[发明专利]一种信号灯配时方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通技术领域，尤其是指一种信号灯配时方法。

背景技术

现有的很多信号灯配时方案不具有自适应性，原因是这些信号灯配时方案的制定准则大多是来源于道路通行经验或者理论计算的方式得出几组固定时间段的配时方案，不能适用于多种道路环境；有一部分信号灯配时方案具有自适应性，但由于原有的初始配置方案不具有自适应性，导致这类配时方案的自适应性不是非常好。

发明内容

为了解决现有的信号灯配时方案不具有自适应性或自适应性差的问题，本发明提出了一种信号灯配时方法，通过分析交通车流量历史数据，设置道路上一组信号灯初始配置方案，以便信号灯自适应调整配时，有利于道路畅行。

本发明所采用的技术方案是：一种信号灯配时方法，包括如下步骤：

S1，获取历史流量数据：选定一条有若干个十字路口的道路，其中第n个路口记为N_n，路口N_n的4个方向分别标示为N_n¹、N_n²、N_n³和N_n⁴，从历史流量数据库中获取该路口每个方向在设定时间段内的左转、右转和直行三种行驶方向的车流量以及道路的拥堵率β；

S2，绘制直方图：根据步骤S1获得的历史流量数据，选择一个路口，将每一路口方向的每个行驶方向的周期时间段内车流量绘制成直方图，周期时间内每30秒钟时间为横轴x，对应的车流量数据为纵轴y，并将直方图拟合成曲线；

S3，信号灯配时设置：每一个路口方向，针对行驶方向为左转的，若路口方向左转车流量>θ₁且该路口方向的反方向的直行流量>θ₂，则左转需单独设置绿灯，否则则不需单独设置绿灯；针对行驶方向为直行的，由函数f(k,h,l)计算得到绿灯的配时，通过信号灯相位设置原则得到相应红灯的配时，其中f(k,h,l)＝α₁k+α₂h+α₃l，k为步骤S2中直方图计算所得周期时间内的平均车流量，h为最高车流量，l为最低车流量，α₁、α₂、α₃为常数参量；

S4，数据校准：根据步骤S3所得配时方案，统计车流量数据计算拥堵率β₁，将拥堵率β₁与拥堵率β比较，若则配时合理，其中γ为经验百分数，否则需优化常数参量α₁、α₂、α₃；

S5，确定最终配时方案：重复步骤S3计算和步骤S4校准，获得整条道路最终的配时方案。

作为优选，所述的步骤S2中，直方图拟合成曲线采用最小二乘法，具体方法是：设函数y＝f(x)，平面上有i个互不相同的点(x,y)，点到函数曲线的距离为d_i，使i个点与函数y＝f(x_i)的距离的平方和最小，即

作为优选，所述的经验百分数γ为8％。

本发明的有益效果是：具有自适应性和实时性，每个周期时间段甚至每天的信号灯时长都不相同，能有效优化道路原有或者新增信号灯的配时时长问题。

附图说明

图1是本发明的处理流程图；

图2是十字路口N₁¹行驶方向的流量数据示例图；

图3是十字路口N₁¹行驶方向为直行时的车流量数据；

图4是十字路口N₁¹左转绿灯配时设置的相位分析。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

一种信号灯配时方法，具体步骤如图1所示：

第一步，获取历史流量数据。

选定一条有若干个十字路口的道路，其中第n个路口记为N_n，路口N_n的4个方向分别标示为N_n¹、N_n²、N_n³和N_n⁴，从历史流量数据库中获取该路口每个方向在设定时间段内的左转、右转和直行三种行驶方向的车流量以及道路的拥堵率β。