一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统及其计算方法技术方案

本发明专利技术提供一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统及其计算方法，能够使得干线双向绿波协调的信号配时参数配置流程简化，提高配置干线双向绿波协调参数的效率，而且计算速度快，效率高，节省人力,包括干线参数配置模块、配时方案设置模块、绿波时距图模块、均衡控制策略模块、绿波参数自动计算模块，绿波时距图模块根据干线参数配置模块发送的干线协调控制参数和配时方案设置模块发送的干线交叉口的配时信息绘制时距图，均衡控制策略模块将正向与反向绿波带宽权重发送给绿波参数自动计算模块，绿波参数自动计算模块与绿波时距图模块交互计算最优的干线双向绿波参数并在所述绿波时距图模块上展示干线双向绿波参数的自动计算过程。

An Automatic Calculating System for Two-way Green Wave Coordination Parameters of Trunk Lines and Its Calculating Method

The invention provides an automatic calculation system and its calculation method for two-way green wave coordination parameters of trunk lines, which can simplify the signal timing parameter allocation process of two-way green wave coordination of trunk lines, improve the efficiency of allocating two-way green wave coordination parameters of trunk lines, and has fast calculation speed, high efficiency, and save manpower, including trunk line parameter allocation. Module, timing scheme setting module, green wave time-distance diagram module, equalization control strategy module and automatic calculation module of green wave parameters. Green wave time-distance diagram module draws time-distance diagram and equalizes control according to the timing information of intersection of trunk line coordinated control parameters and timing scheme setting module sent by trunk line parameter configuration module. The strategy module transmits the bandwidth weights of forward and reverse green waves to the automatic calculation module of green wave parameters. The automatic calculation module of green wave parameters interacts with the green wave time-distance map module to calculate the optimal two-way green wave parameters of trunk lines and displays the automatic calculation process of the two-way green wave parameters of trunk lines on the green wave time-distance map module.

【技术实现步骤摘要】
一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统及其计算方法
本专利技术属于交通信号控制
，具体涉及一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统及其计算方法。
技术介绍
交通干线作为城市交通路网的主动脉，承担了大量的交通负荷，干线绿波协调控制技术是提高干道通行速度、减少车辆停车延误的有效手段，合理的交通干线信号协调控制将直接影响到交通干线乃至整个城市路网是否能够快速有效运行，因此提高交通干线信号的协调控制效果对于改善城市道路网的交通运行状况具有举足轻重的意义。目前常用的干线双向绿波协调控制方法主要有图解法、数解法、Maxband法等。其中图解法依靠人工经验配置，很难确保得到最优解；数解法通过寻找使得系统中各实际信号距理想信号的最大挪移量最小来获得最优相位差控制方案，其计算过程较为复杂；Maxband法利用混合整数线性规划方法实现信号配时参数的优化求解，计算耗时较长。同时上述绿波协调控制方法主要适用于交叉口信号相位对称放行的干线交叉口群，不适用于非对称放行相位和叠加相位的干线双向绿波协调控制。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统及其计算方法，能够使得干线双向绿波协调的信号配时参数配置流程简化，提高配置干线双向绿波协调参数的效率，而且计算速度快，效率高，节省人力。其技术方案是这样的：一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于，包括通讯连接的：干线参数配置模块、配时方案设置模块、绿波时距图模块、均衡控制策略模块、绿波参数自动计算模块，所述干线参数配置模块用于配置干线协调控制参数，所述配时方案设置模块用于设置干线交叉口的配时信息，所述均衡控制策略模块用于设置正向与反向绿波带宽权重，所述绿波时距图模块根据所述干线参数配置模块发送的干线协调控制参数和所述配时方案设置模块发送的干线交叉口的配时信息绘制时距图，所述均衡控制策略模块将正向与反向绿波带宽权重发送给所述绿波参数自动计算模块，所述绿波参数自动计算模块与所述绿波时距图模块交互计算最优的干线双向绿波参数并在所述绿波时距图模块上展示干线双向绿波参数的自动计算过程。进一步的，所述干线协调控制参数包括干线绿波协调控制所包含的交叉口、交叉口拓扑结构、交叉口间距、路段行驶速度、进口方向、交通流向。进一步的，所述配时信息包括交叉口信号配时方案、公共周期、协调相位、非协调相位、相位时长。进一步的，所述配时信息包括还包括非对称叠加相位，非对称叠加相位包括在协调相位前叠加单口放行相位和在协调相位后叠加单口放行相位。进一步的，所述干线双向绿波参数包括各交叉口协调相位差、正向绿波带宽、反向绿波带宽。进一步的，所述绿波时距图模块采用SVG技术绘制时距图。一种基于上述的干线双向绿波协调参数的自动计算系统的计算方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤1：用户在干线参数配置模块配置干线协调控制参数，包括干线绿波协调控制所包含的交叉口、交叉口拓扑结构、交叉口间距、路段行驶速度、进口方向、交通流向；步骤2：用户在配时方案设置模块设置干线交叉口的配时信息，包括交叉口信号配时方案、公共周期、协调相位、非协调相位、相位时长、非对称叠加相位，非对称叠加相位包括在协调相位前叠加单口放行相位和在协调相位后叠加单口放行相位。步骤3：绿波时距图模块依据步骤1中设置的干线协调控制参数和步骤2中设置的干线交叉口配时信息绘制时距图并展示相应的数据；步骤4：用户在均衡控制策略模块设置正向与反向绿波权重；步骤5：绿波参数自动计算模块与绿波时距图模块交互，采用遍历剪枝搜索方法计算最优的干线双向绿波协调参数，同时在绿波时距图模块将计算过程展现给用户，计算得到的干线双向绿波协调参数包括：各交叉口协调相位差、正向绿波带宽、反向绿波带宽。进一步的，采用遍历剪枝法来计算最优的干线双向绿波协调参数，以下为遍历过程：设定干线包含交叉口I1，I2，……，In，C为干线绿波协调的公共周期，则各交叉口相位差取值范围为[0,C)，求解各交叉口绝对协调相位差O1，O2，……，On的过程如下：前序遍历各交叉口I1，I2，……，In，针对每个交叉口Ii，以1秒钟为最小步进单位，前序遍历每个交叉口Ii的相位差取值集合{0,1,2,……,C-1}，计算I1～In的加权公共绿波带宽WW＝aW++bW-其中，W+为正向公共绿波带宽，W-为反向公共绿波带宽；a为正向绿波权重，b为反向绿波权重；最优解Wmax为所有的遍历结果的W值中的最大值，当前最优解Wc-max为当前已经遍历结果的W值中的最大值；遍历前，Wc-max赋值为0，每次遍历求得W值后更新Wc-max＝max{Wc-max，W}，全部遍历结束后确定Wmax的值为Wc-max；用于计算得到该Wmax所对应的协调相位差O1，O2，……，On的取值为最终确定的各交叉口协调相位差，所对应的W+、W-分别为最终确定的正反向绿波带宽；每次遍历W值的计算过程如下：以正向为例，设定每个交叉口到下游交叉口的距离为S(1,2)，S(2,3)，……，S(n-1,n)，设定每个交叉口到下游交叉口的正向设计行驶速度为设定交叉口正向协调相位时间为则：则交叉口Ii在自身的时间轴上正向绿波区间为[Oi，Oi+Pi+],其在前一交叉口Ii-1时间轴上投影的正向绿波区间为以此类推，计算交叉口Ii投影到起始交叉口I1的时间轴上正向绿波区间为将每个交叉口到I1的正向绿波区间取模换算到第一周期的正向绿波区间结果记作则：整条干线的正向绿波带宽区间为所有交叉口的零轴投影绿波区间取交集，结果为设定交叉口Ii的正向绿波区间起始值为则：设定交叉口Ii的正向绿波区间结束值为则：此时W+值即为上述区间交集，若该交集不为空，则用该交集的上限值减去下限值即得到正向绿波带宽W+，即：反向绿波带宽的计算方法：设定每个交叉口到下游交叉口的反向设计行驶速度为设定交叉口反向协调相位时间为则：则交叉口Ii在自身的时间轴上反向绿波区间为[Oi，Oi+Pi-],其在前一交叉口Ii-1时间轴上投影的反向绿波区间为以此类推，计算交叉口Ii投影到起始交叉口I1的时间轴上反向绿波区间为将每个交叉口到I1的反向绿波区间取模换算到第一周期的反向绿波区间结果记作则：整条干线的反向绿波带宽区间为所有交叉口的零轴投影反向绿波区间取交集，结果为设定交叉口Ii的反向绿波区间起始值为则：设定交叉口Ii的反向绿波区间结束值为则：此时W-值即为上述区间交集，若该交集不为空，则用该交集的上限值减去下限值即得到反向绿波带宽W-，即：交叉口I1～In的加权公共绿波带宽W＝aW++bW-，至此单次遍历结束；以下为剪枝过程：设定遍历每步进一次，变化的加权公共绿波带宽最大值为ΔWmax，则ΔWmax值为a+b；在遍历时，每次计算加权公共绿波带宽值W与Wc-max比较，若W大于Wc-max则更新Wc-max为此次遍历的W值；若W小于Wc-max，循环遍历步长可以加大，加大的步长值为以此来剪枝，优化循环速度。进一步的，正向绿波权重和反向绿波权重依据双向的交通流的重要程度和/或交通流量设置。本专利技术与已有技术相比所具有的优点：1、本专利技术利用计算机计算干线双向绿波协调参数，确保能得到加权双向绿波带宽的最优解，能够使得干线双向绿波协调的信号配时参数配置流程简化，提高配置干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于，包括通讯连接的：干线参数配置模块、配时方案设置模块、绿波时距图模块、均衡控制策略模块、绿波参数自动计算模块，所述干线参数配置模块用于配置干线协调控制参数，所述配时方案设置模块用于设置干线交叉口的配时信息，所述均衡控制策略模块用于设置正向与反向绿波带宽权重，所述绿波时距图模块根据所述干线参数配置模块发送的干线协调控制参数和所述配时方案设置模块发送的干线交叉口的配时信息绘制时距图，所述均衡控制策略模块将正向与反向绿波带宽权重发送给所述绿波参数自动计算模块，所述绿波参数自动计算模块与所述绿波时距图模块交互计算最优的干线双向绿波参数并在所述绿波时距图模块上展示干线双向绿波参数的自动计算过程。

【技术特征摘要】
1.一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于，包括通讯连接的：干线参数配置模块、配时方案设置模块、绿波时距图模块、均衡控制策略模块、绿波参数自动计算模块，所述干线参数配置模块用于配置干线协调控制参数，所述配时方案设置模块用于设置干线交叉口的配时信息，所述均衡控制策略模块用于设置正向与反向绿波带宽权重，所述绿波时距图模块根据所述干线参数配置模块发送的干线协调控制参数和所述配时方案设置模块发送的干线交叉口的配时信息绘制时距图，所述均衡控制策略模块将正向与反向绿波带宽权重发送给所述绿波参数自动计算模块，所述绿波参数自动计算模块与所述绿波时距图模块交互计算最优的干线双向绿波参数并在所述绿波时距图模块上展示干线双向绿波参数的自动计算过程。2.根据权利要求1所述的一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于：所述干线协调控制参数包括干线绿波协调控制所包含的交叉口、交叉口拓扑结构、交叉口间距、路段行驶速度、进口方向、交通流向。3.根据权利要求2所述的一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于：所述配时信息包括交叉口信号配时方案、公共周期、协调相位、非协调相位、相位时长。4.根据权利要求3所述的一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于：所述配时信息包括还包括非对称叠加相位，非对称叠加相位包括在协调相位前叠加单口放行相位和在协调相位后叠加单口放行相位。5.根据权利要求1所述的一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于：所述干线双向绿波参数包括各交叉口协调相位差、正向绿波带宽、反向绿波带宽。6.根据权利要求1所述的一种干线双向绿波协调参数的自动计算系统，其特征在于：所述绿波时距图模块采用SVG技术绘制时距图。7.一种基于权利要求4所述的干线双向绿波协调参数的自动计算系统的计算方法，其特征在于,包括以下步骤：步骤1：用户在干线参数配置模块配置干线协调控制参数，包括干线绿波协调控制所包含的交叉口、交叉口拓扑结构、交叉口间距、路段行驶速度、进口方向、交通流向；步骤2：用户在配时方案设置模块设置干线交叉口的配时信息，包括交叉口信号配时方案、公共周期、协调相位、非协调相位、相位时长、非对称叠加相位，非对称叠加相位包括在协调相位前叠加单口放行相位和在协调相位后叠加单口放行相位。步骤3：绿波时距图模块依据步骤1中设置的干线协调控制参数和步骤2中设置的干线交叉口配时信息绘制时距图并展示相应的数据；步骤4：用户在均衡控制策略模块设置正向与反向绿波权重；步骤5：绿波参数自动计算模块与绿波时距图模块交互，采用遍历剪枝搜索方法计算最优的干线双向绿波协调参数，同时在绿波时距图模块将计算过程展现给用户，计算得到的干线双向绿波协调参数包括：各交叉口协调相位差、正向绿波带宽、反向绿波带宽。8.根据权利要求7所述的干线双向绿波协调参数的自动计算系统的计算方法，其特征在于：采用遍历剪枝法来计算最优的干线双向绿波协调参数，以下为遍历过程：设定干线包含交叉口I1，I2，……，In，C为干线绿波协调的公共周期，则各交叉口相位差取值范围为[0,C)，求解...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成生，树爱兵，王婷婷，何广进，徐棱，代磊磊，徐新东，蔡玉宝，张宾，
申请(专利权)人：公安部交通管理科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32