一种城市干道群协调控制方法

摘要

本发明公开了城市干道群协调控制方法，该方法包括：根据城市道路网状况进行分区控制策略的制定，并对区域内干道进行等级划分；根据干道等级不同逐级进行干道协调控制方案的设定；以干道上平均行程时间最短为优化目标，较低优先级别的干道的周期依据相交的高优先级别干道的周期确定，同时进行干道群间、干道内相位差的寻优；根据干道大周期内不溢出条件对干道内上下游绿灯时长进行调整，避免控制时段内发生交通拥塞，最终实现了城市干道群的协调控制，本发明适用于干道结构明显的城市区域路网，能够有效减少车辆在干道上的行程延误，避免交通阻塞，实现区域协调优化。

主权项

一种城市干道群协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1根据城市交通状态及道路网结构，确定城市区域交通控制的宏观策略；所述城市区域交通控制的宏观策略，具体为：对于交通流拥堵发生区域，该区域的宏观策略为：快速、大量的输出交通流，控制进入交通流以及避免交通拥堵的发生和蔓延，将该区域的干道定义为拥堵相关干道，该区域为拥堵区域；对于交通流处于未饱和区域，该区域的宏观策略为：快速、连续的输出交通流，平衡区域交通流，保证区域内行驶车辆少停车、少延误，将经过该区域的干道定义为畅通相关干道；对于特殊情况下的管制区域，该区域的宏观策略根据管制要求确定，将经过管制区域的干道定义为管制相关干道；S2根据区域交通控制的宏观策略，确定同一宏观策略下区域干道的重要度；具体为：对于拥堵相关干道，以区域交通流输出干道和方向为高重要度，以区域交通流输入干道和方向为低重要度；对于畅通相关干道，以区域干道等级为重要度划分；对于管制相关干道，以区域管制干道和方向为高重要度；S3在同一宏观策略下根据各个交叉口相交干道的重要度，确定该区域相关干道的优先级别；具体包括如下步骤：S31确定交叉口的优先级别CP，具体为：设同一宏观策略下的干道K，与第j条道路相交形成第i个交叉口，则该第i个交叉口的优先级为CP(i,j)，该交叉口属于的干道编号为K(i,j)，所述交叉口的优先级别CP由第j条道路的重要度决定；S32确定干道优先级别RP，具体为：干道K上所有交叉口优先级别的最小值为干道K的优先级别，RP(k)＝min{CP(i,j)}，其中K(i,j)＝k，并将该条道路上所有交叉口的CP值设定为RP(k)；S4根据区域干道的优先级别，逐级确定干道协调控制方法,具体步骤如下：S41确定控制区域内各条干道的协调控制初始参数范围，所述初始参数包括，第k条干道的公共周期变化范围[Ck_min,Ck_max]，第k条干道第i个交叉口的d方向相位的变化集合P(k,i,d)，以及d方向的绿灯时间的变化范围[g(k,i,d)_min,g(k,i,d)_max]，优先级别最高的干道w的公共周期Cw，所述Cw值为合数；S42确定大周期CM的值；当需要对控制区域进行一个时段的控制时，该时段长度TC作为该区域的大周期；当两个交叉口的公共周期不同，则取两个交叉口的公共周期的最小公倍数为该两个交叉口的大周期；CM＝max{Lcm(Ch,Cw),TC}式中，Lcm(Ch,Cw)为Ch和Cw数值的最小公倍数，Ch∈[Ch_min,Ch_max]，TC为控制时段，其中m*Cw＝n*Ch＝CM，所述m、n为整数，h是与优先级别最高的干道w相交的干道，Ch是干道h的公共周期，所述两个交叉口是与干道w相交的任意两个相邻交叉口；S43在均匀流状态下，确定在一个大周期内交叉口处车辆的启动时刻及该车辆从一个交叉口到达下一个交叉口处的预计到达时刻；S44确定大周期内上游交叉口和下游交叉口车辆通过时刻的对应关系；S45确定大周期内车辆在干道上的平均行程时间，所述平均行程时间最短时得到优先级别低的干道的最佳周期，进一步得到该干道的协调控制方案，然后按照逐级协调得到城市干道群的协调控制方法。