一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法技术

本发明专利技术公开了一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其作图方法如下：建立空间时距图坐标系；确定每个交叉口在空间时距图坐标系中的具体位置坐标；生成各个交叉口信号配时方案时间棱柱体；确定各条干道的绿波带宽；生成交叉口之间行驶轨迹线，作出各条干道的绿波带，完成作图。本发明专利技术可以反映多股协调车流的运动状况，全面展示区域交通信号协调控制方案的整体绿波协调控制效果，并通过建立各个交叉口信号配时方案时间棱柱体，实现了对路网中交叉口之间时空关系的三维立体描述，有助于建立路网协调控制优化模型。本发明专利技术适用于交通信号控制领域。

A Mapping Method of Spatial Time-Distance Map for Demonstrating the Coordination Control Effect of Regional Green Wave

The invention discloses a mapping method of spatial time-distance map showing the effect of coordinated control of regional green wave, which is as follows: establishing the coordinate system of spatial time-distance map; determining the specific position coordinates of each intersection in the coordinate system of spatial time-distance map; generating the time prism of signal timing scheme for each intersection; determining the green wave bandwidth of each main road; and generating the driving between intersections. Track line, make the green wave band of each main road, complete the drawing. The invention can reflect the movement of multi-strand coordinated traffic flow, fully display the overall green wave coordinated control effect of the regional traffic signal coordinated control scheme, and realize the three-dimensional description of the space-time relationship between intersections in the road network by establishing the time prism of each intersection signal timing scheme, which is helpful to establish the optimization model of the road network coordinated control. The invention is applicable to the field of traffic signal control.

【技术实现步骤摘要】
一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法
本专利技术涉及交通信号控制
，更具体的，涉及一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法。
技术介绍
绿波协调控制设计将尽量使得协调方向的车流能够连续不停车地通过多个下游信号交叉口，从而可以有效减少目标车流的平均延误时间与停车次数，提高车流行驶的平滑性，减少交叉口交通事故发生，是未饱和交通状态下城市交通控制系统优先选用的一种控制手段，相关研究成果已在国内诸多城市得以广泛应用。目前衡量一套绿波协调控制方案的实施效果主要是利用时间-距离图(简称时距图)来展示各条协调线路的绿波带宽大小。时距图是一个表达协调交叉口距离与信号配时关系，并反映出受协调控制车流运动状况的平面图，在干道绿波协调控制设计中发挥了重要作用。然而随着城市交通系统的发展，区域交通信号协调控制技术方法越来越受到设计人员的关注，需要建立一种能够整体展示区域交通信号协调控制效果优劣的表现方式。对此，本专利技术将给出一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，通过绘制空间时距图，全面展示区域交通信号协调控制方案的整体绿波协调控制效果。
技术实现思路
本专利技术为了方便能整体展示区域交通信号协调控制效果的优劣，方便对整个区域交通信号协调的观察，提供了一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其能全面展示区域交通信号协调控制方案的整体绿波协调控制效果，方便观察整个区域的交通信号协调控制。为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，所述该作图方法步骤如下：S1：选择区域中一个交叉口作为基准交叉口，建立空间时距图坐标系，并确定其在空间时距图坐标中的位置；S2：根据区域中每个交叉口与基准交叉口的相对位置，确定区域中每个交叉口在空间时距图坐标系中的具体位置坐标；S3：计算交叉口各个信号相位的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻，结合交叉口各进口停车线断面围成的棱柱体，生成各个交叉口信号配时方案时间棱柱体；所述信号配时方案时间棱柱体是反映信号配时方案的载体，棱柱体的每一个面分别表示交叉口的各个进口方向，每一个面所填充的色块高度表示该进口方向协调相位的相位时长，这对于绘制整个空间时距图将起到一个基础的作用。S4：计算协调线路i的第1个交叉口I(i,1)至第n个交叉口I(i,n)的绿波带宽度；完成协调线路i上行方向的绿波带定位；S5：计算协调线路i的第n个交叉口I(i,n)至第1个交叉口I(i,1)的绿波带宽度；完成协调线路i下行方向的绿波带定位；S6：计算协调线路i上行绿波带在第j个交叉口I(i,j)的绿波带起点时刻与终点时刻连接各个交叉口上行绿波带的起点时刻，得到协调线路i上行绿波带起始轨迹线，连接各个交叉口上行绿波带的终点时刻，得到协调线路i上行绿波带终止轨迹线，确定上行绿波带起始轨迹线、上行绿波带终止轨迹线后得到协调线路i的上行绿波带；S7：计算协调线路i下行绿波带在第j个交叉口I(i,j)的绿波带起点时刻与终点时刻连接各个交叉口下行绿波带的起点时刻，得到协调线路i下行绿波带起始轨迹线，连接各个交叉口下行绿波带的终点时刻，得到协调线路i下行绿波带终止轨迹线，确定下行绿波带起始轨迹线、下行绿波带终止轨迹线后得到协调线路i的下行绿波带，完成作图。优选地，步骤S1，以基准交叉口作为原点，选取由西往东为X轴正向、由北往南为Y轴正向、时间为Z轴，建立空间时距图坐标系。优选地，步骤S3，计算交叉口各个信号相位的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻，其中计算公式如下：其中：i表示交叉口所在的拟协调线路序号；j表示交叉口在拟协调线路的交叉口编号，定义交叉口编号由小到大的方向为协调线路上行方向，交叉口编号由大到小的方向为协调线路下行方向；分别表示交叉口I(i,j)信号相位k的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻；表示交叉口I(i,j)信号相位k的绿灯时间。进一步地，将交叉口各进口停车线断面围成一个棱柱体，各进口停车线断面对应为交叉口信号配时方案时间棱柱体的侧面；在交叉口信号配时方案时间棱柱体的各个侧面上，将所对应的协调相位绿灯时间段用指定色块标出，形成一个包含交叉口信号配时方案信息的时间棱柱体。优选地，步骤S4，确定协调线路i上行方向的绿波带宽度，对绿波带进行定位，具体步骤如下：S401：计算协调线路i上行方向的第1个交叉口I(i,1)至第2个交叉口I(i,2)的绿波带宽度；其计算公式如下：其中：与分别表示在协调线路i上行方向上第1个交叉口I(i,1)至第2个交叉口I(i,2)的绿波带在交叉口I(i,2)信号相位U的起点时刻与终点时刻；表示交叉口I(i,1)信号相位U的绿灯起点时刻、终点时刻；表示交叉口I(i,2)信号相位U的绿灯起点时刻、终点时刻；L(i,1→2)表示交叉口I(i,1)至交叉口I(i,2)的距离；v(i,1→2)表示交叉口I(i,1)至交叉口I(i,2)的行驶速度；B(i,1→2)表示协调线路i的第1个交叉口I(i,1)至第2个交叉口I(i,2)的绿波带宽度；S402：计算协调线路i上行方向的第1个交叉口I(i,1)至第j个交叉口I(i,j)的绿波带宽度；其计算公式如下：其中：与分别表示在协调线路i上行方向上第1个交叉口I(i,1)至第j个交叉口I(i,j)的绿波带在交叉口I(i,j)信号相位U的起点时刻与终点时刻；表示交叉口I(i,j)信号相位U的绿灯起点时刻、终点时刻；L(i,j-1→j)表示交叉口I(i,j-1)至交叉口I(i,j)的距离；v(i,j-1→j)表示交叉口I(i,j-1)至交叉口I(i,j)的行驶速度；B(i,1→j)表示协调线路i的第1个交叉口I(i,1)至第j个交叉口I(i,j)的绿波带宽度；S403：得到协调线路i上行方向的第1个交叉口I(i,1)至最后一个交叉口I(i,n)的绿波带宽度根据绿波带在交叉口I(i,n)信号相位U的起点时刻与终点时刻完成上行方向绿波带的定位。优选地，步骤S5，确定协调线路i下行方向的绿波带宽度，对绿波带进行定位，具体步骤如下：S501：计算协调线路i下行方向的第1个交叉口I(i,n)至第2个交叉口I(i,n-1)的绿波带宽度；其计算公式如下：其中：与分别表示在协调线路i下行方向上第1个交叉口I(i,n)至第2个交叉口I(i,n-1)的绿波带在交叉口I(i,n-1)信号相位D的起点时刻与终点时刻；表示交叉口I(i,n)信号相位D的绿灯起点时刻、终点时刻；表示交叉口I(i,n-1)信号相位D的绿灯起点时刻、终点时刻；L(i,n→n-1)表示交叉口I(i,n)至交叉口I(i,n-1)的距离；v(i,n→n-1)表示交叉口I(i,n)至交叉口I(i,n-1)的行驶速度；B(i,n→n-1)表示协调线路i的第1个交叉口I(i,n)至第2个交叉口I(i,n-1)的绿波带宽度；S502：计算协调线路i下行方向的交叉口I(i,n)至交叉口I(i,j)的绿波带宽度；其计算公式如下：其中：与分别表示在协调线路i下行方向上交叉口I(i,n)至交叉口I(i,j)的绿波带在交叉口I(i,j)信号相位D的起点时刻与终点时刻；表示交叉口I(i,j)信号相位D的绿灯起点时刻、终点时刻；L(i,j+1→j)表示交叉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：所述该作图方法步骤如下：S1：选择区域中一个交叉口作为基准交叉口，建立空间时距图坐标系，并确定其在空间时距图坐标中的位置；S2：根据区域中每个交叉口与基准交叉口的相对位置，确定区域中每个交叉口在空间时距图坐标系中的具体位置坐标；S3：计算交叉口各个信号相位的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻，结合交叉口各进口停车线断面围成的棱柱体，生成各个交叉口信号配时方案时间棱柱体；S4：计算协调线路i的第1个交叉口I(i,1)至第n个交叉口I(i,n)的绿波带宽度；完成协调线路i上行方向的绿波带定位；S5：计算协调线路i的第n个交叉口I(i,n)至第1个交叉口I(i,1)的绿波带宽度；完成协调线路i下行方向的绿波带定位；S6：计算协调线路i上行绿波带在第j个交叉口I(i,j)的绿波带起点时刻

【技术特征摘要】
1.一种展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：所述该作图方法步骤如下：S1：选择区域中一个交叉口作为基准交叉口，建立空间时距图坐标系，并确定其在空间时距图坐标中的位置；S2：根据区域中每个交叉口与基准交叉口的相对位置，确定区域中每个交叉口在空间时距图坐标系中的具体位置坐标；S3：计算交叉口各个信号相位的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻，结合交叉口各进口停车线断面围成的棱柱体，生成各个交叉口信号配时方案时间棱柱体；S4：计算协调线路i的第1个交叉口I(i,1)至第n个交叉口I(i,n)的绿波带宽度；完成协调线路i上行方向的绿波带定位；S5：计算协调线路i的第n个交叉口I(i,n)至第1个交叉口I(i,1)的绿波带宽度；完成协调线路i下行方向的绿波带定位；S6：计算协调线路i上行绿波带在第j个交叉口I(i,j)的绿波带起点时刻与终点时刻连接各个交叉口上行绿波带的起点时刻，得到协调线路i上行绿波带起始轨迹线，连接各个交叉口上行绿波带的终点时刻，得到协调线路i上行绿波带终止轨迹线，确定上行绿波带起始轨迹线、上行绿波带终止轨迹线后得到协调线路i的上行绿波带；S7：计算协调线路i下行绿波带在第j个交叉口I(i,j)的绿波带起点时刻与终点时刻连接各个交叉口下行绿波带的起点时刻，得到协调线路i下行绿波带起始轨迹线，连接各个交叉口下行绿波带的终点时刻，得到协调线路i下行绿波带终止轨迹线，确定下行绿波带起始轨迹线、下行绿波带终止轨迹线后得到协调线路i的下行绿波带，完成作图。2.根据权利要求1所述的展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：步骤S1，以基准交叉口作为原点，选取由西往东为X轴正向、由北往南为Y轴正向、时间为Z轴，建立空间时距图坐标系。3.根据权利要求1所述的展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：步骤S3，计算交叉口各个信号相位的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻，其计算公式如下：其中：i表示交叉口所在的拟协调线路序号；j表示交叉口在拟协调线路的交叉口编号，定义交叉口编号由小到大的方向为协调线路上行方向，交叉口编号由大到小的方向为协调线路下行方向；分别表示交叉口I(i,j)信号相位k的绿灯起点时刻、中心点时刻、终点时刻；表示交叉口I(i,j)信号相位k的绿灯时间。4.根据权利要求3所述的展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：将交叉口各进口停车线断面围成一个棱柱体，各进口停车线断面对应为交叉口信号配时方案时间棱柱体的侧面；在交叉口信号配时方案时间棱柱体的各个侧面上，将所对应的协调相位绿灯时间段用指定色块标出，形成一个包含交叉口信号配时方案信息的时间棱柱体。5.根据权利要求1所述的展示区域绿波协调控制效果的空间时距图的作图方法，其特征在于：步骤S4，计算协调线路i上行方向的绿波带宽度，对绿波带进行定位，具体步骤如下：S401：计算协调线路i上行方向的第1个交叉口I(i,1)至第2个交叉口I(i,2)的绿波带宽度；其计算公式如下：其中：与分别表示在协调线路i上行方向上第1个交叉口I(i,1)至第2个交叉口I(i,2)的绿波带在交叉口I(i,2)信号相位U的起点时刻与终点时刻；表示交叉口I(i,1)信号相位U的绿灯起点时刻、终点时刻；表示交叉口I(i,2)信号相位U的绿灯起点时刻、终点时刻；L(i,1→2)表示交叉口I(i,1)至交叉口I(i,2)的距离；v(i...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢凯，田鑫，江书妍，汪丽，徐建勋，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州运星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44