CN105118311A - 两相位信号交叉口干线协调控制方法 - Google Patents

两相位信号交叉口干线协调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了两相位信号交叉口干线协调控制方法，其能解决现有因双向绿波控制效果差而导致的绿灯时间浪费、相交道路车辆积压的问题。其包括以下步骤，（1）根据总体控制策略，划定信号协调控制区域；（2）获取信号协调控制区域内两相位交叉口与干线上游交叉口、下游交叉口之间的相位差、两相位交叉口协调相位的最小绿灯时间t协小以及非协调相位的最小绿灯时间t非协小；（3）确定协调控制方案的公共周期T公；（4）确定常规交叉口的信号配时方案并确定绿波协调的绿波带宽t带；（5）判断两相位交叉口的绿波带是否设置在同一个信号周期内；（6）确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案；（7）确定信号协调控制区域的协调控制方案。

Description

两相位信号交叉口干线协调控制方法
技术领域
本发明涉及城市道路交通控制领域，尤其是涉及智能交通信号系统控制技术领域，具体为两相位信号交叉口干线协调控制方法。
背景技术
在城市交通中，交通干线承担了大量的交通负荷，干线的交通畅通对改善城市交通状况往往具有很大作用。交叉口信号间的协调优化，使得交通流在交叉口处遇到绿灯信号而不需停车等待，形成道路双向交通流的“绿波带”，将极大地改善交通拥堵现象。
目前，城市干线道路上信号控制的支路交叉口绝大多数采用两相位信号控制，在制定信号协调控制方案时，一般选用公共周期的一半作为其信号控制周期，但是由于支路交叉口与上下游交叉口的间距往往较近，导致两相位交叉口每两个周期才能走通一个绿波，一般只能实现单方向的协调控制，而反方向会有一定的积压排队；同时，下一个周期的协调相位绿灯时间只有反方向的车辆通行，协调方向的车辆基本在上一周期已经通行，在此周期内的绿灯时间浪费较多；而且，由于每个周期内都需要重点考虑主线方向的绿灯时间，相交道路上的放行绿灯时间较多，往往会造成一定程度的车辆积压。
因此，现有的两相位信号交叉口干线协调控制方法不能很好地实现双向绿波控制，同时会造成一定的绿灯时间浪费，及相交道路的排队积压。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了两相位信号交叉口干线协调控制方法，其能解决现有控制方法存在的因双向绿波控制效果差而导致的绿灯时间浪费、相交道路车辆积压的问题。
两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：其包括以下步骤，
步骤1，根据总体控制策略，划定信号协调控制区域；
步骤2，获取所述信号协调控制区域内两相位交叉口B与干线上游交叉口A、下游交叉口C之间的相位差、两相位交叉口协调相位的最小绿灯时间t协小以及非协调相位的最小绿灯时间t非协小，其中干线上游交叉口A与两相位交叉口B的相位差为t12，两相位交叉口B到下游交叉口C之间的相位差为t23，下游交叉口C到两相位交叉口B的相位差为t32，两相位交叉口B到上游交叉口A的相位差为t21；
步骤3，确定协调控制方案的公共周期T公；
步骤4，确定所述干线上游交叉口A、下游交叉口C的信号配时方案并确定绿波协调的绿波带宽t带，所述绿波协调的绿波带宽t带为沿线交叉口控制方案的协调相位绿灯时间的最小值；
步骤5，判断两相位交叉口B的两个方向的绿波带是否设置在同一个信号周期内；
步骤6，根据所述步骤5的判断结果确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案；
步骤7，确定所述信号协调控制区域的协调控制方案。
其进一步特征在于：
所述步骤3中的协调控制方案的公共周期T公为所述信号协调控制区域内干线各叉口之间的相位差之和，即T公=t12+t23+t32+t21；
所述步骤5的判断，当协调相位起点间的时间差值大于等于所述协调相位的最小绿灯时间t协小、所述绿波协调的绿波带宽t带以及2倍的所述非协调相位的最小绿灯时间t非协小的总和，即满足t23+t32≥t协小+2t非协小+t带，则两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内，否则该两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在两个不同的信号周期内；
所述步骤6的具体方法，采用HCM方法确定两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4并判断所述两个周期内各相位绿灯时间是否满足最大绿灯、最小绿灯时间要求，若满足最大绿灯、最小绿灯时间要求则确定该两相位交叉口的两个周期的信号配时方案，否则调整该两相位交叉口的两个周期内各相位绿灯时间，其中s1是第一周期的第一个相位绿灯时间，s2是第一周期的第二个相位绿灯时间，s3是第二周期的第一个相位绿灯时间，s4是第二周期的第二个相位绿灯时间。
本发明两相位信号交叉口干线协调控制方法，其根据交叉口间相位差的大小，综合考虑干线和相交道路的交通运行特点，在保证两个信号周期的总和为公共周期的前提下，分别制定两个数值大小不同的信号周期，从而通过合理分配绿灯时间来实现两相位交叉口与上、下游交叉口间的双向绿波协调，有效提高道路通行能力和通行速度，降低主线及相交道路的车辆排队长度和延误、提高通行效率。
附图说明
图1为本发明两相位信号交叉口干线协调控制方法的控制流程图；
图2为本发明中两相位交叉口两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内的时距图；
图3为本发明中两相位交叉口两个方向的绿波带设置在两个不同信号周期内的时距图。
具体实施方式
见图1、图2和图3，本发明两相位信号交叉口干线协调控制方法，包括以下步骤，
步骤1，根据总体控制策略，划定信号协调控制区域；
步骤2，获取信号协调控制区域内两相位交叉口B与干线上游交叉口A、下游交叉口C之间的相位差、两相位交叉口协调相位的最小绿灯时间t协小以及非协调相位的最小绿灯时间t非协小，其中，上游交叉口A到两相交叉口B的相位差为t12,两相交叉口B到下游交叉口C的相位差为t23，下游交叉口C到两相位交叉口B的相位差为t32,两相位交叉口B到上游交叉口A的相位差为t21；
步骤3，确定协调控制方案的公共周期T公，协调控制方案的公共周期T公为信号协调控制区域内干线各叉口之间的相位差之和,即T公=t12+t23+t32+t21；
步骤4，确定干线上游交叉口A和下游交叉口C的信号配时方案并确定绿波协调的绿波带宽t带，绿波协调的绿波带宽t带为沿线交叉口控制方案的协调相位绿灯时间的最小值；
步骤5，判断两相位交叉口的绿波带是否设置在同一个信号周期内：当协调相位起点间的时间差值大于等于所述协调相位的最小绿灯时间t协小、所述绿波协调的绿波带宽t带和2倍的所述非协调相位的最小绿灯时间t非协小的总和，即t23+t32≥t协小+2t非协小+t带，则两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内，否则该两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在两个不同的信号周期内；
步骤6，根据步骤5的判断结果确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案：
当两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内，采用HCM方法确定两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4，判断两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4是否满足最大绿灯、最小绿灯时间要求，即若t带≤s1≤t12+t21+t带、t非协小≤s2≤T公-2t协小-t非协小、t协小≤s3≤T公-t协小-2t非协小、t非协小≤s4≤T公-2t协小-t非协小,则根据两个周期内的各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案，否则调整两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4直至满足最大绿灯、最小绿灯时间要求；
当两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在两个不同的信号周期内，采用HCM方法确定两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4，判断两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4是否满足最大绿灯、最小绿灯时间要求，即若t带≤S1≤t12+t23+t32-t非协小;t带≤S3≤T公-t协小-t非协小-t带;S2≥t非协小；S4≥t非协小，则根据两个周期内的各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案，否则调整两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4直至满足最大绿灯、最小绿灯时间要求；
其中s1是第一周期的第一个相位绿灯时间，s2是第一周期的第二个相位绿灯时间，s3是第二周期的第一个相位绿灯时间，s4是第二周期的第二个相位绿灯时间。
步骤7，结合两相位交叉口B两个周期的信号配时方案以及上游交叉口A、下游交叉口C的信号配时方案及相位差确定三个交叉口间的协调控制方案。

Claims (6)

1.两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：其包括以下步骤，
步骤1，根据总体控制策略，划定信号协调控制区域；
步骤2，获取所述信号协调控制区域内两相位交叉口B与干线上游交叉口A、下游交叉口C之间的相位差、两相位交叉口协调相位的最小绿灯时间t协小以及非协调相位的最小绿灯时间t非协小，其中干线上游交叉口A与两相位交叉口B的相位差为t12，两相位交叉口B到下游交叉口C之间的相位差为t23，下游交叉口C到两相位交叉口B的相位差为t32，两相位交叉口B到干线上游交叉口A的相位差为t21；
步骤3，确定协调控制方案的公共周期T公；
步骤4，确定所述干线上游交叉口A、下游交叉口C的信号配时方案并确定绿波协调的绿波带宽t带，所述绿波协调的绿波带宽t带为沿线交叉口控制方案的协调相位绿灯时间的最小值；
步骤5，判断两相位交叉口B两个方向的的绿波带是否设置在同一个信号周期内；
步骤6，根据所述步骤5的判断结果确定两相位交叉口两个周期的信号配时方案；
步骤7，确定所述信号协调控制区域的协调控制方案。
2.根据权利要求1所述的两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：所述步骤3中的协调控制方案的公共周期T公为所述信号协调控制区域内干线各叉口之间的相位差之和，即T公=t12+t23+t32+t21。
3.根据权利要求1所述的两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：所述步骤5的判断，当协调相位起点间的时间差值大于等于所述协调相位的最小绿灯时间t协小、所述绿波协调的绿波带宽t带以及2倍的所述非协调相位的最小绿灯时间t非协小的总和，则两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内，否则该两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在两个不同的信号周期内。
4.根据权利要求3所述的两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：所述步骤6的具体方法，采用HCM方法确定两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4并判断所述两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4是否满足最大绿灯、最小绿灯时间要求，若满足最大绿灯、最小绿灯时间要求则确定该两相位交叉口的两个周期的信号配时方案，否则调整该两相位交叉口的两个周期内各相位绿灯时间，其中s1是第一周期的第一个相位绿灯时间，s2是第一周期的第二个相位绿灯时间，s3是第二周期的第一个相位绿灯时间，s4是第二周期的第二个相位绿灯时间。
5.根据权利要求4所述的两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：当所述两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在同一个信号周期内，所述两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4应满足最大绿灯、最小绿灯时间要求为t带≤s1≤t12+t21+t带、t非协小≤s2≤T公-2t协小-t非协小、t协小≤s3≤T公-t协小-2t非协小、t非协小≤s4≤T公-2t协小-t非协小。
6.根据权利要求4所述的两相位信号交叉口干线协调控制方法，其特征在于：当所述两相位交叉口的两个方向的绿波带设置在两个不同的信号周期内，所述两相位交叉口两个周期内各相位绿灯时间s1、s2、s3、s4应满足最大绿灯、最小绿灯时间要求为t带≤S1≤t12+t23+t32-t非协小;t带≤S3≤T公-t协小-t非协小-t带;S2≥t非协小；S4≥t非协小。
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