[发明专利]基于可变导向车道的信号配时优化方法

说明书

技术领域

本发明属于道路交通控制领域，具体涉及在可变导向车道功能属性发生变化后，依据不同的道路饱和度确定信号配时的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，汽车保有量的急剧增加，许多大中城市的交通拥堵现象也趋严重。城市交叉口是城市道路网中道路通行能力的“隘路”，是交通秩序混乱和交通事故的多发点。解决城市交通拥堵问题的关键之一是要提高城市交叉口的通行效率，其车道功能划分与信号配时设计是否合理直接影响到整个城市交通网络的运行状态。

可变车道管理技术就是一种动态的交通管理与控制方法，根据交通需求的变化，对路段车道或交叉口车道功能进行动态调整，以适应交通流量的变化。目前可变导向车道的实施在部分城市已经获得了较好的效果。但在可变导向车道转向功能发生变化后，原有的信号配时会存在一定的缺陷，考虑如何设置合理的信号配时方案，才能更好地提高可变导向车道的效率。

同时，针对不同的交通流状况，信号控制策略也会有所差异，特别是饱和交通与低饱和交通存在着显著的不同。现有研究虽然对低流量和高流量下的信号控制进行分别讨论，但均以韦伯斯特法进行信号调整，忽略了韦伯斯特法在应对饱和交通时的缺陷。

因此本发明在可变导向车道功能属性发生变化的基础上，针对不同条件下的优化目标以及不同的饱和度提出信号配置优化方案。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于可变导向车道的信号配时优化方法，在可变导向车道的基础上，协同信号配时的控制，使进口道饱和度控制在合理范围，减少交叉口延误，提高通行能力。

本发明采用的技术方案为：基于可变导向车道的信号配时优化方法，具体包括：

1)检测器的布设；

将线圈检测器布设在距离进口道上游展宽段尾部，数量为进口直行车道、左转车道、可变导向车道上的线圈检测器的总和，用于检测各车道通过车辆数数据，由此获得进口道各转向流量交通参数；

2)计算各转向饱和度：其中q_i—i转向车流的单车道车流量，当量交通量/小时；CAP_i—i转向车流的通过能力，当量交通量/小时；

3）判断各转向的饱和度：若流量较低，非饱和状态下，改变可变导向车道转向功能后，各转向饱和度x_i≤x_o，其中x_o为临界饱和度时，信号配时转步骤4）；随着进口道流量的增加，特别表现在某一转向相位x_i＞x_o时，信号配时的调整转步骤5）；当进口道趋于拥堵，目标进口道的各转向流量比均明显大于对向进口道各转向流量比时，以常规四相位配时方案为基础，配时优化转步骤6）。

4）对于各转向饱和度x_i≤x_o其中x_o为临界饱和度，根据流量变化调整信号配时：

4.1）确定相位流量比变化值

假设原有左转车道数为a条，直行车道数为b条，考虑可变车道功能发生变化后，左转车道数变为a'条，直行车道数变为b'；则各相位流量比变为：

左转相位流量比变为：

yL′=aa′yL---(1)]]>

式中：y_L——左转相位原来的流量比；

y_L'——可变导向车道功能变换后左转相位的流量比；

直行相位相应流量比变为：