
【專利說明】一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控 制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及智能交通【技術領域】，具體來說是一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀 態的交通信號優化控制方法。
【背景技術】
[0002] 由於我國很多城市道路的規劃和設計不完善，導致市區很多道路之間出現短距離 交叉口，即兩個交叉口之間的距離非常短。短距離交叉口由於車輛等待距離少，經常出現排 隊溢出的現象，排隊溢出是指下遊交叉口進口道車輛排隊超過了上遊交叉口的現象。目前 針對排隊溢出只能通過普通的人工交通信號管控或人工指揮解決，未能採用智能檢測排隊 溢出和智能交通信號控制解決此類問題。雖也有部分技術提出利用攝像頭的監測調控信號 燈的方法，但均存在以下問題：
[0003] 1、利用攝像頭進行圖像監測排隊溢流，對攝像頭的設置有著明確的位置要求，但 大多數攝像頭均安裝在交叉口，無法達到溢出狀態的識別；
[0004] 2、攝像頭在日常使用中多數用於路面情況的監控和管理，無法專用於車輛排隊溢 出，導致在實際應用中無法實時監控。
[0005] 如何開發出一種更適用車輛排隊溢出狀態的信號燈優化方法已經成為急需解決 的技術問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是為了解決現有技術中圖像監測調控信號燈無法適用於排隊溢出 優化控制的缺陷，提供一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法來 解決上述問題。
[0007] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
[0008] -種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法，包括以下步 驟：
[0009] 獲取道路交叉口的交通流參數，根據交叉口之間路段長度、交叉口寬度、堵塞密度 及車輛到達排隊隊尾的密度計算出排隊溢出檢測器的安裝位置，通過排隊溢出檢測器和交 叉口進口的車輛檢測器獲取相關交通參數；
[0010] 計算排隊長度，根據溢出檢測器和交叉口進口的車輛檢測器獲取相關交通參數， 計算相鄰交叉口之間路段的車輛排隊長度；
[0011] 判定交叉口排隊溢出狀態，計算車輛密度，根據車輛密度判斷交叉口排隊溢出狀 態；
[0012] 計算上行交叉口的綠燈放行時間，根據出現排隊溢出狀態的上行交叉口的平均空 間佔有率，計算需調節的綠燈放行時間。
[0013] 所述的獲取道路交叉口的交通流參數包括以下步驟：
[0014] 在道路交叉口安裝進口車道檢測器；
[0015] 在道路交叉口出口安裝排隊溢出檢測器，計算出排隊溢出檢測器的安裝位置，其 計算公式如下 ：
[0016]
【權利要求】
1. 一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控制方法，其特徵在於，包 括以下步驟： 11) 獲取道路交叉口的交通流參數，根據交叉口之間路段長度、交叉口寬度、堵塞密度 及車輛到達排隊隊尾的密度計算出排隊溢出檢測器的安裝位置，通過排隊溢出檢測器和交 叉口進口的車輛檢測器獲取相關交通參數； 12) 計算排隊長度，根據溢出檢測器和交叉口進口的車輛檢測器獲取相關交通參數，計 算相鄰交叉口之間路段的車輛排隊長度； 13) 判定交叉口排隊溢出狀態，計算車輛密度，根據車輛密度判斷交叉口排隊溢出狀 態； 14) 計算上行交叉口的綠燈放行時間，根據出現排隊溢出狀態的上行交叉口的平均空 間佔有率，計算需調節的綠燈放行時間。
2. 根據權利要求1所述的一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控 制方法，其特徵在於，所述的獲取道路交叉口的交通流參數包括以下步驟： 21) 在道路交叉口安裝進口車道檢測器； 22) 在道路交叉口出口安裝排隊溢出檢測器，計算出排隊溢出檢測器的安裝位置，其計 算公式如下：
其中
為道路交叉口的寬度，Ln，n+1為路段的長度， f
為堵塞密度，
為車輛到達排隊隊尾的密度，
為排隊溢流檢測器的位置； 23) 通過排隊溢流檢測器測算單位時間內駛入檢測路段內的車輛數Qin ;通過進口車道 檢測器測算單位時間內駛離檢測路段內的車輛數Qwt ;通過排隊溢流檢測器或進口車道檢 測器測算初始排隊車輛數Q〇,初始排隊車輛數Q〇為單位時間內的車輛通過數，若無車輛通 過則Q〇為零。
3. 根據權利要求1所述的一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控 制方法，其特徵在於，所述的計算排隊長度計算公式如下： Lq - Qin+Q〇_Q〇ut? 其中，LQ為檢測路段內排隊車輛數，Qin為單位時間內駛入檢測路段內的車輛數，Qc!為 初始排隊車輛數，為單位時間內駛離檢測路段內的車輛數。
4. 根據權利要求1所述的一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控 制方法，其特徵在於，所述的判定交叉口排隊溢出狀態包括以下步驟： 41)計算當前周期內的時間佔有率，其計算公式如下： t〇cc(n) = toff(n)-ton(n)
其中，T為採集周期，t。。。(η)為第η輛車在檢測器上停留的時間，(η)為第η輛車駛入 檢測器的時間，(η)為第η輛車駛離檢測器的時間，t。。。為Τ周期時間內的時間佔有率； 42) 計算車輛密度，其公式如下：
其中，k為車輛密度，t。。。為T周期時間內的時間佔有率，Lv為車輛長度，Ld為檢測器有 效感區長度； 43) 判斷車輛密度k是否大於排隊溢出閾值；若車輛密度k小於排隊溢出閾值，則不進 行信號燈調節；若車輛密度k大於排隊溢出閾值，則計算上行交叉口的綠燈調整時間。
5.根據權利要求1所述的一種用於道路交叉口車輛排隊溢出狀態的交通信號優化控 制方法，其特徵在於，所述的計算上行交叉口的綠燈放行時間包括以下步驟： 51) 計算上行各交叉口的平均空間佔有率，其計算公式如下：
其中，
為第η與第n-1個路口之間路段平均排隊車輛數， L(n)為第η與第n-1個路口之間路段最大排隊車輛數，
為第η與第n-1個路口之間路段平均空間佔有率； 52) 計算η個路口之間路段空間佔有率的平均值，其計算公式如下：
其中，
為η個路口之間路段的平均空間佔有率，Ν為η個路口個數； 53) 計算
與
的差值，其計算公式如下：
54) 計算各路口的流量差Λ Q (η)，其計算公式如下：
55) 計算出各路口需要調節的交通信號燈相位增加或減少的時間，其計算公式如下：
其中，Λ t (η)為需要調節綠燈放行時間差，tp為需要調節相位綠燈時間；如果Λ t (η) 為正數，則交通信號燈相位時間為tp+At(n);如果At(n)為負數，最終的相位時間為 tp-1 Δ t (η) I ； 56) 根據At(n)延長或縮短上行交叉口的綠燈放行時間。
【文檔編號】G08G1/08GK104157152SQ201410400181
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】張博, 宋志洪, 梁子君, 於海洋, 宣林川 申請人:安徽科力信息產業有限責任公司