一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法技术

本发明专利技术涉及城市交通信号控制领域，具体涉及一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法。本发明专利技术提出的一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法，旨在从需求控制的角度，间接优化环形交叉口的运行，为环形交叉口的交通控制提供一种新的思路。本发明专利技术包括三个模块：信息采集模块、状态判别模块、协调控制模块。三个模块按照控制流程相互配合，从源头对流向环岛的交通流进行需求控制，并且为流出环岛的交通流建立消散环境，间接实现环形交叉口与周边信号交叉口的协调优化，为高需求条件下的环形交叉口提供优化策略。

【技术实现步骤摘要】
一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法
本专利技术涉及城市交通信号控制领域，具体涉及一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法。
技术介绍
环形交叉口是一种常见的交通组织形式，车辆在此运行时，将冲突点转化为交织区，因而在行车安全和尾气排放方面表现出了极其优良的性能。然而，随着环形交叉口入口流量的增加，这一交通组织中极易出现局部拥堵的状况，如果不能及时疏散，将会发生拥堵扩散，严重时会爆发大面积的区域性交通拥堵。在面对这一问题时，部分交通管理者主张拆除环岛，改建成平面信号交叉口，这种方法在不仅耗费大量的经济成本，而且不适用于多支路的复杂环形交叉口。因此，当环形交叉口处于高需求状态时，对环岛的运行进行优化已经成为环形交叉口的必然趋势。环岛的运行优化，主流研究大都集中在对环岛进行直接控制方面，但是这种方法，无论是信号设置方式还是配时方法的获取都较为单一，并且没有考虑到环岛与其上游其他信号交叉口的联动性，将区域交通割裂为单一交叉口，忽略了区域的整体车流运行的平衡性。为了在优化环岛通行效率的同时，保证局部交通网络的整体运行正常，通过调整环形交叉口上游交叉口的信号配时方案和信号配时参数，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法,其特征在于：步骤1：在环形交叉口各个入口布设线圈检测器，一个典型的形交叉口包含m个入口、m个出口,在多路环形交叉口的各个入口、出口以及进口道允许的最大排队长度Lmax处布设感应线圈检测器,检测器的长和宽均为2.0m；其中在环形交叉口入口和出口处,检测器布设在车道停车线后0.5m的位置，而在进口道允许的最大排队长度Lmax处,检测器布设在道路中心线上；定义环形交叉口入口编号用m表示，出口编号用i表示；步骤2：判断环形交叉口的各个出、入口是否发生交通拥堵，从而确定协调控制是否触发；这一步骤里，换到有任意一个出入口判别为拥堵，则触发这一出入口上游交叉...

【技术特征摘要】
1.一种基于上游交叉口控制的环岛间接优化控制方法,其特征在于：步骤1：在环形交叉口各个入口布设线圈检测器，一个典型的形交叉口包含m个入口、m个出口,在多路环形交叉口的各个入口、出口以及进口道允许的最大排队长度Lmax处布设感应线圈检测器,检测器的长和宽均为2.0m；其中在环形交叉口入口和出口处,检测器布设在车道停车线后0.5m的位置，而在进口道允许的最大排队长度Lmax处,检测器布设在道路中心线上；定义环形交叉口入口编号用m表示，出口编号用i表示；步骤2：判断环形交叉口的各个出、入口是否发生交通拥堵，从而确定协调控制是否触发；这一步骤里，换到有任意一个出入口判别为拥堵，则触发这一出入口上游交叉口的协调控制；步骤2.1：检测环形交叉口各个入口m的排队长度Lm，若Lm≥Lmax，则记为环形交叉口入口m交通状态为拥堵Cm＝1，若Lm<Lmax，表明入口m不拥堵，则交通状态表示为Cm＝0；步骤2.2：对环岛出口的拥堵状态进行判别，采用交通强度Ii判断出口i的交通状态，Ii的计算方法如下：其中：Ii-区域i的交通强度,无量纲；qi-区域i的交通到达量,veh/h；Si-区域i上游的饱和释放率,veh/h；Oi-区域i的检测器时间占有率,无量纲；Osi-饱和状态下区域i的检测器时间占有率,无量纲；θ-权重系数,无量纲；通过计算结果进行判别，若Ii≥I临界，则记为环形交叉口出口i交通状态为拥堵Cm＝1，若Ii<I临界，表明出口i不拥堵，则交通状态表示为Cm＝0；将所有判别结果汇总，如果任何一个出、入口出现C＝1的拥堵状态，则触发协调控制机制，进入步骤3；否则，流程结束，无需进行上游交叉口的协调控制；步骤3：筛选出环形交叉口判别为拥堵的各个出、入口，找到这些出、入口对应的上游交叉口，这些上游信号交叉口即为协调控制的优化对象；步骤4：对需要进行协调控制的上游交叉口的信号配时方案进行优化，这里包括信号相位、周期、关键绿灯时长、相位差的优化，具体优化流程如下：步骤4.1：优化拥堵出、入口对应的上游交叉口的信号相位，拥堵出入口上游交叉口宜采用四相位控制方式，一般有两种设置方法，当同一环岛出入口，仅发生单一的进口道拥堵情况时，减小上游交叉口流入环岛的关键车流绿灯时长，势必也会减小环岛流出的车流的消散时间，若采用这种相位方式，应该注意避免环岛进口道对应的出口产生拥堵；而当同一环岛出入口，进出口车道同时发生拥堵时，将上游交叉口流入环岛的关键车流与从环岛流出，进入该交叉口的关键车流划分在两个不同的相位中，所以同时调整包含这两股关键车流的相位的绿灯时长，就能达到既减小环岛进口的流入流量，又增加环岛出口的流出流量的目的，从而让环岛进出口的交通拥堵快速有效消散；步骤4.2：优化拥堵出、入口对应的上游交叉口的信号周期，如果通过状态判别得到结果为只需要对环岛的一个上游交叉口进行协调控制，可以保持原有信号周期时长，但是如果需要对多个上游交叉口进行协调控制，则需要进行优化的上游交叉口要采取统一的公共周期，公共周期的求解取各个信号交叉口的最大周期作为协调控制的公共周期，如下：Cnew＝max{C1,C2,L,Ci}i＝2,3,4Ln其中：Cnew-协调后的公共信号周期，s；Ci-第i个需要调整的上游信号交叉口原有的周期时长，s；步骤4.3：优化拥堵出、入口对应的上游交叉口的关键相位绿灯时长，这里的关键相位是指流量环岛入口的关键车流对应的相位或者环岛出口排队车流在下游交叉口消散的信号相位；当环岛发生入环拥堵时，需要通过减小上游交叉口的需求量来消散环岛进口道的排队车辆，也就是通过减小上游交叉口流入环岛的直行、左转、右转车辆流入环岛的流量，消散入口超出限度的排队车辆，在不考虑上游交叉口有左转、直行、右转的共用车道的情况下，对进口道排队车辆的消散时间建模如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆芳，赵小辉，林赐云，龚勃文，方云峰，栾思良，张帆，
申请(专利权)人：吉林大学，林赐云，
类型：发明
国别省市：吉林,22