城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法技术

本发明专利技术涉及道路信号灯控制，具体涉及城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器，以及出口匝道的上游检测器、下游检测器的检测数据，并判断衔接交叉口及出口匝道是否处于拥堵状态；当衔接交叉口拥堵，出口匝道不拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，并将出口匝道的信号灯设置为红灯；当衔接交叉口不拥堵，出口匝道拥堵，则启动出口匝道与衔接交叉口的协调控制策略；当衔接交叉口拥堵，出口匝道拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，并将出口匝道的信号灯设置为红灯；本发明专利技术提供的技术方案能够克服现有技术所存在的不能有效减小城市快速路出口匝道对地面道路交通影响的缺陷。面道路交通影响的缺陷。面道路交通影响的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法


[0001]本专利技术涉及道路信号灯控制，具体涉及城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法。

技术介绍

[0002]城市快速路作为城市道路网的主骨架和主动脉，以快速、安全、大容量的功能特点承载着城市内部中长距离以及对外的交通。近年来，随着出行需求不断增加，城市快速路呈现出不同程度的拥堵，使得某些时段“快速”路不再快速。
[0003]城市快速路在城市交通体系中居于主体地位，随着交通出行量日益上升，城市快速路的交通拥挤问题日益显现，使得其原先所具备的优势有所弱化。城市快速路通过出入口匝道与地面道路连接，这种结构上的特点决定了城市快速路的交通通行能力受限于出入口匝道。
[0004]城市快速路出口匝道与下游衔接交叉口之间的区域是城市道路最为重要的交通瓶颈之一，出口匝道和地面道路常发生排队溢出的情况，严重影响快速路主线以及地面道路交通的正常运行。因此，减小出口匝道对地面道路交通的影响对提高快速路通行效率至关重要。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，能够有效克服现有技术所存在的不能有效减小城市快速路出口匝道对地面道路交通影响的缺陷。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，包括以下步骤：
[0010]S1、获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器，以及出口匝道的上游检测器、下游检测器的检测数据，并判断衔接交叉口及出口匝道是否处于拥堵状态；
[0011]S2、当衔接交叉口拥堵，出口匝道不拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，以进行信号优化，并将出口匝道的信号灯设置为红灯；
[0012]S3、当衔接交叉口不拥堵，出口匝道拥堵，则启动出口匝道与衔接交叉口的协调控制策略；
[0013]S4、当衔接交叉口拥堵，出口匝道拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，以进行信号优化，并将出口匝道的信号灯设置为红灯，同时采取快速路主线诱导策略。
[0014]优选地，S1中获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器，以及出口匝道的上游检测器、下游检测器的检测数据，并判断衔接交叉口及出口匝道是否处于拥堵状态，包括：
[0015]获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器检测到的第一排队长度和第一行车速度，若第一排队长度不小于排队长度阈值，且第一行车速度不大于行车速度阈值，则判断衔接交叉口处于拥堵状态，否则衔接交叉口不拥堵；
[0016]获取出口匝道的上游检测器、下游检测器检测到的第二排队长度和第二行车速度，若第二排队长度不小于排队长度阈值，且第二行车速度不大于行车速度阈值，则判断出口匝道处于拥堵状态，否则出口匝道不拥堵。
[0017]优选地，所述拥堵信号配时方案，包括：
[0018]计算总有效绿灯时间G
e
：
[0019]G
e
＝C
‑
L
[0020]其中，C为韦伯斯特最佳信号周期，L为信号总损失时间，Y为相位关键流量比之和；
[0021]k为单位周期内的绿灯间隔数，l为起动损失时间，I为绿灯间隔时间，A为全红时间；
[0022]Z为停车线到堵点的距离，u
a
为车辆在衔接交叉口进口道上的行车速度，t
S
为车辆制动时间；
[0023]Y＝max(y
i
,y'
i
,...)，i为单位周期内的相位数，y
i
、y
’
i
为第i相位的流量比。
[0024]优选地，当所述相位关键流量比之和Y大于0.9时，需要改进衔接交叉口进口道设计或重新设计信号相位方案。
[0025]优选地，所述拥堵信号配时方案，还包括：
[0026]计算第j相位的有效绿灯时间g
ej
：
[0027][0028]其中，y
j
、y
’
j
为第j相位的流量比；
[0029]计算第j相位的绿信比λ
j
：
[0030][0031]计算第j相位的绿灯显示时间g
j
：
[0032]g
j
＝g
ej
‑
A
j
+l
j
[0033]其中，A
j
为第j相位的全红时间，l
j
为第j相位的起动损失时间。
[0034]优选地，所述拥堵信号配时方案，还包括：
[0035]计算最短绿灯时间g
min
：
[0036][0037]其中，L
p
为行人过街长度，V
p
为行人过街速度；
[0038]当第j相位的绿灯显示时间g
j
小于最短绿灯时间g
min
时，延长计算周期。
[0039]优选地，所述出口匝道与衔接交叉口的协调控制策略，包括：
[0040]S31、根据各交叉口的平面布局及计算交通量，按单点定时控制的配时方法确定各交叉口所需的周期时长；
[0041]S32、将所需的周期时长最大的交叉口作为关键交叉口，并将该周期时长作为备选系统周期时长；
[0042]S33、计算关键交叉口上主干道方向的绿灯时间，以及非关键交叉口上次要道路方向的绿灯时间，并对绿灯时间进行进一步调整。
[0043]优选地，S33中计算关键交叉口上主干道方向的绿灯时间，包括：
[0044]计算关键交叉口上主干道方向的有效绿灯时间g
me
：
[0045][0046]计算关键交叉口上主干道方向的绿灯显示时间g
m
，所述绿灯显示时间g
m
为关键交叉口对主干道方向所必须保持的最短绿灯时间：
[0047]g
m
＝g
me
‑
I
m
+l
[0048]其中，C
m
为系统周期时长，L
m
为关键交叉口信号总损失时间，y
m
、y
’
m
为关键交叉口上主干道两向的流量比，Y
m
为关键交叉口上最大流量比之和，I
m
为关键交叉口绿灯间隔时间，l为起动损失时间。
[0049]优选地，S33中计算非关键交叉口上次要道路方向的绿灯时间，包括：
[0050]计算非关键交叉口上次要道路方向的有效绿灯时间g
ne
：
[0051][0052]计算非关键交叉口上次要道路方向的绿灯显示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器，以及出口匝道的上游检测器、下游检测器的检测数据，并判断衔接交叉口及出口匝道是否处于拥堵状态；S2、当衔接交叉口拥堵，出口匝道不拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，以进行信号优化，并将出口匝道的信号灯设置为红灯；S3、当衔接交叉口不拥堵，出口匝道拥堵，则启动出口匝道与衔接交叉口的协调控制策略；S4、当衔接交叉口拥堵，出口匝道拥堵，则对衔接交叉口启动拥堵信号配时方案，以进行信号优化，并将出口匝道的信号灯设置为红灯，同时采取快速路主线诱导策略。2.根据权利要求1所述的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：S1中获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器，以及出口匝道的上游检测器、下游检测器的检测数据，并判断衔接交叉口及出口匝道是否处于拥堵状态，包括：获取衔接交叉口进口道的上游检测器、下游检测器检测到的第一排队长度和第一行车速度，若第一排队长度不小于排队长度阈值，且第一行车速度不大于行车速度阈值，则判断衔接交叉口处于拥堵状态，否则衔接交叉口不拥堵；获取出口匝道的上游检测器、下游检测器检测到的第二排队长度和第二行车速度，若第二排队长度不小于排队长度阈值，且第二行车速度不大于行车速度阈值，则判断出口匝道处于拥堵状态，否则出口匝道不拥堵。3.根据权利要求1所述的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：所述拥堵信号配时方案，包括：计算总有效绿灯时间G
e
：G
e
＝C
‑
L其中，C为韦伯斯特最佳信号周期，L为信号总损失时间，Y为相位关键流量比之和；k为单位周期内的绿灯间隔数，l为起动损失时间，I为绿灯间隔时间，A为全红时间；Z为停车线到堵点的距离，u
a
为车辆在衔接交叉口进口道上的行车速度，t
S
为车辆制动时间；Y＝max(y
i
,y'
i
,...)，i为单位周期内的相位数，y
i
、y
’
i
为第i相位的流量比。4.根据权利要求3所述的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：当所述相位关键流量比之和Y大于0.9时，需要改进衔接交叉口进口道设计或重新设计信号相位方案。5.根据权利要求3所述的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：所述拥堵信号配时方案，还包括：计算第j相位的有效绿灯时间g
ej
：
其中，y
j
、y
’
j
为第j相位的流量比；计算第j相位的绿信比λ
j
：计算第j相位的绿灯显示时间g
j
：g
j
＝g
ej
‑
A
j
+l
j
其中，A
j
为第j相位的全红时间，l
j
为第j相位的起动损失时间。6.根据权利要求5所述的城市快速路出口匝道与衔接交叉口的信号协调控制方法，其特征在于：所述拥堵信号配时方案，还包括：计算最短绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文佳，秦忱忱，张宏燕，吴磊，
申请(专利权)人：安徽百诚慧通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：