[发明专利]考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法

权利要求书

1.一种考虑道路运行速度与交叉口交通状态的干线协调控制方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)、根据交叉口距离，计算得到各交叉口沿干线上下行方向的偏移距离，结合道路实际运行速度，得到沿干线方向直行绿灯的偏移时长，即错开放行时间；

错开放行时间定义为：交叉口沿干线直行上下游方向绿灯启亮时刻的差值；

(2)、根据各干线交叉口流量与流向特征，计算各交叉口信号周期时长，确定关键交叉口及其信号周期时长；

(3)、根据各交叉口的流量与关键周期时长，结合进口车道通行能力，计算各交叉口各转向的最小有效绿灯时长；

(4)、根据关键周期时长和各交叉口各转向最小有效绿灯时长，并结合错开放行时间，对各交叉口的相位方案以及信号配时进行设计调整；

(5)根据相临交叉口长度与道路实际运行速度，计算各交叉口相位差；根据干线方向的最小有效绿灯时长与关键周期时长计算绿波带宽度；通过各交叉口的相位差、绿波带宽参数，对相位方案进行评价；

定义车辆运行下游方向为正方向；步骤(1)中，各交叉口的沿干线方向的偏移距离可采用如下公式求解：

L_j表示第j个交叉口的沿干线方向的偏移距离，单位m；

x_j表示第j-1个交叉口与第j个交叉口的距离，单位m；

i表示交叉口编号；

n表示干线协调交叉口个数；

当L_j0时，表示此时上游方向先于下游车辆到达，此时上游方向直行绿灯应提前启亮；同理，当L_j0时，下游方向直行绿灯应提前启亮；

沿干线方向直行绿灯的错开放行时间可采用如下公式计算：

n为整数，

即

△t—错开放行时间，s；

C—各交叉口公共周期时长，s；

L_j—表示第j个交叉口的沿干线方向的偏移距离，m；

V—道路车辆运行速度，m/s；

当△t≥0时，此时上游方向直行绿灯应提前启亮，△t≤0时，下游方向直行绿灯应提前启亮；

步骤(2)中，根据交叉口流量与流向特征，采用韦伯斯特最佳信号周期时长计算各交叉口周期时长，计算公式如下：

Co—交叉口周期时长，s；

L—全部关键车流总的绿灯损失时间，s；

Y—全部关键车流总的交通流量比；

根据上述公式计算得到的交叉口周期时长，取周期时长Co最大的交叉口为关键交叉口，关键交叉口的周期时长即为干线协调的关键周期时长C；

根据交叉口流向流量特征以及得到关键周期时长C，通过如下公式计算各转向最小有效绿灯时间：

g_i表示第i个相位有效绿灯时长，s；

q_i表示第i个相位的关键车流量，pcu/h；

N_i表示第i个相位关键车流量所在转向的车道数；

S_i表示第i个相位关键车流量所在进口道的通行能力，pcu/h；

结合步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)进行相位方案设计；根据错开放行时间和关键交叉口周期时长，在保证交叉口能够满足通行能力的基础上进行相位方案设计以及信号配时调整；该相位方案设计需满足各交叉口的通行需求，保证交叉口能够满足通行能力；

步骤(5)中，根据相位方案，计算各交叉口的相位差、绿波带宽参数，对相位方案进行评价；相位差为相邻两个交叉口沿着车辆前进方向绿灯启亮的差值，为一个小于周期长度的非负数值，计算方法如下：

△T_i表示相邻交叉口的相位差，s；

C表示干线协调的关键周期时长，s；

x_i表示相邻交叉口间距，m；

V表示道路车辆运行速度，m/s；

n为整数。