一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法技术

本发明专利技术涉及一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法。针对城市普遍存在的单点信号控制交叉口在交通流量高峰时期易发生的因出口交通流排队溢出导致的交通拥堵问题，本发明专利技术提出了一种在出口引道设置检测区域的方案，通过参数判断将交通流溢出状况分成排队溢出预警、排队溢出拥堵报警和路口拥堵事件报警三种情况，综合采用调整相位、相序、绿灯时长、间隔时长等方法实现前两种状况的快速处置，路口拥堵事件报警能够将严重的拥堵事件请求人工参与。本发明专利技术提出的检测方案克服了现有技术中受开口处进出车辆影响导致的数据精度低的缺点，综合应用交通信号疏导技术即实现对排队溢出状况的快速处置，又比现有技术增强了实用性。

A kind of intelligent detection of single point intersection traffic emanating export control methods

The present invention relates to an intelligent detection of single point intersection traffic emanating export control methods. In view of the existing common city single point intersection in the traffic flow during the peak period occurred easily due to the export of traffic flow queuing traffic congestion due to overflow, the invention proposes an approach to set the detection area in the export program, through the parameters of traffic emanating into judgment status queue overflow warning, queue overflow congestion alarm and the intersection congestion event alarm three, rapid disposal by adjusting the phase and phase sequence, the green light to implement the first two conditions, long interval method, intersection congestion event alarm can be serious congestion event request artificial participation. The detection scheme proposed by this invention overcomes the shortcomings of the low accuracy of data in the existing technology, which is caused by the entry and exit of vehicles. The comprehensive application of traffic signal dredging technology to achieve the rapid disposal of queuing spillover is also more practical than the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法
本专利技术涉及城市交通信号控制领域，具体来说是一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法。
技术介绍
单点信号控制交叉口在城市交通管理中普遍存在，此类交叉口多采用单点多时段定时控制方式，即根据路口交通流运行特征划分配时方案的运行时段，在信号控制器中预先设定好配时方案，包括设计相位、相序和预设信号周期、绿灯时长、间隔时长等参数。配时方案与交通流的适应性将极大地影响路口交通运行状况。目前，小汽车的快速增长导致高峰时期交通流量呈集中井喷式状态，当进入路段的交通流量超过道路本身的交通容量或者路段发生交通事故时，后续进入路段的车辆被迫排队形成积压，若此种情况不能触发上游交叉口交通信号及时调整也得不到其他的及时处置，排队车辆容易溢出到上游交叉口内，排队溢出的车辆会阻碍交叉口其他方向车辆的运行，严重时会导致交叉口“死锁”，将此看作是交叉口出口交通流排队溢出导致的交通拥堵问题。现有排队溢出的防控方法原理是通过埋设在路段两端的检测器检测存在路段内的交通流量；计算得到车辆排队长度；根据车辆密度判定交叉口排队溢出状态；计算交叉口的绿灯放行时间以达到治理和预防排队溢出情况。调节绿灯放行时间的原理是在上游交叉口减少导致排队溢出加重的方向交通流的绿灯时间，同时在下游交叉口增加能够疏散排队车辆的相位绿灯时间，将此方法应用到多个交叉口时以实现区域内各交叉口的排队长度均衡。现有技术存在如下不足：1)数据获取都需要在路段的两端设置检测器，由两个检测器检测到的通过车辆数计算得到路段的排队车辆数量。由于路侧往往存在多个开口，开口处进出车辆数量影响数据结果的精度，从而对排队溢出状况的判断准确性低。2)采用调节绿灯时长对排队溢出状况进行治理和预防。在实践应用交通信号疏导路口交通流的过程中，需要采用调整相位、相序、信号周期、绿灯时长、间隔时长等组合方法，现有研究提出的信号优化技术单一，实际应用性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决单点信号控制交叉口因出口交通流溢出导致交叉口“死锁”问题和现有技术中对排队溢出状况的判断准确性低、排队溢出状况处置技术实际应用性不强缺陷，提出了一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，提供一种更加符合实际交通流疏导的排队溢出状况预警和快速处置方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，包括以下步骤：确定检测区域并获取交通流参数，在单个交叉口出口引道划定合理的排队溢出状况检测区域，设计检测布设方案，可以获得检测区域内相关交通流参数；计算通过检测区域的平均时间占有率和平均车速，由智能检测器获取所有车辆驶入和驶离检测区域的时刻，计算得到平均时间占有率和平均车速；排队溢出预警判断，在相位绿灯时段内如果越过停止线的车辆在一定的时间内不能够全部驶入出口引道，此时位于出口引道的检测区域内的车辆呈缓行排队状况，下一个启动相位时段内驶入该出口引道的车辆将在出口处减速或者停车排队，我们将这一临界状况设置排队溢出预警。由信号机采集通过停止线的分车道车流量，结合交叉口静态参数，计算某相位绿灯时段内越过停止线的车辆能够全部驶入出口引道的临界通行车速；同时，计算某相位绿灯时段内车辆通过检测区域而不引起发生排队溢出状况的临界通行时间占有率。根据平均时间占有率和临界时间占有率、平均车速和临界通行车速的比较判断出口引道排队溢出状况，并设置排队溢出预警；排队溢出预警快速处置，当排队溢出预警发生，在信号周期不改变的情况下，通过调整相关放行相位的清空时间和绿灯时间，达到预警解除的目的；排队溢出拥堵判断，当出口引道排队溢出车辆完全阻碍其他方向交通流行驶通过交叉口时，称交叉口内发生了排队溢出拥堵。通过计算某相位绿灯时段内不发生排队溢出拥堵时的临界拥堵行驶速度、临界拥堵时间占有率，根据平均时间占有率和临界拥堵时间占有率、平均车速和临界拥堵行驶车速的比较判断排队溢出拥堵状况，并设置排队溢出拥堵报警；排队溢出拥堵快速处置，当排队溢出拥堵发生，通过设置或调整放行顺序，调整拥堵相位放行绿灯时间，来达到拥堵解除的目的；在溢出拥堵发生的情况下，当检测其他方向的交通流量近似为零超过一定时间时，进行路口拥堵事件报警。请求人工参与进行拥堵事件报警快速处置。所述的确定检测区域并获取交通流参数包括以下步骤：在道路交叉口进口引道安装检测器，安装位置最好选在停止线附近，也可以借助路口电子警察的杆件进行安装，检测器朝向交叉口，检测器可以是视频检测器或者微波检测器或者其他类型的车辆检测器，在选型中要求具备能够检测车辆存在、记录车辆驶入和驶离检测区域时刻的功能。在道路交叉口出口引道确定检测区域，检测区域为覆盖出口所有车道的具有一定长度的虚拟线圈，宽度W宜取出口引道路宽，长度L宜设置为20米，检测区域起始段可与同向进口引道停止线平齐(适用于右转车辆受信号灯控制情况)，也可根据以往出口引道排队情况设置在导致排队溢出状况发生的临界位置(适用于右转车辆不受信号灯控制情况)。在实施过程中，第一步确定检测区域，第二步根据检测器的技术参数确定安装位置，第三步确定安装方式及检测器安装角度。在系统建设过程中，要求信号机具备采集通过停止线的分车道车流量的功能，检测器与信号机能够通信，实现数据传输。通过智能检测器测算某周期时段驶入检测区域的车辆数N；某车辆驶入检测区域的时间某车辆驶离检测区域的时间计算当前周期内车辆通过检测区域的平均时间占有率，计算公式如下：其中，T为采集周期，N为当前周期通过检测区域的车辆数，为第n辆车在检测器上停留的时间，为第n辆车驶入检测区域的时间，为第n辆车驶离检测区域的时间；当车辆在检测区域内时，取当前采样的时钟时刻。计算当前周期内车辆通过检测区域的平均行驶速度，计算公式如下：其中，vn为第n辆车通过检测区域的行驶速度，为当前周期内所有通过检测区域的车辆的平均行驶速度。某相位绿灯时段内，计算越过停止线的车辆能够全部驶入出口引道的临界通行车速，计算公式如下：其中，为该相位绿灯时段内某流向越过停止线驶入交叉口的所有车辆数，a为出口引道的车道数量，lcar为平均车辆长度，s0为平均行车安全距离，Ddir为停车线至检测区域起始端的距离或者弧长，Gpha为该相位绿灯时长，Ypha为该相位黄灯时长，为该相位绿灯时段内越过停止线的车辆能够全部驶入出口引道的临界通行车速。上述公式中，某相位绿灯时段内有几股不同流向交通流同时驶入出口引道，和Ddir应分别取值，例如在不控右转车辆的十字型信号灯控路口中，直行相位绿灯时段内有直行车流和右转车流同时驶入某出口引道，此时取直行车流流量和右转车流流量(和由信号控制机采集并提供)，对应的，Ddir取直行车道停止线至检测区域起始端的距离Ds和右转车道停止线至检测区域起始端的流线弧长Lr。驶入出口引道的车辆随即驶入检测区域，若车辆在检测区域内减速行驶或停留(由前方车辆排队引起后续车辆减速)，势必会影响后续进入的车辆被迫减速或停车，易引起车辆排队进而发生排队溢出状况。车辆通过检测区域而不引起发生排队溢出状况的临界通行时间占有率计算公式如下：其中，t通为某车辆通过检测区域而不引起发生排队溢出的占有时间，T为采集周期，N为当前周期通过检测区域的车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，包括以下步骤：1)确定检测区域并获取交通流参数，在单个交叉口出口引道划定合理的排队溢出状况检测区域，设计检测布设方案，可以获得检测区域内相关交通流参数；2)计算通过检测区域的平均时间占有率和平均车速，由智能检测器获取所有车辆驶入和驶离检测区域的时刻，计算得到平均时间占有率和平均车速；3)排队溢出预警判断，由信号机采集通过停止线的分车道车流量，结合交叉口静态参数，计算某相位绿灯时段内越过停止线的车辆能够全部驶入出口引道的临界通行车速；同时，计算某相位绿灯时段内车辆通过检测区域而不引起发生排队溢出状况的临界通行时间占有率。根据平均时间占有率和临界时间占有率、平均车速和临界通行车速的比较判断出口引道排队溢出状况，并设置排队溢出预警；4)排队溢出预警快速处置，在信号周期不改变的情况下，通过调整相关放行相位的清空时间和绿灯时间，达到预警解除的目的；5)排队溢出拥堵判断，当出口引道排队溢出车辆完全阻碍其他方向交通流行驶通过交叉口时，称交叉口内发生了排队溢出拥堵。通过计算某相位绿灯时段内不发生排队溢出拥堵时的临界拥堵行驶速度、临界拥堵时间占有率，根据平均时间占有率和临界拥堵时间占有率、平均车速和临界拥堵行驶车速的比较判断排队溢出拥堵状况，并设置排队溢出拥堵报警；6)排队溢出拥堵快速处置，当排队溢出拥堵发生，通过设置或调整放行顺序，调整拥堵相位放行绿灯时间，来达到拥堵解除的目的；7)在溢出拥堵发生的情况下，当检测其他方向的交通流量近似为零超过一定时间时，进行路口拥堵事件报警。请求人工参与进行拥堵事件报警快速处置。...

【技术特征摘要】
1.一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，包括以下步骤：1)确定检测区域并获取交通流参数，在单个交叉口出口引道划定合理的排队溢出状况检测区域，设计检测布设方案，可以获得检测区域内相关交通流参数；2)计算通过检测区域的平均时间占有率和平均车速，由智能检测器获取所有车辆驶入和驶离检测区域的时刻，计算得到平均时间占有率和平均车速；3)排队溢出预警判断，由信号机采集通过停止线的分车道车流量，结合交叉口静态参数，计算某相位绿灯时段内越过停止线的车辆能够全部驶入出口引道的临界通行车速；同时，计算某相位绿灯时段内车辆通过检测区域而不引起发生排队溢出状况的临界通行时间占有率。根据平均时间占有率和临界时间占有率、平均车速和临界通行车速的比较判断出口引道排队溢出状况，并设置排队溢出预警；4)排队溢出预警快速处置，在信号周期不改变的情况下，通过调整相关放行相位的清空时间和绿灯时间，达到预警解除的目的；5)排队溢出拥堵判断，当出口引道排队溢出车辆完全阻碍其他方向交通流行驶通过交叉口时，称交叉口内发生了排队溢出拥堵。通过计算某相位绿灯时段内不发生排队溢出拥堵时的临界拥堵行驶速度、临界拥堵时间占有率，根据平均时间占有率和临界拥堵时间占有率、平均车速和临界拥堵行驶车速的比较判断排队溢出拥堵状况，并设置排队溢出拥堵报警；6)排队溢出拥堵快速处置，当排队溢出拥堵发生，通过设置或调整放行顺序，调整拥堵相位放行绿灯时间，来达到拥堵解除的目的；7)在溢出拥堵发生的情况下，当检测其他方向的交通流量近似为零超过一定时间时，进行路口拥堵事件报警。请求人工参与进行拥堵事件报警快速处置。2.根据权利要求1所述的一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，其特征在于，所述的确定检测区域并获取交通流参数包括以下步骤：1)在道路交叉口进口引道安装检测器，检测器朝向交叉口，检测器可以是视频检测器或者微波检测器或者其他类型的车辆检测器，在选型中要求具备能够检测车辆存在、记录车辆驶入和驶离检测区域时刻的功能；2)在道路交叉口出口引道确定检测区域，检测区域为覆盖出口所有车道的具有一定长度的虚拟线圈，宽度W宜取出口引道路宽，长度L宜设置为20米，检测区域起始段可与同向进口引道停止线平齐(适用于右转车辆受信号灯控制情况)，也可根据以往出口引道排队情况设置在导致排队溢出状况发生的临界位置(适用于右转车辆不受信号灯控制情况)；3)在系统建设过程中，要求信号机具备采集通过停止线的分车道车流量的功能，检测器与信号机能够通信，实现数据传输；4)通过智能检测器测算某周期时段驶入检测区域的车辆数N；某车辆驶入检测区域的时间某车辆驶离检测区域的时间3.根据权利要求1所述的一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，其特征在于，所述的计算通过检测区域的平均时间占有率和平均车速包括如下步骤：1)计算当前周期内的平均时间占有率，其计算公式如下：其中，T为采集周期，N为当前周期通过检测区域的车辆数，为第n辆车在检测器上停留的时间，为第n辆车驶入检测区域的时间，为第n辆车驶离检测区域的时间；当车辆在检测区域内时，取当前采样的时钟时刻；2)计算当前周期内车辆通过检测区域的平均行驶速度，计算公式如下：其中，vn为第n辆车通过检测区域的行驶速度，为当前周期内所有通过检测区域的车辆的平均行驶速度。4.根据权利要求1所述的一种智能检测的单点控制交叉口出口交通流溢出防控方法，其特征在于，所述的排队溢出预警判断包括以下步骤：1)某相位绿灯时段内，计算越过停止线的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：任秀欢，蒋光胜，
申请(专利权)人：任秀欢，
类型：发明
国别省市：北京,11