CN104978863A - 一种多维同步优化双向绿波控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维同步优化双向绿波控制方法，涉及交通控制领域，不仅能够最大限度提高各流向车道的利用率，而且能够适应不同流向的实时交通需求，具有较强的适应性。技术方案要点为：对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；获取双向绿波带；基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带。本发明主要用于交通绿波控制中。

Description

一种多维同步优化双向绿波控制方法

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种多维同步优化双向绿波控制方法。

背景技术

近几年来，随着经济水平的发展和城市化进程的加快，机动车保有量日益增多，城市干道交通负荷越来越大，交通供给与需求矛盾日益突出，城市交通拥堵问题日益严重。据不完全统计，中国每年因为交通拥堵造成的经济损失约为2000亿元，城市交通问题已成为国内外共同关注的焦点。作为城市交通的负荷主体，城市主干道担负着巨大的交通负荷，因此，如何提高城市主干道的通行能力，减少车辆的停车次数，降低停车延误就显得尤为重要。“绿波”是信号灯多点控制技术，即在一个区域或一条道路上实行统一的信号灯控制，将纳入控制范围的信号灯全部连接起来，通过计算机加以协调控制，使车流在干道上行驶的过程中，连续得到一个接一个的绿灯信号，畅通无阻地通过沿途所有交叉路口，“双向绿波”即双向交通信号协调控制，城市干道双向绿波协调控制作为一种主干道的交通管理与控制手段，是将干道上的多个交叉口以一定方式联结起来作为研究对象，同时对各个交叉口进行相互协调的配时方案设计，使得主干道上行驶的车辆可以获得尽可能不停顿的通行权或最小的行车延误，从而降低车辆的行车延误，减少车辆的频繁启动和制动，在实际应用中取得了良好的社会、经济效益。

现有常用的双向绿波控制方法有很多，如数解法、图解法等。其中，数解法是通过数值计算的方法来寻找系统中各实际信号距离理想信号的最大挪移量和最小相位差，来获得最优控制方案；图解法是在时间—距离图上通过几何的方法，来得到协调控制系统的公共信号与相位差。

在上述双向绿波控制方法中，一般都是用于干道进口直行方向采用对称放行的干道交叉口群或相位方案已经确定的情况，无法对相位方案和相位差方案同步优化，致使车道利用率低，无法适应不同流向的实时交通需求，适应性差。

发明内容

本发明的实施例提供的一种多维同步优化双向绿波控制方法，不仅能够最大限度提高各流向车道的利用率，而且能够适应不同流向的实时交通需求，具有较强的适应性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明第一方面提供一种多维同步优化双向绿波控制方法，包括：

对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；

根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；

获取双向绿波带；从所述待控制路段的起点出发，获取正向绿波带；以所述关键交叉口作为所述正向绿波带与反向绿波带的交点，获取反向绿波带；

基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述的多维同步优化双向绿波控制方法，还包括：

根据实时交通情况，对所述五维优化后的所述双向绿波带进行再优化。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述的多维同步优化双向绿波控制方法，还包括：

基于已获取的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带，对所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述的多维同步优化双向绿波控制方法，获取双向绿波带的方法，包括：

图解法、数解法、Maxband法和Multiband法。

本发明实施例提供的一种多维同步优化双向绿波控制方法，包括：对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；获取双向绿波带；基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带，相比于现有技术，本发明不仅能够最大限度提高各流向车道的利用率，而且能够适应不同流向的实时交通需求，具有较强的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例1中一种多维同步优化双向绿波控制方法流程图；

图2为本发明实施例2中一种多维同步优化双向绿波控制方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种多维同步优化双向绿波控制方法所获得的双向绿波结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种多维同步优化双向绿波控制方法，如图1所示，包括：

101、对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果。

其中，本发明对待控制路段不做任何的限制，待控制路段可根据实际需要进行选取确定。对待控制路段进行交通调查，主要包括待控制路段中各交叉口的交通信号控制现状、待控制路段的道路现状、交叉口间距、路段车速、待控制路段及各交叉口的流量、行人和非机动车干扰情况等的调查，相应地，获取的交通调查结果中包含上述交通调查的每一项调查结果。

102、根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向。

103、获取双向绿波带；从所述待控制路段的起点出发，获取正向绿波带；以所述关键交叉口作为所述正向绿波带与反向绿波带的交点，获取反向绿波带。

其中，本发明实施例对获取双向绿波带的具体方法不做任何的限制，即能够获取正向绿波带，和/或，反向绿波带的方法都在本发明的保护范围之内。

104、基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带。

其中，周期、绿信比、相位差、相位和相序等参数是根据交通调查结果获取的，周期为关键交叉口的流量等参数进行计算所得，例如：Webster方法，周期单位为秒，其中关键交叉口一般为绿波协调干道沿线交通需求最大的路口，即信号周期需求最大的路口。绿信比为根据实际需要设定的带宽值，其单位为百分比。相位差是根据交叉口间距除以绿波带速得到，其单位为秒。其中，交叉口间距(单位：米)根据实际测量得到，绿波带速(单位：km/h)根据实际跑车数据统计调查得到。相位是待控制路段中各路口现状相位，一般为对称式放行相位。相序默认为协调方向直行、协调方向左转、相交方向直行、相交方向左转，如果现状相交方向无左转相位则相交方向直行与左转合并为一个相位。

本发明实施例提供的一种多维同步优化双向绿波控制方法，包括：对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；获取双向绿波带；基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带，相比于现有技术，本发明不仅能够最大限度提高各流向车道的利用率，而且能够适应不同流向的实时交通需求，具有较强的适应性。

实施例2

本发明实施例提供一种多维同步优化双向绿波控制方法，如图2所示，包括：

201、对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；

202、根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；

203、获取双向绿波带；从所述待控制路段的起点出发，获取正向绿波带；以所述关键交叉口作为所述正向绿波带与反向绿波带的交点，获取反向绿波带；

其中，本发明实施例对获取正向绿波带以及反向绿波带的具体方法不做任何的限制，一般地，可通过图解法、数解法、Maxband法和Multiban等方法，获取正向绿波带以及反向绿波带。

204、基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带。

此处需要说明的是:本发明对正向绿波带、反向绿波带的优化不止为周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，也可根据实际需要进行其他参数的优化，例如：对正向绿波带，和/或，反向绿波带进行周期、绿信比、相位差、相位和绿信比六维同步优化，以便获取更加优化的绿波带。

205、根据实时交通情况，对所述五维优化后的所述双向绿波带进行再优化。

其中，由于交通情况是时刻变化的，基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，获取的带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的双向绿波带，可进一步根据实时交通情况，对其进行再优化，以便获取的双向绿波带更好地适应当前的交通情况。

206、基于已获取的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带，对所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带。

具体的，以下本发明实施例将以一段待控制路段、图解法获取绿波带为例进行简单的说明。

例如：待控制路段为兴宁路到通途路段，期间经过百丈东路、中山东路、宁穿路、惊驾路、民安路，通过对该路段进行交通调查，确定关键交叉口为惊驾路第二个路口，从起点开始利用图解法获取正向绿波带，以惊驾路第二个路口为正向绿波带与反向绿波带的交点，获取反向绿波带；基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带；进一步的，根据实时交通情况，如：实时路口人流量、车流量等，对所述五维优化后的所述双向绿波带进行再优化，如图3所示，图中纵轴较深线段为每个路口的绿灯时间，两条平行线段组成的从起点开始的线带为再优化后正向绿波带，另一条由两条平行线组成的线带为再优化后反向绿波带。

此处需要说明的是：本发明在保持相位和相序方案不变的情况下，能够将平峰方案转换为高峰方案，或，将高峰方案转换为平峰方案。

本发明实施例提供的一种多维同步优化双向绿波控制方法，包括：对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；获取双向绿波带；基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带，相比于现有技术，本发明不仅能够最大限度提高各流向车道的利用率，而且能够适应不同流向的实时交通需求，具有较强的适应性。

进一步的，本发明能够根据实时交通情况，对所述五维优化后的双向绿波带进行再优化，使获取的双向绿波带更好地适应当前的交通情况，进一步提高了用户的体验。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种多维同步优化双向绿波控制方法，其特征在于，包括：

对待控制的路段进行交通调查，获取交通调查结果；

根据所述交通调查结果，确定交通需求最大的路口为关键交叉口、确定交通流量最大的方向为绿波正向、确定所述正向的反方向为绿波反向；

获取双向绿波带；从所述待控制路段的起点出发，获取正向绿波带；以所述关键交叉口作为所述正向绿波带与反向绿波带的交点，获取反向绿波带；

基于已获取的双向绿波带，对其进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述双向绿波带。

2.根据权利要求1所述的多维同步优化双向绿波控制方法，其特征在于，还包括：

根据实时交通情况，对所述五维优化后的所述双向绿波带进行再优化。

3.根据权利要求1或2所述的多维同步优化双向绿波控制方法，其特征在于，还包括：

基于已获取的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带，对所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带进行周期、绿信比、相位差、相位和相序的五维同步优化，以便获取带宽拓展能力最强和单放路口数量最少的所述正向绿波带，和/或，所述反向绿波带。

4.根据权利要求1所述的多维同步优化双向绿波控制方法，其特征在于，获取双向绿波带的方法，包括：

图解法、数解法、Maxband法和Multiband法。