[发明专利]基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，包括如下步骤：获取交通控制系统中的实时数据，实时数据包括单交叉口绿灯期间的交通流量、绿灯结束排队长度和红灯结束排队长度；获取所有流向的交通需求；基于相位方案决策获取相位i；获取各个相位绿灯时间；将各个相位时间相加得到周期时间；将优化后的控制方案下发给交通信号控制机。本发明引入了排队长度，包括绿灯结束与红灯结束时完全停车排队长度和不完全停车排队长度，能实时准确地分析、预测路口的交通需求，提高路口的通行效率，为信号控制参数的优化提供了保证。

技术领域

本发明涉及城市交通控制技术领域，尤其是涉及一种更加合理和高效的基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法。

背景技术

在城市交通领域中，交通信号灯控制是城市交通组织优化的重要方法之一，其本质是将交叉口相互冲突的交通流分离并分配相应的通行时间，以达到交通流有序、高效通行的目的。单点信号控制(单交叉口信号控制)，作为交通控制中最普遍、控制策略最为成熟可靠的方法，在改善交通问题中发挥着很大的应用价值。

传统的单点信号控制方法在应用过程中存在诸多的局限性，如定时控制的灵活性差，无法适应于交通流迅速变化的场景；感应控制目标单一，适用于饱和度较低且各向交通流量相差较大的交叉口；智能控制如模糊控制、神经网络控制虽然效果不错，但其控制算法或模型求解过程较为复杂。单点自适应控制不仅能够适应于多种交通状态，而且其控制模型相对于智能控制也较简便，已经成为单点信号控制领域应用研究的主流。

从目前单点自适应控制算法的应用现状来看，其应用研究大多停留在交叉口的配时优化方面，包括最佳周期、相位时间，缺乏对相位相序优化设计的考虑。相位相序设计是指合理安排各向交通流通行权规则和切换顺序，其将会直接关系到路口通行能力。而现有大多数相位相序为定时或不变的，当交通流存在波动时，必将引起相位各流向绿灯时间无法有效利用、交叉路口存在拥堵、空放的现象，最终达不到理想的控制效果。

在实际应用中，根据实时的交通需求设计相位方案，并优化相应的通行时间，为更有效地解决路口拥堵、空放、交通流通行权分配不合理的问题提供了可能。

发明内容

本发明为了克服现有技术中单点自适应控制方法相位方案单一不变，导致路口拥堵，存在空放问题的不足，提供了一种更加合理和高效的基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法，包括如下步骤：

(1-1)获取交通控制系统中的实时数据，实时数据包括单交叉口绿灯期间的交通流量、绿灯结束排队长度和红灯结束排队长度；

(1-2)获取所有流向的交通需求；

(1-3)基于相位方案决策获取相位i；

(1-4)获取各个相位绿灯时间；

(1-5)将各个相位时间相加得到周期时间；

(1-6)将优化后的控制方案下发给交通信号控制机。

本发明所涉及利用排队长度优化单交叉口控制方案的自适应控制方法，能有效地满足瓶颈路口全天候实时控制要求。

作为优选，步骤(1-2)包括如下具体步骤：

(2-1)根据当前周期相位i中各流向绿灯期间的车流量和绿灯结束时的排队长度，利用公式计算相位i的预估车流量，其中，Q_i(k)、Q_G,i(k)、L_G,i(k)分别为相位i关键车流在第k个信号周期的预估车流量、绿灯期间通过车流量和绿灯结束时车辆排队长度；L_v为每辆车的平均预估长度；