一种四路环形交叉口自适应交通信号控制方法

摘要

一种四路环形交叉口自适应交通信号控制方法，本发明属于城市交通信号控制技术领域，涉及一种面向四路环形交叉口的自适应交通信号控制方法。本发明是要解决现有的环形交叉口信号控制方法无法自动检测左转机动车流量，未能充分考虑在交叉口内部左转机动车对入口机动车的影响，难以生成最佳的信号控制方案的问题。步骤1：在四路环形交叉口布设环形线圈检测器；步骤2：设置四路环形交叉口的相位相序；步骤3：设置四路环形交叉口自适应交通信号控制流程。本发明应用于交通控制领域。

主权项

一种四路环形交叉口自适应交通信号控制方法，其特征在于它按以下步骤实现：步骤1：在四路环形交叉口布设感应线圈检测器；步骤2：设置四路环形交叉口的相位相序；步骤3：设置四路环形交叉口自适应交通信号控制流程；步骤3.1设置相位i最小绿灯时间、最大绿灯时间与黄灯时间：相位i，i＝1,2，最小绿灯时间g_imin，单位：s，按照公式(1)计算：g_imin＝7+max(L_i/1.2)‑I_i   (1)其中：L_i—相位i控制交通流所在道路的相交道路宽度，m；I_i—相位i绿灯结束后运行的黄灯时间，即绿灯间隔时间，s；相位1控制南北向道路交通流，其相交道路为东西向道路，L₁就是东西向道路的宽度；相位i最大绿灯时间g_imax，单位：s，按照公式(2)计算：g_imax＝T_e‑I_i   (2)其中：T_e—驾驶员在交叉口等待红灯的极限时间，s；步骤3.2计算环形交叉口需要运行的最佳周期时长、各相位最佳绿灯时间：设环形交叉口相位i需要运行的最佳绿灯时间为g_i，其中，所述g_i为正整数，单位：s，最佳周期时长C按照公式(3)计算：$C=\underset{i=1}{\overset{2}{\Sigma }}(g_i+I_i)---\left(3\right)$根据公式(4)确定相位1、相位2的最佳绿灯时间g₁、g₂：[g₁,g₂]＝arc max(Q₁+Q₂)$s.t.\left\{\begin{array}{c}{g}_{1min}\le g_1\le g_{1max}\\ g_{2min}\le g_2\le g_{2max}\\ |x_1-x_2|\le 0.1\end{array}\right.---\left(4\right)$其中：Q_i—相位i的通行能力，其中，i＝1，2，pcu/h；x_i—相位i的饱和度，其中，i＝1，2，无量纲；arc—求反函数符号；s.t.—约束条件；g_1min—相位1最小绿灯时间，s；g_1max—相位1最大绿灯时间，s；g_2min—相位2最小绿灯时间，s；g_2max—相位2最大绿灯时间，s；$Q_i=\frac{3600}{C}[q_{i1}+q_{i2}]---\left(5\right)$其中：q_i1—在绿灯显示g_i秒内，相位i对应的第1个环形交叉口入口可以驶入的车辆数，pcu；q_i2—在绿灯显示g_i秒内，相位i对应的第2个环形交叉口入口可以驶入的车辆数，pcu；$q_{i1}=\frac{(g_i-q_{i2l}\times t_u)\times S_{i1}\times N_{i1}}{3600}---\left(6\right)$$q_{i2}=\frac{(g_i-q_{i1l}\times t_u)\times S_{i2}\times N_{i2}}{3600}---\left(7\right)$其中：q_i2l—在周期时长C内从相位i对应的第2个环形交叉口入口驶入并完成左转的车辆数，pcu；q_i1l—在周期时长C内从相位i对应的第1个环形交叉口入口驶入并完成左转的车辆数，pcu；S_i1—相位i对应的第1个环形交叉口入口处的单个车道饱和流率，pcu/h；N_i1—相位i对应的第1个环形交叉口入口处的车道数；t_u—在环形交叉口，入环车辆让行环内车辆的最小间隙以及跟随间隙之和，s；步骤3.3将i初始化为1，并用t₁记录当前时刻：将i初始值设置为1，是为了绿灯从相位1开始运行；而t₁记录的是当前信号配时方案开始运行的时刻；步骤3.4相位i显示绿灯；步骤3.5判断本周期相位i已经运行的绿灯时间g_ia是否达到g_i，如果达到进入步骤3.6，否则返回步骤3.4；步骤3.6相位i显示黄灯；步骤3.7判断本周期相位i已经运行的黄灯时间I_ia是否达到I_i，如果达到进入步骤3.8，否则返回步骤3.6；步骤3.8判断i是否等于2，如果是，进入步骤3.9，否则进入步骤3.11；步骤3.9将当前时刻值赋予t₂，进入步骤3.10；步骤3.10判断t₂、t₁之间的时间长度是否大于T，T为时间长度，单位min，如果大于进入步骤3.12，否则进入步骤3.11；步骤3.11i＝mod(i,2)+1，mod函数获得i除以2后的余数，返回步骤3.4；步骤3.12判断是否达到环形交叉口自适应信号控制的结束条件，结束条件为到达规定时间或启动人工手动控制，如果达到进入步骤3.13，否则进入步骤3.2；步骤3.13结束环形交叉口自适应信号控制。