【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通工程领域，是一种针对网联交通环境下非对称交通流的实时信号控制优化方法，以提升信号交叉口的控制效率。
技术介绍
1、针对非对称交通流现象，一般基于历史统计交通数据采用叠加相位的方法予以优化控制，但该方法仅对稳定的非对称交通流效果良好，如东进口直行交通量持续大于西进口直行交通量；对动态的非对称交通流则无能为力，如东进口直行交通量与西进口直行交通量时高时低。尽管可以在信号控制中接入交通流检测器以提高控制的灵活性和针对性，但断面交通流检测难以实时捕捉到各流向交通的到达计划，即每信号周期各流向能达到多少辆车、每辆车何时到达交叉口无法确定，导致信号控制方案的准确性提升困难、实施效果不尽人意。
2、当前，智能网联技术正在逐步向道路交通渗透，与传统汽车相比，智能网联汽车运行状态的可获取性、网联人工驾驶汽车行驶速度的可诱导性和网联自动驾驶汽车行驶轨迹的可操控性，不仅能准确捕捉车辆的到达计划，提升交叉口信号控制的精度和灵活性；而且还能依据优化后的信号控制参数，优化智能网联汽车的行驶轨迹，实现主动的交通控制优化双向，达到减少停车次数和延误、提高交叉口运行效率的目的。
3、基于此，利用智能网联技术的优势，提出一种针对非对称交通流的实时信号控制优化方法，以提升交叉口的控制效率。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提出一种网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法。
2、本专利技术涉及一种网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，包括如下步骤：
3、步骤一、每一分界取得绿灯通行权前，计算相位中交通流的非对称系数；
4、步骤二、判断交通流是否具备预置相位的放行条件；
5、步骤三、优化交叉口相位方案；
6、步骤四、确定相位的绿灯时间；
7、进一步地，步骤一中，事先，在交叉口信号控制机内预置一个默认的相位方案，初步拟定的相位方案见图2所示。以车道组为基本单位，计算各相位放行交通流的非对称系数。
8、在每一分界即将取得绿灯通行权前(如提前1s)，实时探测交叉口通信范围内该分界所有相位全部车道组的车辆排队情况及运行状况。若分界内相位p包含了不少于2个车道组，记该相位第l车道组中第b车道上排队的车辆数为nbl，第i辆车在时间t的运行状态为(xibl(t),vibl(t),aibl(t))，车道组l中的车道条数为nl，则车道组l在当前时刻的平均排队长度为：
9、
10、该相位放行交通流的非对称系数βp计算方法如下：
11、
12、若p相位只包含一个车道组，则置βp＝0；接着计算分界内其他相位的非对称系数。
13、进一步地，步骤二中，分以下两种情况：
14、(1)排队交通流基本对称
15、当计算出的各相位βp值均满足下述条件时，即：
16、
17、式中，β0为交通流是否对称的阈值，一般取0.1；bm为第m个分界内的相位集。
18、说明下一分界内各相位中车道组的交通流基本对称，对称放行不会使个别流向产生绿灯空耗，此时满足预置相位的实施条件，各个相位可按预置相位执行。
19、(2)排队交通流不对称
20、若存在βp值大于阈值时，即：
21、
22、说明下一分界内存在部分相位或全部相位车道组交通流不对称的情况。此时，针对交通流不对称的相位，尝试优化各个车道组内运行车辆的行驶轨迹，评估在预置的下一相位最小绿灯时间结束时各个车道组能抵达排队队尾的车辆数，叠加之前的排队车辆数，重新验算各个车道组交通流的非对称系数，若都对称，仍按预置相位执行。
23、车辆能否在最小绿灯时间结束时抵达排队队尾的判定条件如下：
24、mbl＝i,vibl(tl,k)>0andvi-1,bl(tl,k)＝0
25、
26、
27、式中，vcross为抵达队尾时的目标车速，m/s；vmax为路段最大限速，m/s；aacc为正常加/减速度，m/s2；dv为车辆排队时车间距，m；hbl为车道组l中车道b的饱和车头时距，s；tl,k为第k周期车道组l绿灯开启时刻，s。
28、如果ρibl(tl,k)≤gmin或(ρibl(tl,k)>gmin且ρibl(tl,k)-ρi-mbl,bl(tl,k)＝(i-mbl)hbl且ρmblbl(tl,k)≤gmin)，则车道组l中车道b上的第i辆cav在最小绿灯时间结束时能抵达排队队尾。
29、进一步地，步骤三中，通过对各个车道组内运行车辆的轨迹优化仍达不到对称放行的条件时，则将下一分界内所有车道组重新组合，构建优化的相位方案。首先，判断下一分界内包含的车道组个数，除专用的右转车道组外，若剩余车道组的个数≤2，则分界内每个进口单独一个相位，同时放行左转、直行和右转交通流，见图3所示的第一分界相位方案；若剩余车道组个数>2，则剩余车道组两两组合，按如下方式计算组合方案的流率比，即：
30、
31、式中，yij为第i种组合方案中车道组j的流率比；gm为第m个分界内的车道组集；j,k,r,s分别为gm中的车道组编号。上式中，若车道组的个数为奇数，则最后一个yis＝0。当两两组合中的车道组j和车道组k存在空间冲突时，采用第一选项计算yi；当两两组合中的车道组j和车道组k不存在空间冲突时，采用第二选项计算yi。
32、令y＝min(yi)，若y不小于下一分界内各预置相位关键车道组流率比之和，则仍按预置相位执行；否则，采用图4所示第一分界内的双环结构相位方案。
33、进一步地，步骤四中，当实施图2、图3所示的相位方案时，相位p开启前(如提前1s)，预估排队车辆放行所需的最小绿灯时间，方法如下：
34、gp,min＝max(l+nblhbl),l∈p,b∈l
35、在gp,min期间，相位p内各条车道哪些车辆通过轨迹优化能接上排队车队队尾并形成饱和车头时距，方法同步骤二，以此得到各条车道可抵达排队队尾的车辆数abl，界定相位p所需的绿灯时间，方法如下：
36、gp＝max[l+(nbl+abl)hbl],l∈p,b∈l
37、当实施图4所示的双环相位方案时，若y＝yij+yik，则车道组j和k为两个独立相位中的关键车道组，各自所需的绿灯时间仍可按上述方法求得gp1和gp2，车道组r和s所需的绿灯时间gr和gs则按下述方法分配得到：
38、
39、式中，yr为车道组r的流率比；ys为车道组s的流率比。
40、基于各个相位优化后的绿灯时间，对相位内各条车道上的车辆实施轨迹优化。
41、有益效果
42、本专利技术提供一种网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，基于网联技术实时探测预放行相位车道组的车辆排队信息，并且进行车道组非对称系数计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤一中，事先，在交叉口信号控制机内预置一个默认的相位方案，初步拟定的相位方案见图2所示。以车道组为基本单位，计算各相位放行交通流的非对称系数。
3.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤二中，分以下两种情况：
4.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤三中，通过对各个车道组内运行车辆的轨迹优化仍达不到对称放行的条件时，则将下一分界内所有车道组重新组合，构建优化的相位方案。首先，判断下一分界内包含的车道组个数，除专用的右转车道组外，若剩余车道组的个数≤2，则分界内每个进口单独一个相位，同时放行左转、直行和右转交通流，见图3所示的第一分界相位方案；若剩余车道组个数>2，则剩余车道组两两组合，按如下方式计算组合方案的流率比，即：
5.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化
...【技术特征摘要】
1.一种网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤一中，事先，在交叉口信号控制机内预置一个默认的相位方案，初步拟定的相位方案见图2所示。以车道组为基本单位，计算各相位放行交通流的非对称系数。
3.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤二中，分以下两种情况：
4.根据权利要求1所述的网联交通环境下非对称交通流信号控制优化方法，其特征在于，步骤三中，通过对各个车道组内运行车辆...
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