[发明专利]一种面向单点瓶颈的上游区域信号控制参数优化方法

摘要

本发明公开了一种面向单点瓶颈的上游区域信号控制参数优化方法，该方法是通过精确描述区域内部节点交通状态的时空关联特性，合理调节上游节点的信号配时参数，从区域层面消散路段瓶颈，具体步骤如下：建立车流贡献率模型，通过设定的阈值确定调控车流与控制区域；再计算原控制方案下的驶入驶离流率差值；计算初始排队所需的上下游输入能力总调解量；将总调解量分配；调节车流绿信比，最终获得瓶颈控制方案。本发明方法基于瓶颈路段上游流率，综合考虑多种交通流参数，自动识别瓶颈车流并实时对瓶颈相关交叉口进行控制，能快速有效解决瓶颈拥堵情况，且易于工程实现。

主权项

1.面向单点瓶颈的上游区域信号控制参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：c1、建立车流贡献率表达模型，通过预先设定的贡献率阈值及饱和度阈值确定调控车流与控制区域；c2、以调控车流上游驶入流率和驶出流率，理想消散时间和消散比例为基准确定上游应承担总调节量；c3、根据上游路径数量，计算每条路径承担的调节量；c4、结合调控车流路段信息，确定调控车流所对应相位的绿信比调节量；c5、根据方案下发时刻与当前周期运行状态，形成最终瓶颈控制方案；所述的步骤c1为分析上游交通流对瓶颈路段的影响，利用预先设定的阈值确定瓶颈控制区域，详细步骤如下：针对整个城市路网或控制区域，其所包含的路段集合可用N来表示，N＝{n1,n2,…,nm}，其中，m为路段个数，i和j分别表示路段ni和nj的车流；城市路网中的车流按其所处空间位置的不同，分为路段车流和进口道转向车流两类；令表示相邻路段ni和nj之间的有向连接边，则区域所有进口道转向车流的集合可表示为：L＝{li,j|li,j＝,i,j＝1,2,…,m}针对路段ni和nj而言，上游车流的驶入对下流车流负荷度的贡献率可表示为：式中，Ijin为车流j的上游交叉口所有输入车流的集合；αi,j为路段车流i对车流j的影响率；qi,j为车流i驶入车流j的流率，也即转向车流li,j的流率；路径是由一系列路段前后连接而成，如果前后两条路段ni和nj同时属于路径k，则车流li,j也属于路径k；假设车流i与车流j之间共存在K条路径，则i车流通过路径k对车流j的负荷度影响率近似用下式估计：车流i对车流j的总贡献率为某一车流是否能够作为瓶颈路段车流的调控车流取决于两个因素：1)该车流与瓶颈车流之间的贡献率是否大于其阈值ηu,max；2)针对上游“限流”车流，待选车流本身的饱和度是否低于某一阈值xu,max；当上述两个条件同时得以满足时，该车流方可作为调控车流，且该车流所在的交叉口纳入瓶颈控制区域；若某上流车流的影响率为ηu，则其含义为该车流释放流率每减少ωu，瓶颈路段车流的驶入流率便减少ηuωu；ηu,max和xu,max是瓶颈控制区域确定过程中的重要参数，根据实际情况预先设置；所述的步骤c5具体如下：车流i代表上游瓶颈相关车流，且其相位绿信比调节量△λi,s，则瓶颈相位绿灯执行时间为：g'i,s＝(λi,s‑Δλi,s)Ci,s式中，g’i,s为瓶颈控制方案中车流i所对应的相位绿灯时长；λi,s为i所对应相位的原方案绿信比；Ci,s为i车流所对应路口的瓶颈控制方案周期时长；c51若下发时刻未至结束时刻若下发时刻t0，当前周期尚未运行至瓶颈相位在瓶颈控制方案中的结束时刻tb，即t0t0>tb，Tb为原相位绿灯结束时刻，则本相位绿灯直接截停，剩余时间补全红，从瓶颈相位的下一相位开始运行瓶颈控制方案；c53若下发时刻瓶颈相位已结束若下发时刻，当前周期瓶颈相位已运行结束，则当前周期的控制方案保持不变，下周期开始执行瓶颈方案。