本发明专利技术公开了一种四路环形交叉口的所有进口道适时交通信号控制方法，属于智能交通控制技术领域。其特征是利用进口道上游检测器、进口道停止线检测器和环道检测器，全面监测进口道和环道的交通运行状态，在各进口道临近环道的10-20m位置施划机动车停止线、安装红黄两色交通信号灯(灯色显示顺序为暗→黄→红→暗)，在交通信号灯的下方安装内容为“红灯亮时，禁止直行和左转车辆通行”的辅助标志，面向所有进口道适时实施交通信号控制，预设了3种交通运行组织方式，采用模块化设计并以交通事件为驱动机制，能够及时预判并彻底消除环道全局死锁的可能性，动态调整交通运行组织方式以及交通信号灯色的显示时间，主动适应机动车交通负荷水平的连续变化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能交通控制
，涉及一种。
技术介绍
环形交叉口是一种常见的道路平面交叉口。根据交通控制等级由低到高的顺序，将环形交叉口的交通控制方法分为:⑴全时让行规则控制，即车辆自由接近环道，始终遵循“入环车辆让环内车辆先行、环内车辆让出环车辆先行”的让行规则驶入和驶离环道；⑵进口道适时交通信号控制，即车辆按照适时启用的交通信号灯色的指示接近环道，始终遵循让行规则驶入和驶离环道进口道和环道全时交通信号控制，即车辆始终按照周期性变化的交通信号灯色的指示接近、驶入和驶离环道。面对交通事故频发、通行效率低下等交通问题，提升环形交叉口的交通控制等级是从根本上提高环形交叉口作为一种交通设施的服务能力的必然选择。近年来，国内外对环形交叉口的交通信号控制方法进行了专门研究。国外学者的研究多聚焦于进口道适时交通信号控制，国内学者的研究多聚焦于进口道和环道全时交通信号控制。传统的进口道适时交通信号控制方法要求在机动车交通负荷水平显著较高或较低的个别进口道临近环道的上游位置施划机动车停止线、安装红黄两色交通信号灯(灯色显示顺序为暗一黄一红一暗)，因此，又称为个别进口道适时交通信号控制方法。个别进口道适时交通信号控制条件下，将环形交叉口的机动车进口道分为:⑴全时让行规则控制进口道，即单模式进口道；⑵适时交通信号控制进口道，即双模式进口道。通常情况下，双模式进口道的交通信号灯显示暗灯，车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道。当双模式进口道紧邻的下游进口道出现较长的车辆排队时，令双模式进口道的交通信号灯由暗灯切换至红灯，禁止车辆接近环道，以增加环道车流的安全穿越间隙数，使得下游进口道的车辆有更多的机会驶入环道。当双模式进口道的交通信号灯的红灯时间到达最大红灯时间或下游进口道的车辆排队情况明显缓解时，令双模式进口道的交通信号灯由红灯切换至暗灯，车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道。个别进口道适时交通信号控制方法存在以下技术缺陷:⑴仅适用于各进口道的机动车交通负荷水平呈现显著不均衡性的环形交叉口，同时，缺少对所谓“不均衡性”的定量描述，导致双模式进口道的设置条件不明确；⑵无法全面监测进口道和环道的交通运行状态，随着各进口道机动车交通负荷水平的整体提高，难以避免环道全局死锁现象的发生。
技术实现思路
在全面监测进口道和环道的交通运行状态、所有进口道均安装红黄两色交通信号灯的技术框架下，本专利技术提供了一种。从实施条件、交通运行组织、交通数据检测器布设、控制功能模块设计4个方面叙述本专利技术的技术方案。一、实施条件⑴各进口方向的进口车道数不少于2条，环内车道数不少于2条；⑵在各进口道临近环道的10-20m位置施划机动车停止线、安装红黄两色交通信号灯(灯色显示顺序为暗一黄一红一暗)，在交通信号灯的下方安装内容为“红灯亮时，禁止直行和左转车辆通行”的辅助标志；⑶右转车辆自由接近环道，始终遵循让行规则驶入和驶离环道；⑷进出口道范围内未设置平面过街设施。二、交通运行组织较低机动车交通负荷水平下，让行规则能够安全、高效地为入环车辆、环内车辆和出环车辆分配通行权。随着机动车交通负荷水平的提高，环道车流趋于密集，车辆进出环道的难度加大，入环车辆不让环内车辆先行、环内车辆不让出环车辆先行的现象愈发频繁，让行规则趋于全面失效。一旦发出环道全局死锁预警，应禁止所有进口道的直行和左转车辆接近环道，以便快速疏散环内车辆，避免发生环道全局死锁。环道全局死锁预警解除后，若任意进口道的机动车交通负荷处于较高水平，认为环形交叉口仍将面临环道全局死锁的危险，应使得各进口道的直行和左转车辆有规律地接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，直至各进口道的机动车交通负荷均降至相对较低的水平，方能允许直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道。所有进口道适时交通信号控制条件下，所有进口道均为双模式进口道，可以实施3种交通运行组织方式。根据进口道和环道的交通运行状态，不同的交通运行组织方式之间将进行动态调整，每I种交通运行组织方式的活跃时间也将进行动态调整。⑴所有进口道同时放行:所有交通信号灯同时显示暗灯，直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，如图l_a所示；⑵所有进口道禁止放行:所有交通信号灯同时显示红灯，禁止直行和左转车辆接近环道，已通过机动车停止线的车辆遵循让行规则驶入和驶离环道，如图Ι-b所示；⑶单个进口道轮流放行:按照顺时针的顺序，依次令单个进口道的交通信号灯显示暗灯、其余进口道的交通信号灯显示红灯，显示暗灯的进口道的直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，显示红灯的进口道的直行和左转车辆不得接近环道,如图Ι-c所示。三、交通数据检测器布设根据承载交通功能的不同，将环形交叉口的车辆通行空间分为:(1)进口道；⑵出口道；⑶环道交织段必)环道基本段。四路环形交叉口的交通功能区编号，如图2所示。为了实时监测进口道和环道的交通运行状态，要求布设进口道上游检测器、进口道停止线检测器和环道检测器。不同类型的交通数据检测器具有不同的功能定位，采用车道独立检测方法获取车头时距和(或)占有时间，如表I所示。表I交通数据检测器的布设方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四路环形交叉口的所有进口道适时交通信号控制方法，包括实施条件、交通运行组织、交通数据检测器布设、控制功能模块设计4个方面的内容，其特征在于：(一)实施条件⑴各进口方向的进口车道数不少于2条，环内车道数不少于2条；⑵在各进口道临近环道的10‑20m位置施划机动车停止线、安装红黄两色交通信号灯，灯色显示顺序为暗→黄→红→暗；在交通信号灯的下方安装内容为“红灯亮时，禁止直行和左转车辆通行”的辅助标志；⑶右转车辆自由接近环道，始终遵循让行规则驶入和驶离环道；⑷进出口道范围内未设置平面过街设施；(二)交通运行组织较低机动车交通负荷水平下，让行规则能够安全、高效地为入环车辆、环内车辆和出环车辆分配通行权；随着机动车交通负荷水平的提高，环道车流趋于密集，车辆进出环道的难度加大，入环车辆不让环内车辆先行、环内车辆不让出环车辆先行的现象愈发频繁，让行规则趋于全面失效；一旦发出环道全局死锁预警，应禁止所有进口道的直行和左转车辆接近环道，以便快速疏散环内车辆，避免发生环道全局死锁；环道全局死锁预警解除后，若任意进口道的机动车交通负荷处于较高水平，认为环形交叉口仍将面临环道全局死锁的危险，应使得各进口道的直行和左转车辆有规律地接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，直至各进口道的机动车交通负荷均降至相对较低的水平，方能允许直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道；所有进口道适时交通信号控制条件下，所有进口道均为双模式进口道，可以实施3种交通运行组织方式；根据进口道和环道的交通运行状态，不同的交通运行组织方式之间将进行动态调整，每1种交通运行组织方式的活跃时间也将进行动态调整；⑴所有进口道同时放行：所有交通信号灯同时显示暗灯，直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道；⑵所有进口道禁止放行：所有交通信号灯同时显示红灯，禁止直行和左转车辆接近环道，已通过机动车停止线的车辆遵循让行规则驶入和驶离环道；⑶单个进口道轮流放行：按照顺时针的顺序，依次令单个进口道的交通信号灯显示暗灯、其余进口道的交通信号灯显示红灯，显示暗灯的进口道的直行和左转车辆自由接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，显示红灯的进口道的直行和左转车辆不得接近环道；上述3种交通运行组织方式之间的切换关系如下所示：⑴→⑵；⑵→⑴；⑵→⑶；⑶→⑵；⑶→⑴；(三)交通数据检测器布设根据承载交通功能的不同，将环形交叉口的车辆通行空间分为：进口道、出口道、环道交织段和环道基本段；为了实时监测进口道和环道的交通运行状态，要求布设进口道上游检测器、进口道停止线检测器和环道检测器；不同类型的交通数据检测器具有不同的功能定位，采用车道独立检测方法获取车头时距和/或占有时间，如下表所示：(四)控制功能模块设计所有进口道适时交通信号控制方法是一种交通事件驱动的交通响应控制方法；它认为适时启用某个进口道的某种交通信号灯色的目的是为了响应某些能够表征道路使用者的通行时间资源供给或需求状态、可定量解析或准确感知的交通事件；以“预判并消除环道全局死锁的可能性、适应机动车交通负荷水平的连续变化”为控制目标，并将其分解为若干控制任务，交通事件被有选择地纳入到控制任务之中，作为动态调整环形交叉口的交通运行组织方式以及各进口道的交通信号灯色显示时间的主要依据；所有进口道适时交通信号控制方法具有模块化的技术架构，由主模块、初始化模块、全红时间管理模块和暗灯时间管理模块构成；主模块是控制方法的基础平台，初始化模块和全红时间管理模块是面向所有进口道的交通信号灯、承担具体控制任务的公用功能模块，暗灯时间管理模块是面向特定进口道的交通信号灯、承担具体控制任务的专用功能模块；控制方法的执行周期为1s，这意味着，交通信号灯色的更新周期为1s；⑴主模块主模块用以从顶层建立不同功能模块之间的数据流和控制流，对于其他功能模块实现既定的控制功能起到支撑的作用；主模块中涉及的交通事件TEMAIN(no.)如下所示：TEMAIN(1.1)：已经启用所有进口道同时放行方式；TEMAIN(2.1)：进口道1的交通信号灯显示暗灯；TEMAIN(2.2)：进口道2的交通信号灯显示暗灯；TEMAIN(2.3)：进口道3的交通信号灯显示暗灯；TEMAIN(2.4)：进口道4的交通信号灯显示暗灯；TEMAIN(3.1)：进口道1的当前暗灯时间大于等于最小暗灯时间；TEMAIN(3.2)：进口道2的当前暗灯时间大于等于最小暗灯时间；TEMAIN(3.3)：进口道3的当前暗灯时间大于等于最小暗灯时间；TEMAIN(3.4)：进口道4的当前暗灯时间大于等于最小暗灯时间；⑵初始化模块初始化模块用以对控制时段内具有固定取值的技术参数进行初始赋值操作；初始化模块仅在控制时段的起始时刻被执行1次；在初始化模块中进行赋值的技术参数包括：⑴黄灯时间；⑵最小全红时...
【技术特征摘要】
1.一种四路环形交叉口的所有进口道适时交通信号控制方法，包括实施条件、交通运行组织、交通数据检测器布设、控制功能模块设计4个方面的内容，其特征在于: (一)实施条件 ⑴各进口方向的进口车道数不少于2条，环内车道数不少于2条； ⑵在各进口道临近环道的10-20m位置施划机动车停止线、安装红黄两色交通信号灯，灯色显示顺序为暗一黄一红一暗；在交通信号灯的下方安装内容为“红灯亮时，禁止直行和左转车辆通行”的辅助标志； ⑶右转车辆自由接近环道，始终遵循让行规则驶入和驶离环道； ⑷进出口道范围内未设置平面过街设施； (二)交通运行组织 较低机动车交通负荷水平下，让行规则能够安全、高效地为入环车辆、环内车辆和出环车辆分配通行权；随着机动车交通负荷水平的提高，环道车流趋于密集，车辆进出环道的难度加大，入环车辆不让环内车辆先行、环内车辆不让出环车辆先行的现象愈发频繁，让行规则趋于全面失效；一旦发出环道全局死锁预警，应禁止所有进口道的直行和左转车辆接近环道，以便快速疏散环内车辆，避免发生环道全局死锁；环道全局死锁预警解除后，若任意进口道的机动车交通负荷处于较高水平，认为环形交叉口仍将面临环道全局死锁的危险，应使得各进口道的直行和左转车辆有规律地接近环道，遵循让行规则驶入和驶离环道，直至各进口道的机动车交通负荷均降至相对较低的水平，方能允许直行和左转车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪峰，姚荣涵，章琨，耿现彩，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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