井字形交叉口信号配时方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种井字形交叉口信号配时方法及系统，对井字形交叉口的相位进行设计，并确定相位通行规则；进行信号总周期划分；在短周期内，将车流进行划分，根据不同车流在井字形交叉口产生的总延误，建立井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误模型，进行短周期内车流加权平均延误计算；以加权平均延误最小为目标，构建短周期的优化模型，利用智能优化算法求解最优短周期时间，进行各车流通行所需的绿灯时间的计算，并根据约束条件对绿灯时间调整；进行通行绿灯时间合并，重新计算短周期时间；进行信号总周期合并，实现井字形交叉口信号配时。本发明专利技术可有效在减小车辆通过井字形交叉口的延误，避免滞留的车辆发生溢流。避免滞留的车辆发生溢流。避免滞留的车辆发生溢流。

【技术实现步骤摘要】
井字形交叉口信号配时方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能交通、信控
，具体涉及一种井字形交叉口信号配时方法及系统。

技术介绍

[0002]城市发展过程中，由于地理环境因素存在一些特殊类型的交叉口。这些特殊类型交叉口虽然数量较少，但是对路网交通的通行效率影响较大。一些常规的信号控制方法在这类特殊交叉口不再适用，需要设计有针对性的特殊信号控制方案。受小跨径桥梁、河流、绿化带等地理条件的限制，双向车道被分隔成两条行驶方向相反的单向车道，这样就在车道交汇处形成井字形交叉口。合理的相位设计和信号控制方法对提高井字形交叉口通行效率，减少交叉口延误有着重要的作用。
[0003]与十字形交叉口相比，井字形交叉口整体规模较大，由四组信号灯共同进行信号控制，相邻信号灯间路段距离较近，直行和左转车辆在有效绿灯时间内不能够完全驶离交叉口，从而滞留在交叉口内增大交叉口延误，导致交叉口进口处蓄车严重，交叉口内发生交通拥堵，引起交叉口事故。井字形交叉口的交通存在以下问题。
[0004]1)相邻信号灯间距短，且直行与左转车道数变少，车辆需要在路段内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井字形交叉口信号配时方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，对井字形交叉口的相位进行设计，并确定相位通行规则；步骤二，进行信号总周期划分；步骤三，在短周期内，将车流进行划分，根据不同车流在井字形交叉口产生的总延误，建立井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误模型，进行短周期内车流加权平均延误计算；步骤四，以加权平均延误最小为目标，构建短周期的优化模型，利用智能优化算法求解最优短周期时间，进行各车流通行所需的绿灯时间的计算，并根据约束条件对绿灯时间调整；步骤五，进行通行绿灯时间合并，重新计算短周期时间；步骤六，进行信号总周期合并，实现井字形交叉口信号配时。2.根据权利要求1所述的井字形交叉口信号配时方法，其特征在于，步骤一，对井字形交叉口的相位进行设计，并确定相位通行规则，具体方法为：1)相位设计井字形交叉口的相位设计采用单方向放行和对称流向放行组合的方式，将交叉口分南北、东西两个大相位，每一个大相位中，对称方向的左转车流设置为两个单方向放行相位，对称方向的直行车流设置为一个对称流向放行相位；2)相位通行规则单方向放行相位通行规则：允许一个方向进口道车辆进入交叉口，驶入交叉口的车辆允许直行、左转；对称流向放行相位通行规则：允许两个对称方向进口道车辆进入交叉口，驶入交叉口的车辆允许直行，左转车辆需在交叉口内待行；若车辆无法在本相位驶离交叉口，需在交叉口内等待，在后续相位中驶离。3.根据权利要求2所述的井字形交叉口信号配时方法，其特征在于，步骤二，进行信号总周期划分，具体方法为：将井字形交叉口信号总周期C
total
按照对称方向划分为南北短周期C
SN
和东西短周期C
EW
。4.根据权利要求1所述的井字形交叉口信号配时方法，其特征在于，步骤三，在短周期内，将车流进行划分，根据不同车流在井字形交叉口产生的总延误，建立井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误模型，进行短周期内车流加权平均延误计算，具体方法为：建立井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误模型，在井字形交叉口内，车辆的延误主要由两部分组成：d＝d1+d2其中，d表示井字形交叉口的车均延误；d1表示车辆在井字形交叉口第一停车线处产生的车均延误；d2表示车辆在井字形交叉口内第二停车线处产生的车均延误；车辆在井字形交叉口第一停车线处产生的延误如下式所示：其中，C表示各车流通行所需通行的绿灯时间之和；λ表示计算车流的绿信比；y表示所
计算车流流量与车道饱和流率的比值；x表示所计算车流的饱和度；c表示所计算车流的通行能力；T表示分析时段的持续时间；不同放行顺序车辆在第二停车线处的车均延误如下式所示：其中，S1表示第一停车线处的饱和流率；S2表示第二停车线处的饱和流率；g表示绿灯时间；t
l
表示不同放行顺序车辆从第一停车线行驶到第二停车线所需的时间；r表示红灯时间；D表示不同放行顺序车辆在第一停车线和第二停车线之间的总延误，表达式如下：其中，q表示一个短周期内不同放行顺序从第一停车线到达第二停车线的车辆数，表达式如下：q＝S1(g
‑
t
l
)井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误模型如下：其中，表示井字形交叉口短周期内车流的加权平均延误；d
i
表示车流i的井字形交叉口的车均延误；q
i
表示车流i的车辆数目；i表示短周期内的车流；m表示短周期内的车流数。5.根据权利要求1所述的井字形交叉口信号配时方法，其特征在于，步骤四，以加权平均延误最小为目标，构建短周期的优化模型，利用智能优化算法求解最优短周期时间，进行各车流通行所需的绿灯时间的计算，并根据约束条件对绿灯时间调整，具体方法为：以加权平均延误最小为目标，构建短周期的优化模型，表达式如下：利用遗传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟斌，马雪瑶，惠铭宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：