[发明专利]基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法

说明书

本发明提供一种基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法，识别区域内拥堵路段，分析其关联路段即相邻信控路口及信控路口非拥堵通行方向即控制方向，调整相位配时达到区域信号方案的优化。本发明方法根据道路的饱和度识别出可协调优化即可减少绿灯时长的控制方向，进而通过增设搭接相位/迟开早闭相位的方法，调整搭接相位的绿灯时长，有效通过相序调整和绿灯时长优化的方法实现路口交通信号方案的优化，从而实现交通信号区域优化，大大提高了区域优化的效率，避免传统优化方式仅能调整各相位绿灯时长，而同阶段通行方向绿灯需求不一致导致的区域拥堵问题。

技术领域

本发明涉及一种基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法。

背景技术

随着经济的不断发展，城市规模的持续扩大，汽车保有量的逐年增长，城市道路交通拥堵问题日趋严重，而智能化的交通信号控制是缓解城市交通拥堵，提高城市交通系统运行效率的重要手段之一。目前针对交通信号控制优化管理研究中，以单点、干线和区域为主，其中区域交通信号控制把城区全部交通信号监控，以绿时差、绿灯时间、信号周期等参数对各路口信号方案优化，实现区域优化的效果。

专利CN201410035986.6提出“一种主动式的城市道路区域配时参数协调优化方法”，通过循环迭代确定路网关键交叉口及其上游关联交叉口的交通需求，进而实现区域范围内交叉口信号配时参数的协同优化。专利CN201610053830.X提出“一种面向单点瓶颈的下游区域信号优化方法”，通过精准描述区域内部节点交通状态的时空关联特性，合理调节下游节点的信号配时参数，从区域层面消散路段瓶颈。但这些区域优化方法在对交通信号方案优化时均需考虑多个参数，对配时进行优化，调整每个通行相位的绿灯时长，调整方法较为复杂，且由于调整了其他通行相位的绿灯时长，会导致区域内其余路段发生拥堵；同时现有的区域优化的研究只能通过参数对信号方案相位的绿灯时长进行修改，无法实现相位方案顺序的调整优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法解决现有技术中存在的现阶段交通信号区域协调优化的调整方法较为复杂，且由于调整了其他通行相位的绿灯时长，会导致区域内其余路段发生拥堵，同时仅能对各路口信控方案相位阶段绿灯时长优化的问题。

该种基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法，以搭接相位/迟开早闭的信号协调作为思路，以双环调节为方式，基于车道饱和度参数确定关键路段及其上游关联路段，识别出可协调优化的控制方向，通过增设控制方向相邻阶段的绿灯时长，配置出搭接相位/迟开早闭相位，实现路口信号方案的优化配置，进而实现区域信号优化，有效提升区域优化效率，缓解区域交通拥堵问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于车道饱和度的区域控制相位配时优化方法，识别优化区域内拥堵路段，分析其关联路段即相邻信控路口及信控路口非拥堵通行方向即控制方向，调整相位配时达到区域信号方案的优化；包括以下步骤，

S1、基于城市路网结构针对优化区域划分出路段OD的交通小区；

S2、对接交通信号控制系统和前端检测设备，基于路口交通流数据对区域内各信控路口的信号控制方案进行优化；

S3、对路网优化区域内交通小区各车道的实际通行需求和饱和度进行求解，分析确定优化区域内的拥堵路段，并将其标注为关键路段；

S4、判别关键路段的关联路段及其关联上游路口的控制方向，并在路网中进行标注；

S5、对步骤S4中标记的关键路段关联上游路口的控制方向进行配时优化，在不影响其他方向运行状态前提下，减少控制方向绿灯时长，增设相邻通行方向搭接相位/迟开早闭相位，实现区域协调优化。

进一步地，步骤S3具体为，

S31、对交通小区内各车道实际通行需求Q_i进行求解，即：