本发明专利技术公开了一种直观的主干道若干十字路口的双向绿波带实现方法，通过对涉及的各路口的车辆信息采集，以及交叉口之间的距离参数和路段平均车速的估计，计算得到公共周期，在满足绿波带宽度要求的前提下，通过上下移动主干道方向相位的起点和终点或是变换相位组合方式，最终得到各路口的周期内相位顺序组合和相位差，以最大程度上增加绿波带的宽度。本发明专利技术经论证，在支干道相位绿灯时间不大于主干道相位绿灯时间Gkey的前提下至少能达到67%，即绿波带宽度等于67%*Gkey。本发明专利技术方法使用的图解法，相比传统的图解法和数解法都更简单直接，不仅计算量小而且效果更好，可以很大程度上减少主干道车辆的停车次数，降低油耗减少污染。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通控制
技术介绍
随着城市车辆数目的不断增加，而道路基础设施的建设跟不上车辆增加的速度，尤其是在大城市，交通堵塞情形时有发生，给人们的日常出行带来不便，也给道路设施带来了越来越大的压力。交通阻塞不仅给人们带来烦躁情绪，同时车辆等待时排放更多的废气也给环境造成一定的污染，交通控制的重要性不言而喻，其中路口信号灯控制技术是其中非常重要的一环。当前的交通控制大体分为三种：单个路口控制、主干道控制和区域控制，也称点控、线控和面控（或区控）。绿波控制技术是线控的一种最常用的方法，其思想是在指定的交通主干道上，通过路段过往平均车速的估计，信号控制机根据路段距离把该车流所经过的各路口绿灯起始时间做相应的调正，可以确保该车流尽可能在到达每个路口时正好遇到绿灯。 当前绿波控制技术的方法众多，有基于多智能体交通绿波的控制算法，通过实验验证当车辆比较少时可以产生绿波效应，车辆较多时，车辆疏散时间短，拥堵程度降低，但是未说明绿波带宽度这一重要指标，同时智能体的实现相对复杂。也有使用混合整数线性规划方法求解建立的通用干道双向绿波协调控制模型，通过实验验证得到绿波带带宽为由南往北方向30%和由北往南方向28%，此方法得到的绿波带宽度仍不令人满意，而且此类交通控制数学模型涉及较多变量参数，求解耗时。有使用传统图解法，通过计算路口理想位置的计算与实际路口位置的比较，找到一个最接近理想位置的方案，设计了一种各进口单独放行的双向绿波方法，最后通过实验验证了此方法相对于传统数解法的优越性，但是绿波带宽度得不到保证。 专利技术内容本专利技术公开了一种直观的主干道若干十字路口的双向绿波带实现方法，通过对涉及的各路口的车辆信息采集，以及交叉口之间的距离参数和路段平均车速的估计，计算得到公共周期，在满足绿波带宽度要求的前提下，通过上下移动主干道方向相位的起点和终点或是变换相位组合方式，最终得到各路口的周期内相位顺序组合和相位差，以最大程度上增加绿波带的宽度。 为实现上述目的，本专利技术给出的技术方案为： 一种直观的主干道若干十字路口双向绿波带的实现方法，其特征在于，通过采集各路口的车流量信息、各路口之间的间距和路段车流平均速度，计算得出公共周期、各路口相位组合方式和相位差；具体步骤是：1）根据采集的交通流量，利用韦伯斯特公式，对干道中各个交叉口进行配时，得出各个交叉口的信号周期，公共周期最大的选为关键交叉口；韦伯斯特公式：C = （1.5 * L+5） / （1+Y），其中C为周期时长，L为每周期总损失时间；Y为交叉口关键相位最大流量比之和；2）根据最短绿灯时间Gmin，算出主干道方向的绿灯时间Gkey = （C – 2 * Gmin）/ 2，默认主干道两个方向直行绿灯时间等于Gkey，支干道方向直行绿灯时间等于Gmin；3）初始化关键交叉口的相位顺序，在时间-距离图上以主干道相位的起点和终点分别做两条斜率为1/V上行和-1/V下行的斜线，再从其余每个路口在距离轴上的位置作一条垂直的直线，与先前东西相位引出的直线相交的线段即为此路口东西相位的位置；4）通过上下调节东西相位的起始时间，或者改变相位的组合方式，以满足绿波带的宽度要求，最终得到每个路口的相位组合方式和相位起始时间（即相位差）。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有的有益效果是： 1）绿波带控制实现过程中，常受到路口间距离过短限制，因此得到绿波带总体效果较差，而本专利技术方法中直接在路口位置上调整相位差，不存在间距限制问题；2）绿波带控制方案实现后，实际应用时绿波带宽度得不到保证，而本专利技术方法可以保证绿波带宽度至少达到绿灯时间的67%。本专利技术经论证，在支干道相位绿灯时间不大于主干道相位绿灯时间Gkey的前提下至少能达到67%，即绿波带宽度等于67%*Gkey。3）本专利技术方法使用的图解法，相比传统的图解法和数解法都更简单直接，不仅计算量小而且效果更好，可以很大程度上减少主干道车辆的停车次数，降低油耗减少污染。 附图说明图1为本专利技术方法适用的道路情形的简图。 图2是本专利技术方法中涉及到图解法使用的时间-距离图，其中横坐标代表各路口的位置，纵坐标代表时间，其中相位1---相位8为图中标示的行驶方式组合。 图3为B路口位置的第一种情形。 图4是图解法中当Ytemp>2*Gmin+2（1-θ）*Gkey时的情形。 图5是当上行与下行主干道相位有重叠的情形。 具体实施方式本专利技术方法的主要目的在于提供一种直观的主干道若干十字路口双向绿波带的实现方法，通过采集各路口的车流量信息、各路口之间的间距和路段车流平均速度估计，计算得出公共周期、各路口相位组合方式和相位差。 为达到上述目的，本专利技术方法的步骤是： 1、根据采集的交通流量，利用韦伯斯特公式，对干道中各个交叉口进行配时，得出各个交叉口的信号周期，公共周期最大的选为关键交叉口（韦伯斯特公式：C = （1.5 * L+5） / （1+Y）其中C为周期时长，L为每周期总损失时间；Y为交叉口关键相位最大流量比之和）；2、根据最短绿灯时间Gmin，算出主干道方向的绿灯时间Gkey = （C – 2 * Gmin）/ 2（默认主干道两个方向直行绿灯时间等于Gkey，支干道方向直行绿灯时间等于Gmin，需要时在求解过程中修改）；3、初始化关键交叉口的相位顺序，在时间-距离图上以主干道相位的起点和终点分别做两条斜率为1/V上行和-1/V下行的斜线，再从其余每个路口在距离轴上的位置作一条垂直的直线，与先前东西相位引出的直线相交的线段即为此路口东西相位的位置；4、考虑绿波带的宽度要求，通过上下调节东西相位的起始时间，或者改变相位的组合方式，以满足绿波带的宽度要求，最终得到每个路口的相位组合方式和相位起始时间（即相位差）。具体调整方法如下：图1为本专利技术方法适用的道路情形的简图。如图1所示，取东西方向为主干道方向，南北方向为支干道方向（取南北方向为主干道也可，这里选取东西方向，仅作示例用），其中标号的说明参考附图说明的介绍。相位的组合方式一般有两种：单进口直行和左转方式组成一个相位（比如1和2组成一个相位）和对称位置的行驶方式组成一个相位（比如1和5组成一个相位）。两者没有显著的优越差别，一般要求一个相位里不包含相矛盾的行驶方式（比如1和3或1和6）和一个周期内包含所有的行驶方式（即1,2,3,4,5,6,7,8）。图2是本专利技术方法中涉及到图解法使用的时间-距离图，其中横坐标代表各路口的位置，纵坐标代表时间，其中相位1到相位8为图中标示的行驶方式组合。图中C是公共周期，G1、G2、G3和G4分别表示相位1至相位4的绿灯时间，其中G1=G2=Gkey，G3=G4=Gmin。A是关键路口，B是另一个路口的位置。VAB是从A路口往B路口方向的车辆平均速度，VBA是从B到A方向的车辆平均速度。A路口的位置设为起始位置，坐标为0，从A路口相位1的起点引一条斜率为1/VAB的直线，得本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直观的主干道若干十字路口双向绿波带的实现方法，其特征在于，通过采集各路口的车流量信息、各路口之间的间距和路段车流平均速度，计算得出公共周期、各路口相位组合方式和相位差；具体步骤是：1）根据采集的交通流量，利用韦伯斯特公式，对干道中各个交叉口进行配时，得出各个交叉口的信号周期，公共周期最大的选为关键交叉口；韦伯斯特公式：C = （1.5 * L+5） / （1+Y），其中C为周期时长，L为每周期总损失时间；Y为交叉口关键相位最大流量比之和；2）根据最短绿灯时间Gmin，算出主干道方向的绿灯时间Gkey = （C – 2 * Gmin）/ 2，默认主干道两个方向直行绿灯时间等于Gkey，支干道方向直行绿灯时间等于Gmin；3）初始化关键交叉口的相位顺序，在时间‑距离图上以主干道相位的起点和终点分别做两条斜率为1/V上行和‑1/V下行的斜线，再从其余每个路口在距离轴上的位置作一条垂直的直线，与先前东西相位引出的直线相交的线段即为此路口东西相位的位置；4）通过上下调节东西相位的起始时间，或者改变相位的组合方式，以满足绿波带的宽度要求，最终得到每个路口的相位组合方式和相位起始时间。
【技术特征摘要】
1.一种直观的主干道若干十字路口双向绿波带的实现方法，其特征在于，通过采集各路口的车流量信息、各路口之间的间距和路段车流平均速度，计算得出公共周期、各路口相位组合方式和相位差；
具体步骤是：
1）根据采集的交通流量，利用韦伯斯特公式，对干道中各个交叉口进行配时，得出各个交叉口的信号周期，公共周期最大的选为关键交叉口；
韦伯斯特公式：C = （1.5 * L+5） / （1+Y），其中C为周期时长，L为每周期总损失时间；Y为交叉口关键相位最大流量比之和；
2）根据最短绿灯时间Gmin，算出主干道方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋昌俊，张亚英，陈闳中，闫春钢，丁志军，杨振宇，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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