车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法技术

车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，属于交通运输工程领域，具体涉及一种单点自适应交通信号优化控制方法。使更多的车辆可在绿灯时间内通过道路交叉口，提高道路交叉口的通行效率，减少交通堵塞。本发明专利技术根据车路协同系统获得的实时车辆通行信息优化计算得到，每一周期信号配时方案都是可变的。即在第k‑1周期结束前，通过车路协同系统界定哪些车辆归属于第k信号周期可通过道路交叉口，并对车辆进行速度诱导；然后以车辆延误、停车次数加权作为综合评价指标，并赋以不同的权重，以车均PI最小为目标，计算得到第k周期的信号优化配时方案。本发明专利技术适用于交通信号灯相位绿灯配时使用。

Single point adaptive traffic signal optimal control method in vehicle road collaborative environment

【技术实现步骤摘要】
车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法
本专利技术属于交通运输工程领域，具体涉及一种单点自适应交通信号优化控制方法。
技术介绍
在当前的单点自适应信号控制方法中，信号控制参数优化依赖于检测器检测数据的短时预测结果，而预测数据的误差过大，将会导致优化结果的科学性难以得到保证；在车路协同环境下，车辆在道路上的实时行驶状况(行驶速度、位置、出行路径等)可由路侧电子设备获得，即可获取任一时间区间内车辆在交叉口的通行需求，而且还能对每辆车的行驶速度进行诱导，为交通信号的精确控制与交叉口时空资源的最大化利用提供了数据质量保障。但是现有的车路协同系统并未应用到交叉口的交通灯配时方案优化
，车辆在交叉口通行效率低的问题仍未得到解决，造成了严重的交通堵塞。
技术实现思路
本专利技术是为了解决在现有车路协同系统控制下，车辆在道路交叉路口通行效率低的问题，提供了一种车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法。本专利技术所述车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，该方法基于车路协同系统实现；所述车路协同系统包括路侧电子设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，该方法基于车路协同系统实现；所述车路协同系统包括路侧电子设备；所述路侧电子设备用于获取道路上行驶车辆的实时状态信息；/n所述方法的具体步骤为：/n步骤一、获取道路交叉口各个方向行驶的车辆的状态信息；/n步骤二、根据所述车辆的状态信息、道路的最大与最小速度和交通信号灯各相位绿灯开启时刻及持续时间，界定一个信号周期内道路交叉口各个方向可以通过车辆的道路边界及边界内的车辆数；/n步骤三、根据绿灯时长及道路最高及最低的限速、所述道路边界内的车辆数，确定各相位需要速度诱导的目标车辆的诱导速度；/n步骤四、计算一个信号周期内所述可以通过车辆的道...

【技术特征摘要】
1.车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，该方法基于车路协同系统实现；所述车路协同系统包括路侧电子设备；所述路侧电子设备用于获取道路上行驶车辆的实时状态信息；
所述方法的具体步骤为：
步骤一、获取道路交叉口各个方向行驶的车辆的状态信息；
步骤二、根据所述车辆的状态信息、道路的最大与最小速度和交通信号灯各相位绿灯开启时刻及持续时间，界定一个信号周期内道路交叉口各个方向可以通过车辆的道路边界及边界内的车辆数；
步骤三、根据绿灯时长及道路最高及最低的限速、所述道路边界内的车辆数，确定各相位需要速度诱导的目标车辆的诱导速度；
步骤四、计算一个信号周期内所述可以通过车辆的道路边界内每辆汽车通过道路交叉口前的停车次数和延误时间；
步骤五、利用步骤四所述的每辆汽车的停车次数和延误时间，计算一个周期内道路交叉口的综合效率评价值；
步骤六、利用所述综合效率评价值，确定道路交叉口一个信号周期内信号灯各相位绿灯时间，进而获得各相位绿灯配时方案。


2.根据权利要求1所述车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，步骤一中获取道路交叉口各个方向行驶的车辆的状态信息包括：道路交叉口各个方向行驶的车辆的位置、速度和转向信息。


3.根据权利要求1所述车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，步骤二中所述界定一个信号周期各个方向可以通过道路交叉口的道路边界及边界内的车辆数的方法相同，针对信号周期k第i相位r方向，可以通过道路交叉口的可以通过车辆的道路边界及边界内的车辆数的获得方法包括：
设第k个信号周期的开启时刻为tk，该信号周期第i相位的绿灯显示时间为gk,i，则第i相位的绿灯开启时刻为：



式中，tk,i为第k周期第i相位的绿灯开启时刻，单位s；gk,i为第k周期第i相位的绿灯时长，单位s；I为绿灯间隔时间，单位s；
根据需要在第i相位r方向通行的车辆的状态信息、道路的最大限速和交通灯的第i相位绿灯开启时刻及持续时间，确定第k个信号周期第i相位r方向可以通过道路交叉口的车辆的道路边界：



式中，道路交叉口可以通过车辆的道路边界的起点为该相位信号灯对应的停车线，为第k周期第i相位道路交叉口r方向可以通过车辆的道路边界的长度，单位m；Vmax为道路限定的最大行驶速度，单位m/s；
第i相位道路交叉口r方向可以通过车辆的道路边界内所有车辆包括两部分，即tk时刻的初始排队车辆数和tk时刻可以通过车辆的道路边界内正在运行的车辆数
即：


4.根据权利要求1所述车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，步骤三所述确定各相位需要速度诱导的目标车辆的诱导速度的具体方法包括：
对第k周期第i相位r方向最大可放行的车辆数的获取方法进行说明；
步骤三一、根据第i相位绿灯持续时间及道路最高及最低的限速确定需要速度诱导的第一辆目标车辆和最后一辆目标车辆；
步骤三二、确定最大可放行的车辆数；
步骤三三、根据最大可放行的车辆数、需要速度诱导的第一辆目标车辆和最后一辆目标车辆和饱和车头时距，确定每辆车的诱导速度。


5.根据权利要求4所述车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法，其特征在于，步骤三二所述确定最大可放行的车辆数的方法为：

为第k周期i相位r方向可放行的最大车辆数；



式中，l为启动损失时间，单位s；为第i相位r方向车辆通过道路交叉口的饱和车头时距，单...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋贤才，姚丽，尚庆鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23