一种分层城市区域交通协调控制方法技术

本发明专利技术涉及城市交通流区域划分技术领域，涉及一种分层城市区域交通协调控制方法，包括：(1)对控制区域内按照提出的子区划分方法进行交通子区的划分；(2)与子区划分调整时间间隔同步，以15分钟作为协调控制方案调整时间间隔，根据子区划分情况对区域内协调控制方案进行调整更新；(4)以15分钟为协调控制周期，根据交通流预测数据对子区划分进行动态调整，并据此设计新的协调方案直至协调控制结束。本发明专利技术能从总体上降低道路拥堵率，提高道路通行能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种分层城市区域交通协调控制方法


[0001]本专利技术涉及城市交通流区域划分
，具体地说，涉及一种分层城市区域交通协调控制方法。

技术介绍

[0002]现普遍公认的影响交通子区划分的主要依据包括交叉口间交通特性相似度和子区内部协调控制一致度。周期信号、交叉口间距离、交通流、车流饱和度以及绿信比均是子区划分的影响因素。因此子区划分本质都是基于以下三种划分原则。
[0003](1)距离原则
[0004]距离是指相邻交叉口的距离，该参数反映了该路段的容量大小，在一定程度上最直观地体现了两个交叉口的空间相似性。设相邻两交叉口的距离为L，若车辆在路口排队长度过长会对上游交叉口产生影响导致堵塞，此时认为相邻路口间距离相似度较高，可以划分为同一子区进行协调控制。车流从上游交叉口驶入后，会随着行驶距离的增大而变得离散化，此时的车辆到达下游交叉口时会呈现随机状态，此时相邻路口间影响较小，即相邻交叉口不会划分为同一子区。间距
‑
相似度关系如图1所示。
[0005](2)周期原则
[0006]周期指的是相邻交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分层城市区域交通协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以短时交通流预测的预测交通流为数据基础，对控制区域内按照提出的子区划分方法进行交通子区的划分；(2)与子区划分调整时间间隔同步，以15分钟作为协调控制方案调整时间间隔，根据子区划分情况对区域内协调控制方案进行调整更新；子区划分调整更新后，子区内仅有一个交叉口，则采取优化后信号配时方案对该子区实施单点控制；若子区内存在多条交叉口，但仅有一条干线，则该干线为关键干线，对子区内交叉口根据数解法进行信号协调控制；若子区内存在多条干线，则选取关键干线，采用数解法对关键干线进行优化相位差求解，对非关键干线的交叉口根据交通流量采取相位差优化方法，进行信号控制；(3)最后结合各个子区控制策略，形成区域交通协调控制方案；(4)以15分钟为协调控制周期，根据交通流预测数据对子区划分进行动态调整，并据此设计新的协调方案直至协调控制结束。2.根据权利要求1所述的一种分层城市区域交通协调控制方法，其特征在于：区域交通控制子区划分方法为：步骤1.1、首先通过交叉口间距初始划分交通控制区域；当相邻交叉口间距L大于协调控制允许的最大间距时，对于两个交叉口的协调控制不能达到提高道路通行能力的效果，则考虑将两个交叉口划为不同子区，此时间距距离称之为拆分距离，记为L
s
；反之，若相邻交叉口间距较小时，对相邻交叉口进行信号协调控制能够提高车辆通行效率，此时最小间距距离称之为合并距离记为L
m
；其中Q
t
、G
t
分别为t时刻的平均交通流率和绿灯时间，λ为通行安全系数，N
lane
为路段中车道数目；步骤1.2、当相邻交叉口间距小于合并间距L
m
时，则相邻交叉口C1和C2划分为同一子区；若间距L大于拆分间距L
s
时相邻交叉口C1和C2划分为不同子区；若交叉口间距大于合并间距L
m
且小于拆分间距L
s
时，需要对交通子区进一步细致划分，计算相邻交叉口C1和C2；步骤1.3、划分控制区域后，需要再计算各相邻交叉口相似度SI；控制区域中，邻间交叉口流量相似度和邻间交叉口信号周期相似度共同组成相邻交叉口相似度；首先根据交通流短时预测数据获取各交叉口交通特征数据，时间间隔设定为15分钟；在时间T时的流量相似度如下所示：其中，QI(C1，C2)为相邻交叉口的车流量相似度，L为交叉口间距，v表示路段车辆平均速度，q
in
、q
out
分别为相邻交叉口上下游交通流量，n表示上游流向下游的交叉口车道数；QI(C1，C2)的取值范围为0
‑
1，当相似度越接近1时，相邻交叉口流量相似度越大，相邻交叉口划入同一子区；反之，趋向于0时，流量相似度越小，交叉口划入不同交通子区；步骤1.4、对于单交叉口，视作不受其他路口影响的孤立交叉口，因此单交叉口的车流更新方程如下所示：
其中，q
i
(t+1)和q
i
(t)为道路i上的下一和当前时刻的车流数，和分别为下一时刻道路i上的驶入和驶离车流数；步骤1.5、设各个道路每的道路饱和率均相等，设为q
S
，则该交叉路口的各道路关键流量比y
i
(t)如下所示：利用最优周期计算公式，设置该交叉口路口的最佳周期：步骤1.6、将道路复杂交通状况考虑在内同时在保证车辆安全通行的情况下，为每个相位设计满足最低相位绿时的条件周期T；其中，λ为周期浮动系数，为最低相位绿时，则取前一绿时分配方案中最大相位绿时；步骤1.7、设计四相位控制方案中总绿时；其中，t
g
(t)和T(t)分别为t时刻总绿时以及信号周期，t
y,i
和t
r,i
分别为黄灯时间和切换信号灯时全红灯时间；步骤1.8、得到各相位绿时的配时方案：步骤1.9、设计对于t时间内的两个相邻交叉口C1和C2的信号周期相似度；其中，eI(C1,C2)为中间参数，和分别为t时间内相邻交叉口C1和C2的信号周期；EI(C1,C2)为信号周期相似度；EI(C1,C2)＝|eI(C1,C2)
‑
1.5|
×
2步骤1.10、结合交通流量与信号周期相似度，得到相邻交叉口C1和C2的综合相似度SI：
相邻交叉口C1和C2的综合相似度SI取值在0到1之间；以信号协调控制经验为基础，并与实际控制区域的交通流规律结合，为子区的细致划分设定阈值SI
T
；即当0≤SI(C1,C2)<SI
T
时，说明相邻交叉口综合关联程度在当前交通状况下较低，划分到不同的交通子区；当SI
T
≤SI(C1,C2)≤1时，说明相邻交叉口综合关联紧密，彼此之间车流通行相互影响较大，则认为该相邻交叉口处于同一交通子区。3.根据权利要求2所述的一种分层城市区域交通协调控制方法，其特征在于：区域交通控制子区...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赟卓，杨鑫，周世杰，李思男，吴春江，杨凡，
申请(专利权)人：四川省自主可控电子信息产业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：