交通控制区域动态划分方法

摘要

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及交通控制区域动态划分方法，包括以下步骤：计算所有相邻交叉口之间路段的粗划分指标，并以此进行初次划分，粗划分指标根据距离、流量和周期原则确定；对初次划分剩余的路段，根据粗划分指标对它们进行降序排序并开始遍历，以绿波带带宽达到率作为细划分指标，并对子区进行再次细划分；根据绿波带带宽达到率是否满足调整条件，对子区进行动态调整。本发明的有益效果在于：本发明提出的这种二次划分方法，并基于此建立的最大绿波带优化模型，使得子区的划分更加合理，子区内的协调控制效果更加有效，而以绿波带带宽达到率作为控制子区的调整条件，进一步实现了子区之间的动态调整，提高了交通运行效率。

主权项

交通控制区域动态划分方法，其特征在于包括以下步骤：1)计算所有相邻交叉口之间路段的粗划分指标CI，并以此进行初次划分：当CI＞40时，交叉口间进行协调能取得较好的协调效果；当CI＜‑8时，无需进行协调；其中CI根据距离原则、流量原则和周期原则确定，计算公式如下：$\mathrm{CI}=k_A\frac{q}{D^2}-k_B\frac{|C_1-C_2|}{3600}---\left(1\right)$$q=\frac{\mathrm{DS}*G*V}{3600}=\frac{g*V}{3600}=\frac{[G-(T-\mathrm{th})]*V}{3600}---\left(2\right)$式中：k_A和k_B为比例放大系数，为使三个原则在式中的地位相当，通过比例放大系数调整使它们处在同一数量级别，通常取k_A＝360,k_B＝3600；q为综合流量，即是一个与车辆种类无关的用来反映通过停止线混合车流数量的参量；D为交叉口间的距离，单位为千米；C₁和C₂分别为上游交叉口和下游交叉口单点控制时所需的最佳信号周期；DS为饱和度；G为绿灯时间，单位为秒；V为最大流率，单位为1000辆/小时；g为有效绿灯时间，单位为秒；T为绿灯期间停止线上无车通过的时间，单位为秒；t为车流正常通过停止线时车辆间的时距，单位为秒；h为车辆间时距的个数；2)对初次划分剩余的路段，根据粗划分指标对它们进行降序排序并开始遍历，进一步对子区进行再次细划分；具体包括以下步骤：步骤1：对初次划分剩余的路段，根据粗划分指标对它们进行降序排序并开始遍历：对于‑8≤CI≤40的路段，需要进行细划分，首先对它们进行排序，为后面的细划分做准备；步骤2：在未遍历的路段当中选取粗划分指标最大的路段：粗划分指标CI越大，说明两交叉口间的关联性越强，则优先划入同一子区；步骤3：将路段两端的交叉口划入同一个子区：如果路段两端是两个子区，则将两个子区进行合并；步骤4：用最大绿波带优化模型计算子区最大双向非对称绿波带带宽：最大双向非对称绿波带带宽为正向绿波带带宽和反向绿波带带宽相等；目标函数为：$\max \left(\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Sigma }}(k_i^w{b}_{i(i+1)}+k_i^v{b}_{(i+1)i})\right);$式中：b_i(i+1)表示交叉路口i和交叉路口i+1之间的正向绿波带带宽，b_(i+1)i表示交叉路口i和交叉路口i+1之间的反向绿波带带宽；和为加权系数，都大于零，满足${\Sigma }_{i=1}^{n-1}(k_i^w+k_i^v)=1;$步骤5：子区内绿波带带宽是否满足要求：用绿波带带宽达到率A_B作为细划分指标来衡量子区内绿波带带宽是否满足要求：$A_B=[\frac{k^w{B}_w}{(k^w+k^v)G_{w\min }}+\frac{k^v{B}_v}{(k^w+k^v)G_{v\min }}]*100\%$式中：B_w和B_v分别为正向和反向的绿波带带宽，k^w和k^v分别为它们在目标函数里的加权系数，G_wmin和G_vmin分别为正向和反向各交叉口协调相位的绿灯时间最小值；当A_B≥66％时，确定将路段两端的交叉口划入同一个子区，否则不划入；步骤6：是否还有未遍历的路段：如果还有没遍历的路段，则跳转到步骤(2)继续执行，否则说明所以路段已遍历完毕，子区划分结束；3)根据绿波带带宽达到率A_B是否满足调整条件，对子区进行动态调整；调整条件包括：(1)在每个信号周期内，审查调整条件，即计算绿波带带宽达到率A_B是否满足A_B≥66％；(2)根据调整条件是否达标，计算“调整指数”，若未达标，则“调整指数”累计值加1，否则累计值减1；(3)若“调整指数”累计值达到4，则认为子区的划分已经“过时”，需要对子区做出调整；调整后，“调整指数”累计值清零。