一種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及智能交通信號系統控制技術領域，具體為一種變周期下的道路交叉口 間的信號協調控制方法。
【背景技術】
[0002] 在城市交通中，交通干線承擔了大量的交通負荷，干線的交通暢通對改善城市交 通狀況往往具有很大作用。交叉口信號間的協調優化，使得交通流在交叉口處遇到綠燈信 號而不需停車等待，形成道路雙向交通流的"綠波帶"，從而極大地改善交通擁堵現象。
[0003] 目前，城市干線道路上交叉口間的信號協調控制方案都是采用固定的信號周期， 各交叉口的信號控制周期和方案不能及時根據交通流量的變化實時調整，導致交叉口的各 相位綠燈時間也不能及時地根據綠信比進行調整來滿足交通流的變化。現有的干線協調 控制方法在制定協調控制方案時，通常對全天24小時劃分若干時段，通過設定固定的時間 點對干線的信號協調控制方案進行更換，以實現信號控制周期和方案適應交通流變化的目 的，未能實現實時地根據交通流量的變化來自動調整干線協調控制方案。
[0004] 而在不同信號周期的協調控制方案轉換過程中，為實現控制方案盡快運行到位， 各交叉口的信號周期須根據各品牌的交通信號控制機內的固定算法進行調整，來實現信號 控制的周期、相位差達到指定的數值，從而實現干線的協調控制；此過程均需持續幾個信號 周期，各交叉口的信號控制方案不能根據不同的交叉口交通流量情況進行個性化地優化調 整，在其過程中，可能會對個別交叉口的交通運行狀況產生消極的影響，出現綠燈時間浪費 或排隊過長的現象。
[0005] 因此，現有干線交叉口信號協調控制方法不能很好地根據交通流量的變換對交通 信號控制的周期和方案進行實時地、靈活地優化調整，信號協調控制方案的控制效果還有 進一步提升的空間；同時，在不同的信號協調控制方案的變換過程需要持續一定的時間， 期間的信號控制方案未能很好地適應交通流的情況，易出現綠燈時間浪費或排隊過長的現 象。

【發明內容】

[0006] 本發明提供了一種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法，其能解決現有 干線交叉口信號協調控制方法存在的不能很好地根據交通流量的變換對交通信號控制的 周期、方案和相位差進行實時地、靈活地優化調整，及不同信號協調控制方案切換過程中可 能出現綠燈時間浪費或排隊過長現象的缺陷，提高干線綠波協調控制的效果。
[0007] -種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法，其特征在于：其包括以下步 驟
[0008] (1)選擇協調方向起始端的交叉口為相位差的起始基準點，并對所述起始基準點 的下游協調方向上的其他交叉口依次編號；
[0009] (2)采集所述協調方向上各交叉口的交通流量數據，并根據所述交通流量數據計 算各交叉口的權重值Q1;
[0010] (3)根據所述交通流量數據計算單點控制模式下各交叉口的最佳信號周期T1和綠 信比Ic1，根據所述各交叉口的權重值Q1，采用加權法計算干線交通信號協調控制方案的公 共周期值T&;
[0011] (4)計算所述公共周期值T&與原公共周期值Tg之間的差值的絕對值I ΔΤ|，若所 述I A T I < Τ。則重復所述步驟（2)、（3)直至所述I Δ T I彡Τ。，其中Τ。彡4,當所述I Δ T I彡Τ。 則將所述協調方向上沿線各交叉口的交通信號控制周期統一執行所述公共周期T&，并計 算各交叉口在協調控制模式下的交通信號控制配時方案；
[0012] (5)計算各相鄰交叉口間的相對相位差值y1;
[0013] (6)結合所述公共周期T&和所述各相鄰交叉口間的相對相位差值yi，計算各相鄰 交叉口間的絕對相位差值Y1;
[0014] (7)根據所述步驟（4)得到的所述各交叉口在協調控制模式下的交通信號控制方 案和所述步驟（6)得到的所述絕對相位差值Y1，制定干線交通信號協調控制方案；
[0015] (8)從所述相位差的起始基準點開始，按照所述各相對相位差值yi的時間間隔，所 述各交叉口依次執行所述步驟（7)所得到的干線交通信號協調控制方案。
[0016] 進一步的，所述步驟（2)采集的所述協調方向上各交叉口的交通流量數據包括所 述各交叉口的上一周期的各流向交通流量、總交通流量H1、道路通行能力C1、以及車輛到達 率D1的時間變化曲線；
[0017] 所述步驟（2)權重值Q1的計算方法是
[0018] 進一步的，所述步驟（4)中所述各交叉口在協調控制模式下的交通信號控制配時 方案是根據所述各交叉口在單點控制模式下的最佳信號周期T1和綠信比k i計算確定。
[0019] 進一步的，所述步驟（5)中各相鄰交叉口間的相對相位差值yi的計算過程為，由 所述協調方向上車輛到達率時間變化曲線，結合協調方向的綠燈時間h和車輛到達率 D1，確定在協調相位的綠燈時間h內到達的車輛數最大時本交叉口協調相位綠燈開始時間 點相對上游交叉口協調方向綠燈開始時間點的相對相位差值Y1，即各相鄰交叉口間的相對 相位差值yi。
[0020] 進一步的，所述步驟（6)中各相鄰交叉口間的絕對相位差值Y1的計算過程為，計 算從所述相位差的起始基準點沿協調方向至該交叉口的相對相位差值的合計值Σ yi，再將 所述合計值Σ yi對所述公共周期值T &取余，即為該交叉口的絕對相位差值I。
[0021] 進一步的，所述步驟（8)中新的交通信號協調控制方案的開始執行時間是按照所 述相對相位差值時間間隔依次執行。
[0022] 本發明一種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法，其通過實時監測協調 方向上各交叉口的交通流運行狀態、實時優化調整城市干線交通信號協調控制方案、實現 干線交通信號協調控制方案快速適應交通流的變化，從而提高交叉口的綠燈利用率，有效 解決了現有干線交叉口信號協調控制方法存在的不能很好地根據交通流量的變換對交通 信號控制的周期和方案進行實時地、靈活地優化調整，及信號協調控制方案轉換過程中可 能出現的綠燈時間浪費或排隊過長現象的缺陷，提高干線綠波協調控制的效果。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明一種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法的控制流程示 意圖。
【具體實施方式】
[0024] 見圖1，一種變周期下的道路交叉口間的信號協調控制方法，其包括以下步驟：
[0025] (1)選擇協調方向起始端的交叉口為相位差的起始基準點，該交叉口的絕對相位 差值設為〇,交叉口編號i = 1，順沿協調方向其他交叉口的編號i = 2, 3, 4,……，n。
[0026] (2)采集所述協調方向上各交叉口的各流向交通流量、總交通流量H1、道路通行能 力C1、以及車輛到達率D1的時間變化曲線等交通流量數據，并根據所述交通流量數據計算 各交叉口的權重值
[0027] (3)采用HCM法計算每個交叉口在采用單點控制模式下的最佳信號周期T1和綠信 比ki;
[0028] 結合每個