交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法技术

本发明专利技术公开了一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，突破了已有的交叉口时段划分方法，以服务于信号相位配时设计为最终目的，根据交叉口不同流向的交通流量变化趋势开展交叉口控制时段与信号相位配时一体化设计，并以交通流向饱和度等参数对交叉口控制时段与信号相位配时设计进行校验，进一步提高了交叉口控制时段与相位配时设计的合理性，降低了交叉口车辆延误，提高了通行效率。

Design of intersection control period and phase timing and closed-loop verification method

【技术实现步骤摘要】
交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法
本专利技术涉及交通信号控制
，具体是一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法。
技术介绍
随着人们一天不同时间的出行需求，城市交叉口大多有着较为明显的交通流量早晚高峰、平峰和夜间低峰时段，为了提高交口的信号控制效率，一般交叉口在不同的流量时段对应采用不同的信号配时方案，以适应流量变化需求，减少车辆延误。因此，交叉口的控制时段划分是服务于信号相位配时设计的，而交叉口信号相位配时是以交叉口各通行方向的交通流量作为设计依据的，最后交通流量又是交叉口时段划分和信号配时设计合理性评估的重要演算参数。目前已提出的交叉口时段划分方法存在三方面的问题：一是交叉口时段划分完全以一天的流量大小变化趋势为依据进行，而未对交叉口的信号相位配时加以考虑，不能较好地服务于交叉口信号相位配时；二是未能对交叉口多个流向的交通流量变化趋势进行分析，通常以交叉口总流量的变化区间作为时段划分依据，容易造成某个时段的某个方向信号配时不合理；三是时段初步划分完成后缺乏闭环校验方法，每个时段形成的信号相位配时方案是否能满足实际交通流量需求不得而知。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，突破已有的交叉口时段划分方法，以服务于信号相位配时设计为最终目的，根据交叉口不同流向的交通流量变化趋势开展交叉口控制时段与信号相位配时一体化设计，并以交通流向饱和度等参数对交叉口控制时段与信号相位配时设计进行校验，以进一步提高交叉口控制时段与相位配时设计的合理性，降低交叉口车辆延误，提高通行效率。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：(1)、采用车流量检测器或电子警察采集并统计分析交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向不同车道的流量，按工作日、非工作日取每天各控制流向的平均车道流量作为计算依据；(2)、测算交叉口不同方向车道的饱和流率，以各方向车道饱和流率的不同占比作为划分依据，对交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向的平均每天每车道流量序列进行划分，形成8个控制流向不同流量等级的时间片段；(3)、根据8个控制流向不同流量等级的时间片段起止边界，对8个控制流向不同流量等级的时间片段进行初步合并，形成交叉口1天24小时的控制时段初步划分方案；(4)、分别计算8个控制流向的负荷量，在信号相位设计中对不冲突的各控制流向的关键负荷量进行配对计算，制定信号相位组合优选规则，选择关键负荷量总和最小的信号相位组合作为最优组合，计算对应的信号相位配时；(5)、以8个控制流向中各控制流向的饱和度不大于0.95作为校验依据，对步骤(3)中初步划分方案中的相邻控制时段进行两两合并，确定新控制时段划分和对应的信号相位配时方案，并与现状时段信号相位配时方案进行比较，评估其合理性，最终完成交叉口控制时段划分和对应的信号相位配时方案调整和校验。所述的交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述车流量检测器包括有微波车流量检测器和视频车流量检测器。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：本专利技术针对现有交叉口时段划分方法未能综合考虑交叉口各个控制流向流量变化趋势、时段划分和信号相位配时方案合理性校验等方面的问题，以交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向的车道饱和流率占比为依据对控制时段进行初步划分，以各控制流向的关键负荷量为依据计算信号相位配时，以各控制流向饱和度不大于0.95为依据对交叉口控制时段与相位配时设计进行闭环校验，并与现状时段配时方案进行对比检验，有效提高了交叉口控制时段与相位配时设计的合理性，降低了交叉口控制延误，提高了通行效率。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。图2为本专利技术中十字交叉口控制流向和对应的信号相位组合方案示意图一。图3为本专利技术中十字交叉口控制流向和对应的信号相位组合方案示意图二。图4为本专利技术中相邻信号控制时段合并规则示意图。具体实施方式一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，具体包括以下步骤：(1)、采用车流量检测器或电子警察采集并统计分析交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向不同车道的流量，按工作日、非工作日取每天各控制流向的平均车道流量作为计算依据；(2)、测算交叉口不同方向车道的饱和流率，以各方向车道饱和流率的不同占比作为划分依据，对交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向的平均每天每车道流量序列进行划分，形成8个控制流向不同流量等级的时间片段；(3)、根据8个控制流向不同流量等级的时间片段起止边界，对8个控制流向不同流量等级的时间片段进行初步合并，形成交叉口1天24小时的控制时段初步划分方案；(4)、分别计算8个控制流向的负荷量，在信号相位设计中对不冲突的各控制流向的关键负荷量进行配对计算，制定信号相位组合优选规则，选择关键负荷量总和最小的信号相位组合作为最优组合，计算对应的信号相位配时；(5)、以8个控制流向中各控制流向的饱和度不大于0.95作为校验依据，对步骤(3)中初步划分方案中的相邻控制时段进行两两合并，确定新控制时段划分和对应的信号相位配时方案，并与现状时段信号相位配时方案进行比较，评估其合理性，最终完成交叉口控制时段划分和对应的信号相位配时方案调整和校验。本专利技术中，步骤(1)中，车流量检测器包括有微波车流量检测器和视频车流量检测器。以下结合图1至图4，对本专利技术做进一步详细叙述。如图1所示，交叉口控制时段与相位配时精准设计及闭环校验流程主要分为控制时段初步划分、信号相位配时计算和方案闭环校验三个重要环节。1、控制时段初步划分步骤1：以15分钟流量统计值为单个数据形成一天24小时各车道的流量序列，对不正常数据值进行噪点处理。其中，一个数据的值大于前、后两个数据值之和，则可以认为该数据为不正常数据，通过取该不正常数据前、后两个正常数据的均值来替代。步骤2：将相同流向属性的车道划分为1个车道组，计算车道组平均单车道流量，确定8个控制流向的流量序列。步骤3：以各控制流向车道饱和流量Si的占比x作为划分区间参照值，对8个流向不同流量等级的时间片段进行初步划分，其中根据时间片段个数需求x取值在0.1至0.3之间。步骤4：小于最小时段(30分钟)的时间片段处理，若存在少于30分钟的时间片段，计算该时间片段与前一个时间片段边界流量之和的差值b1和与后一个时间片段边界流量之和的差值b2。若b1≤b2，则该时间片段与前一个时间片段合并；若b1>b2，则该时间片段与后一个时间片段合并。步骤5：初步形成8个控制流向不同流量等级的时间片段。步骤6：根据8个控制流向不同流量等级的时间片段边界对8个控制流向时间片段进行合并。步骤7：参照步骤4对上一步时间片段合并后产生的小于最小时段(30分钟)的时间片段进行处理，完成初步控制时段划分。2、信号相位配时计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n(1)、采用车流量检测器或电子警察采集并统计分析交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向不同车道的流量，按工作日、非工作日取每天各控制流向的平均车道流量作为计算依据；/n(2)、测算交叉口不同方向车道的饱和流率，以各方向车道饱和流率的不同占比作为划分依据，对交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向的平均每天每车道流量序列进行划分，形成8个控制流向不同流量等级的时间片段；/n(3)、根据8个控制流向不同流量等级的时间片段起止边界，对8个控制流向不同流量等级的时间片段进行初步合并，形成交叉口1天24小时的控制时段初步划分方案；/n(4)、分别计算8个控制流向的负荷量，在信号相位设计中对不冲突的各控制流向的关键负荷量进行配对计算，制定信号相位组合优选规则，选择关键负荷量总和最小的信号相位组合作为最优组合，计算对应的信号相位配时；/n(5)、以8个控制流向中各控制流向的饱和度不大于0.95作为校验依据，对步骤(3)中初步划分方案中的相邻控制时段进行两两合并，确定新控制时段划分和对应的信号相位配时方案，并与现状时段信号相位配时方案进行比较，评估其合理性，最终完成交叉口控制时段划分和对应的信号相位配时方案调整和校验。/n...

【技术特征摘要】
1.一种交叉口控制时段与相位配时设计及闭环校验方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)、采用车流量检测器或电子警察采集并统计分析交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向不同车道的流量，按工作日、非工作日取每天各控制流向的平均车道流量作为计算依据；
(2)、测算交叉口不同方向车道的饱和流率，以各方向车道饱和流率的不同占比作为划分依据，对交叉口东、南、西、北的直行和左转共8个控制流向的平均每天每车道流量序列进行划分，形成8个控制流向不同流量等级的时间片段；
(3)、根据8个控制流向不同流量等级的时间片段起止边界，对8个控制流向不同流量等级的时间片段进行初步合并，形成交叉口1天24小时的控制时段初步划分方案；
(4)、分别计...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁子君，陈焰中，陈汇川，孔微，胡嫣然，杨军，余海，周伟华，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34