[发明专利]过饱和交叉口自修复控制方法

权利要求书

1.一种过饱和交叉口自修复控制方法，其包括：

步骤1：从城市道路交通数据库中提取路段长度；

步骤2：基于路段长度设置路段最大容许排队长度，作为过饱和控制的临界值；

步骤3：通过路段下游和上游的线圈检测器分别实时累计离开和进入路段的车辆数，并通过视频检测技术实时提取进口道排队长度；

步骤4：根据上述数据实施路段上游流入量调节技术；

步骤5：在路段上游信号交叉口配套限流相位，将潜在可能的过饱和状态修复成非饱和状态。

2.如权利要求1所述的控制方法，其中，所述步骤1具体为从城市道路网络矢量地图上获取有向行车路段i的长度l_i，其中，i＝1，2，-，I，I为有向路段总数。

3.如权利要求2所述的控制方法，其中，所述步骤2具体为设置路段最大容许排队长度作为过饱和控制的临界值，针对路段i，i＝1，2，-，I，确定最大容许排队长度r_i，r_i＝θ-l_i，θ为排队长度和路段长度的临界比例，超出这个比例，就判断路段上的车流将会出现过饱和。

4.如权利要求3所述的控制方法，其中，所述步骤3具体为检测和记录进出路段的累计车辆数和进口道排队长度，针对路段i，i＝1，2，-，I，通过路段i下游和上游的线圈检测器分别统计当前时段i为止累计进入和离开路段i的车辆数A_i(t)和D_i(t)，通过视频检测技术提取当前时段i在路段i的进口道上车辆排队长度q_i(t)，历史各时段的累计离开和进入路段i的车辆数及路段i上的车辆排队长度录入数据库中。

5.如权利要求4所述的控制方法，其中，所述步骤4具体为实施路段上游流入量调节技术，按步骤4.1、4.2、4.3和4.4从下游到上游的顺序遍历路段i，i＝1，2，-，I，确定从当前时段t到未来时段t+h之间路段i上游最大容许进入流量u_i(t，t+h)；

步骤4.1：以最大容许排队长度r_i为界，第t时段的车流加载完成后，队列尾点至最大允许排队长度处仍富余的蓄车能力(或称非过饱和状态下额外最大允许进入车辆数)为：

αi(t)=ri-qi(t)li-[Ai(t)-Ai(t-li-qi(t)vi)]]]>

其中，v_i为路段自由行车速度；

步骤4.2：在时段i，进口队列靠前的车辆可能已经陆续启动了，假设在过去的时间内，进口排队段一直处于交通启动波后退过程，在这个过程中计算时段t和下游累积离去的车辆数之差，其值也可作为时段t路段排队段能增加容纳的车辆数，表述如下：

βi(t)=Di(t)-Di(t-qi(t)wi)]]>

其中，w_i是拥堵消散过程中的波面反向传播速度；

步骤4.3：路段排队段拥堵消散过程中产生的车辆之间的间隙不会立马被队列尾点的车辆所填补，存在一个滞延时间，因此将步骤4.1.2产生的β_i(t)中的部分容纳车位数留给时段t+h及其之后进入路段的车辆来填补，这部分车位数表述如下：

γi(t,t+h)=Di(t)-Di(t+h+li-qi(t)vi-qi(t)wi)]]>

其中，针对第t+h时段从路段上游进入的车辆，它经过时段t对应的队列尾点那一时刻为以此时刻为界，在过去的时间内在排队段所产生的新增可容纳车辆数中与β_i(t)相重叠的部分；

步骤4.4：在时段t到t+h之间，从路段上游进入的车辆总数不超出以下数值，就能满足该时段区间内路段车流不会出现过饱和：

u_i(t，t+h)＝α_i(t)+β_i(t)-γ_i(t，t+h)。

6.如权利要求5所述的控制方法，其中，所述步骤5具体为路段上游信号交叉口配套限流相位，遍历路段i，在时段t到t+h之间，在路段i上游信号交叉口k上确定进入路段i的车流放行绿灯时间上限为：

gt(t,t+h)=ui(t,t+h)ft(t,t+h)-Gt(t,t+h)ifft(t,t+h)>ui(t,t+h)Gt(t,t+h)o.w.]]>

其中，G_t(t，t+h)为按常规信号控制方法确定的时段i到t+h之间交叉口k上进入路段i的车流放行绿灯时间，f_t(t，t+h)为预测得到的时段i到t+h之间交叉口k上前往路段i的总车辆数。