[发明专利]一种交通信号协调配时方案的N周期加权调节过渡方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号协调控制，特别是涉及一种交通信号协调配时方案的快速平滑过渡方法。

背景技术

在城市道路上，由于一天中不同时段的交通流量可能存在明显差异，因此交叉口的信号控制通常需要采用分时段或自适应控制方式，干道上与区域内的信号协调控制则需要根据不同时段的交通状况选用相应的信号协调配时方案。当交叉口信号控制方案，特别是协调配时方案发生变化时，需要确定新旧控制方案之间的过渡方式与方法，以实现前后时段不同配时方案之间的合理过渡，从而保证交通流运行的平稳与连续。所谓信号控制方案过渡，是指从一套信号配时方案转换到另一套信号配时方案的过程。过渡方案执行期间，将通过不断调整交叉口的信号配时参数，在一个或多个信号周期内适当延长或缩短某些信号相位的执行时间，以满足新旧控制方案的过渡要求；过渡方案执行完后，控制区域内的交叉口则开始运行新的信号配时方案，逐渐达到新方案的预期控制效果。事实上，过渡方案设置的好坏将直接影响到信号控制效果的优劣，过渡方案选取得当可以有效减少过渡期间的车辆延误，过渡方案设置不好将会直接影响后续多个信号周期的控制效果。因此，研究交通信号协调配时方案过渡方法具有十分重要的现实意义。

在进行交通信号协调控制方案转换过程中，为了争取尽快获得最佳信号协调控制效果，应实现前后协调控制方案之间的快速过渡；为了避免方案转换对路网车流运动的连续性产生严重干扰，应寻求前后协调控制方案之间的平滑过渡。目前常用的几类信号控制方案过渡方法包括有Dwell法、Max Dwell法、Add法、Subtract法与Minimax法，其中Minimax法又可细分为Smooth算法、Shortest算法、Shortway算法等。这些过渡方法已为国外多家信号控制设备供应商(如Eagle、Econolite、NextPhase、Naztec等)所用，并在交通仿真软件CORSIM中均有实现。针对现有的几种交通信号协调配时方案过渡方法进行对比说明如表1所示。

表1

然而上述交通信号协调配时方案的过渡方法对于控制区域内交叉口相位差调整量的整体优化涉及甚少，未考虑到信号协调配时方案过渡期间不同交叉口交通需求及过渡周期允许调整空间的差异，尚未将新旧配时方案过渡时所需的快速性与平滑性进行有机融合，因此在实际应用(特别是在实时信号控制系统)中可能将受到很大限制，有待结合实际需求进行进一步的深入细致研究。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种交通信号协调配时方案的N周期加权调节过渡方法。

本发明通过以下技术方案实现，包括如下步骤：

(1)选取交叉口相位差设置的参考基准点：在控制区域内选取某一信号交叉口作为基准交叉口，指定基准交叉口某信号相位的某特征时刻点作为各交叉口相位差设置的参考基准点，并确定各交叉口相位差设置的参考点，为计算推导方便，通常适宜选取基准交叉口方案执行起始相位绿灯起始时刻作为各交叉口相位差设置的参考基准点，选取各交叉口方案执行起始相位绿灯起始时刻作为各交叉口相位差设置的参考点；

(2)读取过渡前后的交通信号协调配时方案：读取控制区域内各交叉口过渡前后的信号协调配时参数，包括各交叉口过渡前后的信号周期时长、信号相位设置和相位差大小，其中各交叉口的相位差大小标定为交叉口相位差设置参考点距参考基准点的时间差；

(3)确定各交叉口过渡方案的信号周期正负允许调整空间：读取控制区域内各交叉口的信号周期允许调整空间，根据各交叉口过渡后协调配时方案的信号周期时长，计算各交叉口过渡方案的信号周期正负允许调整空间；

(4)推算各交叉口相位差的初始调整量：根据基准交叉口相位差初始调整量和各交叉口过渡前后的相位差大小，推导基准交叉口与非基准交叉口之间的相位差关系等式，并计算非基准交叉口相应的相位差初始调整量；

(5)计算各交叉口过渡方案的信号周期正向与负向调整总量：根据各交叉口相位差的初始调整量，计算各交叉口过渡方案的信号周期正向调整总量与负向调整总量，并确保两向调整总量大小均在一个过渡后新方案的信号周期时长之内；