一种基于实时交通信息的单交叉口交通信号控制方法

摘要

本发明公开了一种基于实时交通信息的单交叉口交通信号控制方法，包括建立基于实时交通信息的单交叉口交通信号安全控制数学模型和采用基于实时交通信息的自适应配时算法求解上述数学模型，通过术语与记号、决策变量、目标函数，分别设置绿灯放行的最短时间、绿灯放行的最长时间、饱和车流量绿灯放行的时间，判断是否在多车道出现安全事故，判断当前相位的排队长度。本发明的基于实时交通信息的单交叉口交通信号控制方法，在建立实时交通信息的单交叉口交通信号控制模型的基础上，根据实时车辆排队长度和交通安全状态，采用自适应配时算法对交叉口控制，在保证交通安全的前提下，实现单交叉口交通信号的动态优化配时。

主权项

一种基于实时交通信息的单交叉口交通信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立基于实时交通信息的单交叉口交通信号安全控制数学模型，具体步骤：11)术语与记号：111)以D₀，D₁，…，D₁₁分别表示交叉口的12个车流方向，第1相位为：D₀，D₁，D₆，D₇；第2相位为：D₃，D₄，D₉，D₁₀；第3相位为：D₂，D₈；第4相位为：D₅，D₁₁，从第1相位到第4相位，依次循环放行各相位所含车流方向的车辆；112)以p_i表示D_i方向车流量(i＝0，1，2，…，11)；113)以P_i表示相位i(i＝1，2，3，4)的实际通过的车流量，分别按下述方法计算：P₁＝p₀+p₁+p₆+p₇；P₂＝p₃+p₄+p₉+p₁₀；P₃＝p₂+p₈；P₄＝p₄+p₁₁；114)以Q_i表示相位i的排队车辆数(i＝1，2，3，4)；115)以s_i(i＝0，1，……，11)表示对应D_i(i＝0，1，……，11)方向的饱和流量；116)以M_i(i＝0，1，2，3)表示对应相位的饱和车流量，其中M₁＝s₀+s₁+s₆+s₇；M₂＝s₃+s₄+s₉+s₁₀；M₃＝s₂+s₈；M₄＝s₄+s₁₁；12)决策变量L_i(15≤L_i≤30)表示相位i(i＝1，2，3，4)的放行时间；13)目标函数：合理的设置各个相位的放行时间，使得单位时间内交叉口获得最大的车辆通过量；通过改变各个相位的时间的长度，使得交叉口获得最大的通信车流量，并且在发生特殊情况时，进入紧急状况，即：F＝(P₀*L₀+P₁*L₁+P₂*L₂+P₃*L₃)/(L₀+L₁+L₂+L₃)；取得最大值，其中L₀，L₁，L₂，L₃为各个相位的持续时间；2)采用基于实时交通信息的自适应配时算法求解上述数学模型，具体步骤：21)分别设置绿灯放行的最短时间T₁、绿灯放行的最长时间T₂、饱和车流量绿灯放行的时间T₃；设置各相位的饱和流量M_i(i＝1，2，3，4)；22)设置各个相位的放行时间L_i＝T₁(i＝1，2，3，4)；23)判断是否在多车道出现安全事故，如果是在多车道出现安全事故，设置与故障车相同方向的车道为黄灯，保证其他车道能缓慢通行；如果是单车道设置车道为红灯，警告后方司机禁止通行，最后，向控制中心发出人工疏导请求和区域交通诱导请求并且开启声光报警；24)设置检测到的各个相位的排队长度Q_i(i＝1，2，3，4)；25)判断当前相位的排队长度，如果Q_i＝0，则转26)，如果Q_i≠0，则转27)；26)转下一个相位i＝i+1；如果i>4，i＝1，转23)；27)根据排队长度Q_i增加当前相位放行的时间，计算T＝(T₃/M_i)*Q_i；如果T+L_i>T₂，则L_i＝T₂；如果T+L_i≤T₂，L_i＝L_i+T，转22)。