【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通控制领域，尤其涉及一种环形交叉路口信号灯控制方法及系统。
技术介绍
1、目前已经有许多研究致力于信号灯控制策略，以缓解道路拥塞并提高城市地区的交通效率。一般而言，交通信号控制可分为定时信号控制策略以及交通响应控制策略。
2、由于易于实施且管理成本低，定时信号控制策略广泛应用于当前大多数城市交通网络中。allsop r为单个交叉路口设计的定时信号控制策略为sigset和sigcap方法，前者通常在不饱和条件下使用，以最大程度地减少交叉路口的总延误，而后者则适用于交通需求量较大的交叉路口，以最大化交叉路口的通行能力并避免过饱和。为了提升定时信号控制性能，目前已经提出有效的信号控制策略能够将单一路口信号控制扩展为连续路口信号控制。robertson d提出一种交通信号协调系统maxband，通过优化路网中连续交叉路口之间的相位差来最大化车辆通行绿波带。此外，transyt方法根据一天中的不同时间阶段预备了一系列定时信号控制策略，并根据相应的路况实时选择最合适的控制方案。然而，交通系统始终是动态的，并且往往是不可预测的，这将会导致定时信号控制策略的效率低下。
3、随着传感技术的发展，交通响应控制策略逐渐引起学术界与工业界的关注，并改善了固定时间控制策略的局限性。具体而言，可根据所采集的道路信息实时调整响应策略的绿信比，周期长度以及相位差，从而使交通信号更好地适应实时路况，减少出行延误并提高城市交通网络效率。scoot以及scats已广泛应用于世界各地的许多城市，并且可以减少通行延迟并缓解道路拥塞
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种环形交叉路口信号灯控制方法及系统，采用的技术方案具体如下：
2、一种环形交叉路口信号灯控制方法，包括步骤：
3、s1、构建信号配时模型，并根据部署在环形交叉路口的感知设备获取的实时交通流数据更新模型参数；
4、s2、根据信号时长特征设置信号配时模型的约束条件；
5、s3、优化求解约束条件下信号配时模型，获取各信号灯的控制时长；
6、s4、根据各信号灯的控制时长，控制相应信号灯开启或关闭。
7、进一步地，步骤s1中所述信号配时模型为：
8、
9、其中，c表示单重信号环形交叉口的通行能力，αk为交叉口进口道处各转向车辆混合行驶的车道折减系数，qi为入口i所对应的环形交叉口在一个信号周期内有效绿灯时间的最外侧环形车道车流量；t为信号周期，3600为单位小时秒数，f(t)为环行车流的概率密度函数；g(t)为进车函数，表示车头时距允许通过的车辆数。
10、进一步地，所述环行车流的概率密度函数f(t)采用爱尔朗分布函数，表示为：
11、
12、其中，λ为单位时间的平均到达率，k为爱尔朗分布参数，且有：k＝m2/s2，λ＝q/3600，m为观测数据的均值，s2为观测数据的方差，q为车流量。
13、进一步地，所述进车函数g(t)是根据间隙接受理论建立的函数，表示为：
14、
15、其中，t0表示最小的可接受间隙且t0＝tc-tf/2,tf为随车时距，tc为临界间隙。
16、进一步地，步骤s2中所述约束条件包括周期时长约束：
17、
18、其中，yi-1为编号i-1信号灯的黄灯信号时长，gi-1为编号i-1信号灯的绿灯信号时长。
19、进一步地，步骤s2中所述约束条件包括黄灯信号时长约束：
20、
21、其中，yi-k为编号i-k信号灯黄灯信号时长，tr为驾驶员反应时间，vi-k为第i个入口的第k个车道的设计时速，α为车辆制动的加速度。
22、进一步地，步骤s2中所述约束条件还包括绿灯信号时长约束和红灯信号时长约束：
23、0<gi-k<t，0≤ri-k<t，
24、其中，gi-k为编号i-k信号灯绿灯信号时长，ri-k为编号i-k信号灯红灯信号时长。
25、一种环形交叉路口信号灯控制系统，包括信号配时模型构建模块、模型约束配置模块、配时模型优化求解模块和配时部署模块；
26、所述信号配时模型构建模块通过数据接口与交通流数据感知设备连接，用于根据感知设备获取的交通流数据，实时更新信号配时模型中的相关参数；
27、所述模型约束配置模块通过数据接口与交通流数据感知设备连接，并提供开放的参数设置接口，用于根据交通实况或临时管控策略设定或调整各信号灯的时长约束条件；
28、所述配时模型优化求解模块用于根据模型约束配置模块中设定的约束条件，对信号配时模型构建模块中的更新后的配时模型进行快速求解，得到各信号灯相应的控制时长；
29、所述配时部署模块与各信号灯的控制单元连接，用于根据配时模型优化求解模块计算得到的各信号灯控制时长，控制相应信号灯的开启或关闭。
30、本专利技术的有益效果：
31、本专利技术通过构建环形交叉口信号配时模型，并根据布设在环形交叉路口的感知设备获取的车流量、随车时距等实时交通流数据，对模型参数进行更新，最后通过快速优化求解获取各信号灯的控制时长，动态调整信号灯的管控策略，对现场交通流进行实时监管和控制，提高了环形交叉路口的通行能力，有效缓解了环岛行车拥堵的问题。
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1.一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，步骤S1中所述信号配时模型为：
3.如权利要求2所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，所述环行车流的概率密度函数f(t)采用爱尔朗分布函数，表示为：
4.如权利要求2所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，所述进车函数g(t)是根据间隙接受理论建立的函数，表示为：
5.如权利要求1所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，步骤S2中所述约束条件包括周期时长约束：
6.如权利要求1所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，步骤S2中所述约束条件包括黄灯信号时长约束：
7.如权利要求1所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，步骤S2中所述约束条件还包括绿灯信号时长约束和红灯信号时长约束：
8.一种环形交叉路口信号灯控制系统，其特征在于，包括信号配时模型构建模块、模型约束配置模块、配时模型优化求解模块和配时部署模块；
【技术特征摘要】
1.一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，步骤s1中所述信号配时模型为：
3.如权利要求2所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，所述环行车流的概率密度函数f(t)采用爱尔朗分布函数，表示为：
4.如权利要求2所述的一种环形交叉路口信号灯控制方法，其特征在于，所述进车函数g(t)是根据间隙接受理论建立的函数，表示为：
5.如权利要求1所述的一种环...
【专利技术属性】
技术研发人员：康诚，范欣炜，潘新福，严欣，位俊超，
申请(专利权)人：中汽研汽车试验场股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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