[发明专利]一种车联网技术下的信控交叉口动态时空优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术，尤其涉及一种车联网技术下的信控交叉口动态时空优化方法。

背景技术

随着我国社会经济的快速发展，城市规模日益扩大，城市交通拥堵问题日益严峻。道路交叉口作为城市道路交通的主要集散点，是交通拥堵的主要发生节点。对交叉路口交通流线进行合理的分析、动态时空优化是一种低成本、高成效缓解城市交通拥堵的方法，受到越来越多的关注与深入研究。

随着互联网时代的到来，先进的通讯技术不断更新，先进的车联网技术不断发展，为信控交叉口进口流线车辆的信息及状态的获取提高了很好的技术支持。由此基于车联网技术对信号控制交叉口进行动态时空优化，能够很好的提升信号控制交叉口的时空效率。

目前，城市道路交叉口信号控制依然普遍采用固定配时固定相位的固定信号控制方式，部分交叉口设置为感应控制方式(固定相位动态配时)，极少交叉口采用自适应感应信号控制(固定相位动态配时)；而现有的一些信控交叉口优化方法研究中，包括配时优化和相位顺序优化，随有对控制方案相位顺序优化，但未考虑相位流线的优化组合，更未涉及周期相位流线动态优化组合。不管是实际控制方法的应用，还是交叉口信号控制方法的研究，均未涉及交叉口空间和时间的整体动态优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种车联网技术下的信控交叉口动态时空优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车联网技术下的信控交叉口动态时空优化方法，包括以下步骤：

1)基于车联网技术，周期采集交叉口各流线车辆参数，包括车辆位置、车速和车辆变道信息；

2)根据采集的信息计算当前周期各流线车辆排队和到达数量，依据各流线车辆数确定交叉口各进口车道分配，确定当前周期各流线所需车道数；

3)在确定的交叉口车道布局基础上，基于流线相容性确定所有流线之间的相容关系；

4)通过所确定好的各流线相容关系，依据信号控制交叉口周期相位方案的设置要求，获取当前周期信号控制可行相位组合方案；

5)结合最优配时模型，对所有可行相位组合方案进行流线信号配时，通过比选每一可行相位组合方案配时模型目标函数值，从中选取最优控制方案作为当前周期交叉口信控方案。

6)当前周期最优控制方案确定后，下一周期控制方案的确定采用同种方式获取，从而实现信控交叉口动态时空优化。

按上述方案，所述步骤3)中流线之间的相容关系包括三类：对向相容、分流相容和合流相容；要确定流线相容关系，首先必须确定流线之间的对向关系、分流关系和合流关系，具体如下：

对向关系是处于对向两个进口且流向相反的流线之间关系；分流关系是处于同一进口内流线之间的关系；对于合流相容则是处于不同进口但流向同一进口的流线之间的关系；

当所有进口均不存在流线车道共用时，对向关系与分流关系均为相容关系；而对于合流关系，当2流线的进口车道数<＝出口车道数，即进出口车道数相匹配时，车辆依次遵循交通规则行驶，此时合流2流线不存在冲突点，可视为相容关系，否则为冲突关系。

当进口存在流线车道共用时，该进口内流线仅互为分流相容关系，与其他流线均为不相容关系，即冲突关系。

本发明产生的有益效果是：

(1)本发明基于先进的车联网技术，获取车辆实时信息，了解车辆实时状态，对交叉口进口车道布局进行动态分配，提升交叉口车道空间使用率；

(2)本发明将流线的合流关系进行细分，增设流线合流相容组合，大大提升了可行相位的流线组合数，从而更加提升了信号相位控制方案数；

(3)本发明获取多数信号相位控制方案后，对方案一一优化配时，最后选取最优的信号相位控制方案。由此控制方案进一步与交叉口流线实时状态相适应，大大优化交叉口信号控制的时空效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例中车联网技术下交叉口进口交通流线流量示意图；

图3为本发明实施例中合流流线相容关系说明图

图4为本发明实施例中车联网技术下获取车辆信息后所确定交叉口车道布局图；

图5为本发明实施例中交叉口部分信号相位控制方案；

图6为本发明实施例中交叉口部分信号相位控制方案配时图。

具体实施方式