[发明专利]一种基于宏观基本图的区域瓶颈控制的方法

摘要

本发明提供了一种基于宏观基本图的区域瓶颈控制的方法。本发明包括根据城市土地利用确定控制区域和边界控制点；利用路段断面数据构建宏观基本图；基于宏观基本图判别区域拥挤情况，若状态指标超过预先设定的阈值，则触发区域瓶颈控制；根据区域状态和宏观基本图中最优状态进行反馈控制，调整进入区域的交通量，进而确定控制相位的绿信比。本发明在于缓解城市区域的交通拥堵问题，通过减少区域需求来提高城市重点区域或敏感区域的交通通行效率。

主权项

1.一种基于宏观基本图的区域瓶颈控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：c1、根据城市土地利用和交通状态，确定城市拥堵区域和边界控制交叉口；c2、根据一个月的区域内路段断面检测器历史数据构建区域宏观基本图，确定触发和结束状态点；c3、通过路段检测器判断区域拥堵情况，如果状态指标达到预先设定的阈值，则触发区域瓶颈控制；c4、根据区域状态和宏观基本图中的最优状态的偏差，确定控制点的压缩交通量，从而确定控制相位绿信比；c5、判别是否结束区域瓶颈控制，若满足结束控制阈值则结束区域瓶颈控制；步骤c2的过程包括c21、设断面检测数据格式为(q,o,v)，其中q为流量，o为占有率，v为速度，计算单面单车道的流量与密度，计算如下：式中q_ij，k_ij，o_ij分别为路段j车道i的流量、密度、占有率，q_j，k_j分别为路段j流量、密度，s为有效车身长度；c22、计算区域加权流量和密度时，认为同一路段的权重相同，区域加权流量和密度计算如下：q^w，k^w为区域路网加权平均流量、加权平均密度，l_j，n_j路段j的长度和车道数；c23、通过c21和c22步骤计算，绘制宏观基本图，即区域内加权流量与加权密度的关系图，最高点作为触发和结束状态点，该点对应密度为密度的阈值，记为k_c；步骤c3的过程包括：c31、计算当前区域内的加权密度k^w’：式中，k_ij，o_ij路段j车道i的密度、占有率，k_j：路段j密度，s：有效车身长度，l_j，n_j路段j的长度和车道数；c32、计算流入流出比区域边界检测到的所有节点的流入量和流出量的比值式中，θ为区域流入流出比；q_in，q_out检测区域总流入量和总流出量；c33、当当前区域内的加权密度k^w’和区域流入流出比θ连续N个间隔内都大于阈值k_c，触发区域瓶颈控制；步骤c4的过程包括c41、确定压缩进入区域的交通量，利用反馈控制不断调节进入区域的交通量；q_in(t+1)＝q_in(t)+K_I[k_c‑k^w(t)]‑K_P[k^w(t)‑k^w(t‑1)]Δq＝q_in(t+1)‑q_in(t)式中，q_p表示控制点相位流入交通量；Δq为需压缩的交通流量；q_in(t)表示第t个间隔检测进入控制区域流量换算成平均每车道进入区域的交通量；k^w(t)表示第t个间隔时区域加权密度；k_c‑k^w(t)表示控制量需修正偏差，当区域内的交通流状态越差，该值越大，需要减少进入的交通量越多；K_I，K_P都为非负参数；c42、计算控制相位绿信比压缩比例；控制点绿灯时间以饱和流率释放，所以压缩比例取与流量压缩比例相同，则式中，γ：绿信比压缩比例；c43、确定控制相位绿信比为：λ_p(t+1)＝(1‑γ)λ_p(t)式中，λ_p：相位p的绿信比；步骤c5的过程包括：根据步骤c2和c3计算得结束区域瓶颈控制阈值k_c和进行过区域瓶颈控制后的区域加权密度k^w，若k^w<k_c，结束区域瓶颈控制。