一种区域交通的优化控制方法技术

本发明专利技术公开了一种区域交通优化控制方法，本发明专利技术首先确定平面区域内的关键交叉口以及关键干线，然后求解关键干线的配时方案和交叉口之间的相位差方案，最后确定协调干线并对其进行相应的优化控制。主要步骤包括：(1)确定目标区域内的待优化交叉口以及待优化干线；(2)确定目标区域内的关键交叉口以及关键干线；(3)设置关键交叉口的配时方案；(4)设置关键干线的相位差方案；(5)确定协调干线；(6)优化协调干线；(7)得到区域交通优化控制的方案。本发明专利技术能够有效优化区域交通的控制，减少车辆通过区域所产生的延误时间，缓解区域道路拥堵，适合解决区域交通的优化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种区域交通的优化控制方法
本专利技术涉及交通优化控制领域，更具体地，涉及一种区域交通优化控制方法。
技术介绍
目前，区域交通的控制方案的制定大多以经验为主，以区域交叉口信号制定信号控制方案，该方法缺少科学根据，而且需要观察较长时间的交通状态，对区域交通发生突发情况的问题往往难以应，专利技术出能够有效优化区域交通的控制，减少车辆通过区域所产生的延误时间，缓解区域道路拥堵等交通问题的优化方法一直是交通优化控制领域的一大难题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种区域交通的优化方法，该方法以目标区域内的关键交叉口以及干线为研究对象，研究区域交通优化控制方法。本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：一种区域交通的优化方法，包括以下步骤：S1：确定目标区域内的待优化交叉口；S2：确定目标区域内的待优化干线；S3：确定目标区域内的关键交叉口；S4：确定目标区域内的关键干线；S5：设置关键交叉口的优化控制方案，即设置关键交叉口的配时方案；S6：设置关键干线的优化控制方案，即设置关键干线的相位差方案；S7：确定目标区域内的协调干线；S8：设置协调干线的优化控制方案，即设置协调干线的相位差方案；S9：设置协调干线所有交叉口的优化控制方案，设置协调干线的配时方案；S10：将所有交叉口以及干线的优化控制方案代入目标区域内进行信号优化控制，得到区域交通优化控制的方案。进一步地，步骤S1中所述的确定目标区域内的待优化交叉口采用的方法是：将目标区域内的所有交叉口按从左到右，从上到下的顺序进行编号，得到待优化交叉口S1、S2、…、Sn。进一步地，步骤S2中所述的确定目标区域内的待优化干线采用的方法是：将目标区域内的所有干线按从上到下，从左到右的顺序进行编号，得到待优化干线l1、l2、…、lm。进一步地，步骤S3中所述的确定目标区域内的关键交叉口SG包括如下步骤：S31：统计目标区域内所有待优化交叉口的关键系数，计算公式如下：其中，i＝1,2,...,n，Ri是第i个交叉口在目标区域内的关键系数，pi是第i个交叉口前一日的平均交通流量，xi、yi分别是第i个交叉口的经度和维度，mx和my分别是目标区域内几何中点的经度和纬度；S32：将目标区域内所有交叉口的关键系数值进行排序，关键系数最大的交叉口作为关键交叉口SG。进一步地，步骤S4中所述的确定目标区域内的关键干线lG包括如下步骤：S41：将目标区域内经过关键交叉口SG的干线，分别记为lG1、lG2、...；S42：统计lG1、lG2、...的历史交通流量，历史交通流量最大的干线作为目标区域内的关键干线lG。进一步地，步骤S7中所述的确定目标区域内的协调干线采用的方法是：将目标区域内所有与关键干线lG没有交叉口的干线按从上到下，从左到右的顺序进行编号，得到协调干线lx1、lx2、...。进一步地，所述的相位差方案包括以下步骤：P1：标记干线的交叉口；P2：确定任意两个交叉口的相位差，计算公式如下：其中，tk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的相位差时间，lk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的距离，vk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的平均车辆行驶速度，A是黄灯时长，B是启动车辆所耗费的时间，β是延误补偿系数。进一步地，所述的配时方案包括以下步骤：Q1：确定交叉口的最佳信号周期C，计算公式如下：其中，C是交叉口的最佳信号周期，Y是交叉口各个相位饱和流量比值之和，q是交叉口相位个数，B是启动车辆所耗费的时间，I是相位切换间隔时间，A是黄灯时长，λ是周期补偿值；Q2：确定各相位的绿灯时间gr，计算公式如下：其中，gr是r相位的绿灯控制时长，C是交叉口的最佳信号周期，fr是r相位的交通流量，q是交叉口相位个数。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：以目标区域内的关键交叉口以及干线为研究对象，通过设置配时方案和相位差方案能够减少车辆通过区域所产生的延误时间，缓解区域道路拥堵等交通问题，有效地优化了区域交通的控制。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术实施例的区域交叉口示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。参照图1，本专利技术的具体实施步骤如下：S1：如图2所示，将目标区域内的所有交叉口按从左到右，从上到下的顺序进行编号，得到待优化交叉口S1、S2、…、S9，即一共有9个交叉口。S2：将目标区域内的所有干线按从上到下，从左到右的顺序进行编号，得到待优化干线l1、l2、…、l6，分别是l123、l456、l789、l147、l258、l369。S3：计算得到关键交叉口SG为标号为5的交叉口S5，步骤如下：S31：统计目标区域内所有交叉口的关键系数，计算公式如下：其中，i＝1,2,...,n，Ri是第i个交叉口在目标区域内的关键系数，pi是第i个交叉口前一日的平均交通流量，xi、yi分别是第i个交叉口的经度和维度，mx和my分别是目标区域内几何中点的经度和纬度；S32：将目标区域内所有交叉口的关键系数值进行排序，关键系数最大的交叉口作为关键交叉口SG。S4、计算得到关键干线lG为标号为2的干线l2，即l456，步骤如下：S41：将目标区域内经过关键交叉口SG的干线，分别记为lG1、lG2、...；S42：统计lG1、lG2、...的历史交通流量，历史交通流量最大的干线作为目标区域内的关键干线lG。S5：设置关键交叉口的优化控制方案，即是设置关键交叉口的配时方案。S6：设置关键干线的优化控制方案，即设置关键干线的相位差方案。S7：将目标区域内所有与关键干线没有交叉口的干线以从上到下，从左到右的顺序进行编号，得到三条协调干线l4、l5、l6。S8：设置协调干线的优化控制方案，即设置协调干线的相位差方案。S9：设置协调干线所有交叉口的优化控制方案，即设置协调干线所有交叉口的配时方案。S10：将所有交叉口以及干线的优化控制方案代入目标区域内进行信号优化控制，得到区域交通优化控制的方案。具体地，所述的相位差方案包括以下步骤：P1：标记干线的交叉口；P2：确定任意两个交叉口的相位差，计算公式如下：其中，tk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的相位差时间，lk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的距离，vk,k+1是第k个交叉口与第k+1个交叉口之间的平均车辆行驶速度，A是黄灯时长，B是启动车辆所耗费的时间，β是延误补偿系数，且A＝3s，B＝3s，β＝0.5。具体地，所述的配时方案包括以下步骤：Q1：确定交叉口的最佳信号周期C，计算公式如下：其中，C是交叉口的最佳信号周期，Y是交叉口各个相位饱和流量比值之和，q是交叉口相位个数，B是启动车辆所耗费的时间，I是相位切换间隔时间，A是黄灯时长，λ是周期补偿值，且l＝3s，I＝4s，A＝3s，λ＝1；Q2：确定各相位的绿灯时间gr，计算公式如下：其中，gr是r相位的绿灯控制时长，C是交叉口的最佳信号周期，fr是r相位的交通流量，q是交叉口相位个数。具体地，本实施例中各个交叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域交通的优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定目标区域内的待优化交叉口；S2：确定目标区域内的待优化干线；S3：确定目标区域内的关键交叉口；S4：确定目标区域内的关键干线；S5：设置关键交叉口的优化控制方案，即设置关键交叉口的配时方案；S6：设置关键干线的优化控制方案，即设置关键干线的相位差方案；S7：确定目标区域内的协调干线；S8：设置协调干线的优化控制方案，即设置协调干线的相位差方案；S9：设置协调干线所有交叉口的优化控制方案，设置协调干线的配时方案；S10：将所有交叉口以及干线的优化控制方案代入目标区域内进行信号优化控制，得到区域交通优化控制的方案。

【技术特征摘要】
1.一种区域交通的优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确定目标区域内的待优化交叉口；S2：确定目标区域内的待优化干线；S3：确定目标区域内的关键交叉口；S4：确定目标区域内的关键干线；S5：设置关键交叉口的优化控制方案，即设置关键交叉口的配时方案；S6：设置关键干线的优化控制方案，即设置关键干线的相位差方案；S7：确定目标区域内的协调干线；S8：设置协调干线的优化控制方案，即设置协调干线的相位差方案；S9：设置协调干线所有交叉口的优化控制方案，设置协调干线的配时方案；S10：将所有交叉口以及干线的优化控制方案代入目标区域内进行信号优化控制，得到区域交通优化控制的方案。2.根据权利要求1所述的一种区域交通的优化方法，其特征在于，步骤S1中所述的确定目标区域内的待优化交叉口采用的方法是：将目标区域内的所有交叉口按从左到右，从上到下的顺序进行编号，得到待优化交叉口S1、S2、…、Sn。3.根据权利要求1所述的一种区域交通的优化方法，其特征在于，步骤S2中所述的确定目标区域内的待优化干线采用的方法是：将目标区域内的所有干线按从上到下，从左到右的顺序进行编号，得到待优化干线l1、l2、…、lm。4.根据权利要求1所述的一种区域交通的优化方法，其特征在于，步骤S3中所述的确定目标区域内的关键交叉口SG包括如下步骤：S31：统计目标区域内所有待优化交叉口的关键系数，计算公式如下：其中，i＝1,2,...,n，Ri是第i个交叉口在目标区域内的关键系数，pi是第i个交叉口前一日的平均交通流量，xi、yi分别是第i个交叉口的经度和维度，mx和my分别是目标区域内几何中点的经度和纬度；S32：将目标区域内所有交叉口的关键系数值进...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡延光，黄柱，蔡颢，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44