[发明专利]一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法

权利要求书

1.一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

A)将Y型交叉口改造成三个子交叉口，确定信号相位相序；

B)确定三股冲突交通流的运行特征；

C)提出三维绿波协调控制思想，确定三个子交叉口的协调相位；

D)确定子交叉口的协调公共周期；

E)确定协调相位差；

F)确定三个子交叉口之间的间距；

所述步骤F)包括如下步骤：

a)计算交叉口之间的间距；

b)确定间距的约束条件；

所述步骤C)：根据Y型交叉口三股关键车流循环冲突的运行特征，提出三维绿波协调控制思想，即通过设置合理的信号周期和相位差，使三个子交叉口的六个关键相位Φ₁₂与Φ₂₂、Φ₂₃与Φ₃₃、Φ₃₁与Φ₁₁全部实现闭环协调运行，其中Φ_ij表示驶入子交叉口i并从子交叉口j驶出该大型Y型交叉口的车流所对应的信号相位；

所述的三维绿波协调具体是：相位Φ₁₂绿灯启亮后，协调车流Q₁₂以协调绿波从交叉口1通过交叉口2，当协调车流Q₁₂的最后一辆车通过交叉口2后，交叉口2的相位Φ₂₂亮绿灯，在交叉口2排队等候的左转车辆以协调车速通过交叉口3，当协调车流Q₂₃的最后一辆车通过交叉口2后，交叉口3的相位Φ₃₁亮绿灯，协调车流Q₃₁以协调车速通过交叉口1，当协调车流Q₃₁的最后一辆车通过交叉口1后，交叉口1的相位Φ₁₂亮绿灯，如此循环重复此过程；

所述步骤D)计算参数有：三个子交叉口的最佳信号周期C_i、每个交叉口的信号总损失时间L_i、相位流量比之和Y、协调周期时长C；

根据韦伯斯特算法对三个交叉口进行单点信号配时，取最佳信号周期时长最大值作为协调公共周期时长C：

根据等饱和度原则进行相位绿灯时间的分配；

所述步骤E)计算参数有：交叉口j相对于交叉口i的相位差O_i,j、协调车流在下游交叉口非协调相位的有效绿灯时间t_Φmn、周期的整数倍γ；

每股协调控制车流的相位差等于协调车流在下游交叉口非协调相位的有效绿灯时间与周期整数倍之和：

步骤F)中的a)计算交叉口之间的间距：

通过上步计算，已经得到三个交叉口协调相位之间的相位差，通过子交叉口协调相位差与间距之间的关系确定交叉口之间的间距，这里的计算参数有子交叉口之间的间距L(i,j)、左转协调车速V_左、左转运行时间tⁱ_左、直行协调车速V_直、车辆的离散系数β；

步骤F)中的b)的约束条件为：

①每股协调车流相位差与离散系数之和，应满足无延误时的绿波协调关系模型；这里的参数有：协调相位的有效绿灯时间g_ij、左转协调车速V_左、直行协调车速V_直、协调车流在交叉口的行驶距离L_i、协调车流直行段的行驶距离L_ij、协调相位差O_i,j、车辆的离散系数β；

②每股协调车流协调相位绿灯时间g_ij小于等于下游交叉口的协调相位绿灯时间g_jj；

③如果计算得到的间距不符合协调控制约束条件，需要重新调整各相位的绿灯时长g_i,优化绿信比λ_i；

④如果计算得到的间距符合协调控制约束条件即输出协调控制方案。

2.根据权利要求1所述的一种大型Y型交叉口三维绿波协调控制方法，其特征在于：步骤A)中为了实现三股冲突交通流的闭环协调控制，对三个子交叉口采用两相位的信号控制，第一相位：由路段进入三个子交叉口的三股车流放行；第二相位：以协调车速到达下游交叉口停车线处的车流放行；三个子交叉口的右转车流作为跟随相位放行。