[发明专利]一种基于双检测器的过饱和交叉口反溢流控制方法

说明书

本发明公开一种基于双检测器的过饱和交叉口反溢流控制方法，首先，通过测量和计算确定溢流检测器和排队消散检测器的安装位置并布设检测器；溢流检测器通过实时检测断面车速、通过车辆数、占有率三个指标准确判定交叉口是否将要处于溢流状态，排队消散检测器通过实时检测所在断面的车速并与设定阈值比较，判断排队是否消散；若发生溢流，则根据下游路口信号相位情况执行上游路口截流控制方案或下游路口延长绿灯时间的疏散控制方案；执行反溢流控制方案期间，若排队尚未消散，则上游路口对溢流有加剧作用的相位均执行最小绿灯时间方案。本发明能够实现排队消散的检测，使得反溢流控制效果更佳，且在一定程度上能够提高下游路段的通行效率。

技术领域

本发明属于城市道路交叉口信号控制技术领域，具体涉及一种基于双检测器的过饱和交叉口反溢流控制方法。

背景技术

交通溢流是指由于交通量过大、交通事故、路边违章停车等原因，导致排队车辆不断增加，最终排队超出路段长度，并占用上游交叉口的一种现象。交通溢流严重时会影响上游交叉口背交路段车辆的正常通行，如不及时加以有效控制，将会造成路口锁死，并逐渐蔓延至多个路段，导致整个路网处于瘫痪状态。

目前，国内对交通溢流的研究及实践尚不完善，当发生交通溢流现象时，主要通过交通警察进行现场临时疏导，需要耗费大量人力物力，无法实现最优的溢流控制，一定程度上降低了路段的交通运行效率。

检测器设置的位置决定反溢流控制的效果。以往研究中主要通过交通流量、交通密度等指标确定检测器的位置，因交通流量、交通密度随时间、空间变化较大且实际实施中难以测量，实施应用中多以工程经验确定检测器位置。

以往的研究中缺乏排队消散的检测，存在队尾车辆在溢流检测器周围小幅震荡且难以实现反溢控制回到定时控制的平滑过渡，实施反溢控制后可能导致交通流的震荡。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于双检测器的过饱和交叉口反溢流控制方法，如图2所示，交叉口B西进口直行方向发生溢流，车辆排队逐渐蔓延至上游交叉口A。本控制方法在溢流路段AB内共设置两组车辆检测器，1号检测器用于确定是否启动反溢流控制，2号检测器用于确定是否关闭反溢流控制，该检测器设置方案可保证反溢流控制关闭时路段内的排队车辆得到充分释放，有效避免了排队队尾始终围绕1号检测器小幅震荡。本发明可以有效的识别溢流和排队消散，能够平缓的消除交通溢流并在定程度上提高下游路段的通行效率。

本发明一种基于双检测器的过饱和交叉口反溢流控制方法，以过饱和交叉口为研究对象，交叉路口的相位按照图3所示的相位顺序进行切换，即东西直行、东西左转、南北直行、南北左转，具体通过如下4个部分实现：

1)确定1号检测器安装位置

如图4所示，车辆在过饱和状态下排队形成溢流的过程中可以简化成两种运行状态，一种是下游路口(路口B)车辆排队阻塞状态，另一种是车辆从上游交叉口(路口A)进入下游路段的缓行状态，该状态的车头间距可用饱和车头间距表示。

假定1号检测器位置距离交叉口A为L₁米。当车辆排队到达1号检测器位置时，为避免排队溢出启动反溢流控制，若此时切断交叉口A的绿灯，则1号检测器设置位置与交叉口A间的路段空间应能够容纳下该路段内正在行驶的车辆(即白车)和下一周期内自交叉口A南进口右转流入下游路段的车辆。依据车辆守恒定律可得：

根据上述等式可以推导出L₁的计算公式为：

式中：w为交叉口宽度；q_r为交叉口A南进口每周期右转进入车辆数均值；n为路段AB车道数；h_s0为车辆在交叉口饱和状态下的平均车头间距；h_s为停车状态下平均车头间距，实测均值为6.7m。