CN105788298B - 一种双向绿波控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及交通控制领域，特别涉及一种双向绿波控制的方法及装置，用以解决目前采用静态绿波的方式实现双向绿波的方案不能很好地适应道路实际交通情况的问题。该方法包括：根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、理想绿灯起始时间、路口的相位差确定目标干道总绿波带宽获得率；确定目标干道是否达到双向绿波；若达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。这种技术方案由于能够周期性更新每个路口的参数信息，从而能够根据达到双向绿波时总绿波带宽获得率对应的参数信息动态地对目标干道上的红绿灯进行设置，因此能更好地适应道路实际交通的情况。

Description

一种双向绿波控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及交通控制领域，特别涉及一种双向绿波控制的方法及装置。

背景技术

城市交通在经济和社会发展中起着重要的作用，特别是城市中心区的交通，其运行效率的提高，可以带来巨大的经济效益和社会效益。仅仅依靠增加道路建设并不能很好地解决交通需求与道路设施之间的矛盾，特别是在城市中心区，路网密度已经相当大，不可能再进行大规模的道路建设来增加路网的容量。科学的交通管理与控制是充分发挥路网通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。合理的交通信号控制可以将城市路网中有限的时间和空间资源有效地分配给各个走向的交通流，达到提高城市路网运行效益的目的。

交叉口的平均停车率指的是每辆车的平均停车次数，停车次数直接反映出延误的大小，而车辆减速停车和逐渐加速，会造成很大的绿灯时间损失，减少停车有利于提高道路通行能力，同时，也能够减少燃油的消耗以及尾气的排放。协调绿波模型的设计目标就是减少车辆停车次数，计算车辆通过某一路段的时间，再对各个路口的红绿灯信号进行协调，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。

现有技术中，通常采用静态绿波的方式实现双向绿波，如采用固定的绿信比，通过优化路口的相位差以及相位的绿灯起始时间来实现双向绿波，当干道中的车流量发生变化时，则将导致实际的道路交通情况变差，不能很好地适应道路实际交通的情况。

综上所述，目前采用静态绿波的方式实现双向绿波的方案不能很好地适应道路实际交通的情况。

发明内容

本发明提供一种双向绿波控制的方法，用以解决现有技术中采用静态绿波的方式实现双向绿波的方案不能很好地适应道路实际交通情况的问题。

本发明实施例提供了一种双向绿波控制的方法，包括：

针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道是否达到双向绿波；

若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的所述目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

由于能够周期性更新每个路口在每个相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差，从而能够根据达到双向绿波时总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差动态地对目标干道上的红绿灯进行设置，因此能更好地适应道路实际交通的情况。

较佳地，确定所述目标干道总绿波带宽获得率，包括：

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；

根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；

根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率。

较佳地，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，还包括：

根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；

根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；

通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间。

由于将目标干道中流量最大的一个方向作为上行方向，从而保证了上行方向的每个路口的绿波带宽获得率为100％，通过逼近法确定下行方向的第一个路口的理想绿灯起始时间，使得第一路口上行方向以及下行方向的理想绿灯起始时间成为已知常量，从而简化了模型的计算。

较佳地，确定下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，还包括：

根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

较佳地，确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，还包括：

根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

由于通过对每个路口的相位差进行调整，从而使得目标干道更容易达到双向绿波。

本发明实施例在确定每个路口在各相序下的绿信比时，可以通过现有技术确定每个路口在各相序下的绿信比，只要保证协调相位绿信比尽可能大，而非协调相位的绿信比只要能够保证车辆能刚好通过路口即可。

此外，本发明实施例还提供了一种确定每个路口在各相序下的绿信比的方法，且与现有技术相比能够获得更佳的效果，具体的本发明实施例确定每个路口在各相序下的绿信比的方法包括：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；

根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

由于通过在通行能力系数最大的情况下的最大的绿波带宽来确定每个路口每个相序下的绿信比，使得目标干道更易于实现双向绿波。

较佳地，所述确定该路口的该相序下的最大通行能力系数，包括：

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间，包括：

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

由于通过饱和度均衡模型确定最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型确定最大绿波带宽，使得模型全部转化为线性规划的问题，从而降低了计算的复杂度。

较佳地，确定每个路口在各相序下的绿信比之前，还包括：

确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；

确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

较佳地，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤。

由于通过调整下行方向上的第一个路口的理想绿灯起始时间来确定目标干道总绿波带宽获得率，从而使得该技术方案的方法能够通过调整实现双向绿波。

较佳地，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

由于在调整下行方向上的第一个路口的理想绿灯起始时间来确定目标干道总绿波带宽获得率后未达到双向绿波的要求，则进一步通过调整公共周期来确定达到双向绿波后的各个参数，从而实现目标干道的双向绿波。

较佳地，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

若在通过调整下行方向上的第一个路口的理想绿灯起始时间和公共周期后都未达到双向绿波的要求，则从中选出总绿波带宽获得率最大时的各个参数，由于该参数为所有参数中最优的参数，虽未实现双向绿波，但在实际中也最大化的改善了交通的状况。

本发明实施例提供了一种双向绿波控制的装置，包括：

确定模块，用于针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

判断模块，用于根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道是否达到双向绿波；若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的所述目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

较佳地，所述确定模块具体用于：

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；

根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；

根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率。

较佳地，所述确定模块还用于：

确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；

根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；

通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间。

较佳地，所述确定模块还用于：

确定下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

较佳地，所述确定模块还用于：

确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

本发明实施例的确定模块还用于确定每个路口在各相序下的绿信比。确定模块在确定每个路口在各相序下的绿信比时，可以通过现有技术确定每个路口在各相序下的绿信比，只要保证协调相位绿信比尽可能大，而非协调相位的绿信比只要能够保证车辆能刚好通过路口即可。

此外，本发明实施例的确定模块还可以采用本发明实施例确定每个路口在各相序下的绿信比的方法确定每个路口在各相序下的绿信比，且与现有技术相比能够获得更佳的效果，具体的本发明实施例的确定模块还用于：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；

根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

较佳地，所述确定模块具体用于：

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

较佳地，所述确定模块还用于：

确定每个路口在各相序下的绿信比之前，确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；

确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

较佳地，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤。

较佳地，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

较佳地，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

附图说明

图1为本发明实施例一双向绿波控制的方法的流程图；

图2为本发明实施例二双向绿波控制的方法中相位的示意图；

图3为本发明实施例三双向绿波控制的方法中环的示意图；

图4为本发明实施例四双向绿波控制的方法中绿波带宽的示意图；

图5(a)为本发明实施例五双向绿波控制的方法中双环的相位的示意图；

图5(b)为本发明实施例六双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(c)为本发明实施例七双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(d)为本发明实施例八双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(e)为本发明实施例九双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(f)为本发明实施例十双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(g)为本发明实施例十一双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(h)为本发明实施例十二双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图5(i)为本发明实施例十三双向绿波控制的方法中双环的相序的示意图；

图6为本发明实施例双向绿波控制的方法中确定下行方向上第一个路口的理想绿灯时间的示意图；

图7为本发明实施例双向绿波控制的方法中确定路口的相位差的示意图；

图8为本发明实施例双向绿波控制的方法中绿波带宽的示意图；

图9为本发明实施例十四双向绿波控制的方法的流程图；

图10为本发明实施例十五双向绿波控制的装置的示意图。

具体实施方式

本发明实施例针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定目标干道总绿波带宽获得率；根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道是否达到双向绿波；若根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。这种技术方案由于能够周期性更新每个路口在每个相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差，从而能够根据达到双向绿波时总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差动态地对目标干道上的红绿灯进行设置，因此能更好地适应道路实际交通的情况。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例一双向绿波控制的方法，包括：

步骤100，针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

步骤101，根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道是否达到双向绿波；

步骤102，若根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

下面针对该技术方案中的所使用的一些专业术语进行相应的解释。

相位：在一个信号周期内，同时获得通行权的一股或多股交通流的信号显示状态。

其中，一个相位又可分派出机动车相位和行人相位，分别表示机动车的通行权和行人的通行权，且这两个通行权是一致的，如图2所示。一个相位也可以是不同交通流的组合，可以是一股交通流，也可以是多股交通流。如图3所示，单环就是多股交通流组合成一个相位，多环就是一股交通流一个相位。

环：多个相位放行序列的组合，在同一个环中的相位根据它们在环中的排列顺序依次循环放行，如图3所示。

信号周期：对于单环来说指的是所有相位的绿灯时间、红灯时间以及黄灯时间之和；对于多环来说指的是某一个环中所有相位的绿灯时间、红灯时间以及黄灯时间之和最大的那个环的时间。

相位时间：指的是相位通过路口实际的时间，包括绿灯时间和黄灯时间。

协调相位：参与相邻路口之间绿灯起始时间差控制的相位。

非协调相位：不参与绿灯起始时间差控制的相位。

绿波带宽：指的是第i个路口协调相位的实际绿灯时间与理想绿灯时间的交集，如图4所示，b₁、b₂、b₃表示绿波带宽。

绿波带宽获得率：指的是绿波带宽与实际绿灯时间的比值。

屏障：在整个信号周期的放行中，有的相位之间是不允许同时放行的，所以环被切割为若干个段，用于切割环的被称为屏障，如图3所示，单环和双环中标粗的线即为屏障。

路口的相位差：相对于零时，路口的起始相位在周期范围内的时间差。例如当时间是上午8:00，路口周期为100秒，那么路口的相位差为

绿信比：在一个信号周期内，绿灯时间与公共周期的比值。

相序：交通流的放行次序。

步骤101中，每个路口的各个相序是利用DFS搜索算法计算出的8种最佳相序结构，如图5(b)～(i)所示，其中，图5(a)为字母与相位的对应关系，并可根据用户的需要删除或增添新的相序。

其中，如图5(a)所示，A表示来自南方向的相位的左转，B表示来自南方向的相位的直行，C表示来自东方向的相位的左转，D表示来自东方向的相位的直行，E表示来自北方向的相位的左转，F表示来自北方向的相位的直行，G表示来自西方向的相位的左转，H表示来自西方向的相位的直行。

如图5(b)所示，直行和左转同时放行，先放来自东方向的相位。如图5(c)所示，直行和左转同时放行，先放来自西方向的相位。如图5(d)所示，先同时放来自东西方向的直行的相位，再放来自东西方向的左转的相位。如图5(e)所示，先同时放来自东西方向的左转的相位，再放来自东西方向的直行的相位，如果有左转待转区，则不可行。以西方向有左转待转区为例进行说明，也就是说如果西方向有左转待转区，只能先放来自西方向的直行的相位，然后才能放来自西方向的左转的相位。如图5(f)所示，先同时放来自西方向的直行和左转的相位，再放来自南北方向的直行的相位，接着同时放来自东方向的直行和左转的相位，然后放来自南北方向的左转的相位。如图5(g)所示，先同时放来自西方向的直行和左转的相位，再放来自南北方向的左转的相位，接着同时放来自东方向的直行和左转的相位，然后放来自南北方向的直行的相位。如图5(h)所示，先放来自西方向的直行和左转的相位，再同时放来自西方向的直行和北方向的左转的相位，再同时放来自南北方向的直行的相位，接着同时放来自东方向的直行和左转的相位，然后同时放来自东方向的直行和南方向的左转的相位。虽然来自西方向的直行的相位和来自北方向的左转的相位存在弱冲突关系，但由于直行已经放行一段时间了，车流不会很密集，可以从左转中析出。如图5(i)所示，先同时放来自东方向的直行和左转的相位，再同时放来自东方向的直行的相位和来自北方向的左转的相位，再同时放来自南北方向的直行的相位，接着同时放来自西方向的直行和左转的相位，然后同时放来自西方向的直行的相位和来自南方向的左转的相位。虽然来自东方向的直行的相位和来自南方向的左转的相位存在弱冲突关系，但由于直行已经放行一段时间了，车流不会很密集，可以从左转中析出。

其中，调整周期是根据用户的需要进行相应设定的，例如：可以每隔15分钟更新一次。

具体来说，目标干道的总绿波带宽获得率在目标干道各个路口的绿波带宽获得率都为100％时，则目标干道达到双向绿波。

较佳地，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；

根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；

通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间。

其中，旅行时间指的是指的是相邻两个路口之间的车辆行驶时间，与路口之间的距离和车辆行驶速度有关；

到达流量指的是单位时间内车辆驶入进口道的车辆数，通过线圈检测方式或视频检测方式等采集路口各个方向的实时流量，结合历史流量，利用现有的预测算法(比如实时流量与历史流量进行加权预测等)预测出下个15分钟的到达流量。

将目标干道中到达流量和饱和流量比例之和最大的一个方向作为上行方向，来保证不管路段旅行时间和非协调相位如何变化，总有一个方向绿波带宽获得率达到100％，实现该方向的绿波。

根据到达流量确定目标干道的上行方向后，确定目标干道中第一个路口的理想绿灯起始时间为0，则目标干道中上行方向上其他路口的理想绿灯起始时间为第一个路口的绿灯起始时间与第一个路口和其他路口之间的旅行时间之和，即为上行方向上其他路口的理想绿灯起始时间。

目标干道中下行方向上的各路口的绿灯起始时间通过步数逼近法获得，其具体过程为：

如图6所示，目标干道总绿波带宽获得率与下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间T₂₁的关系示意图。其中横坐标表示下行方向上第一个路口的理想绿灯时间T₂₁用C取模后的值，其中C为目标干道中各个路口的公共周期，纵坐标表示目标干道总绿波带宽获得率，其中带箭头的实线表示按一个大步长递增T₂₁分别求总绿波带宽获得率B，找出最大B下的T₂₁，在相邻两段范围内，在以二分之一步长递增T₂₁求B，如带箭头的虚线所示，进行迭代计算，直至步长为1为止，此时的T₂₁是最优的。

也就是说，在[0，C]的范围内，每确定一次目标干道中下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则根据确定的第一个路口的理想绿灯起始时间以及第一个路口与其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间。

在确定目标干道上、下行方向的各个路口在各个相序下的理想绿灯起始时间后，根据路口的相位差确定上、下行方向上的实际绿灯起始时间。

较佳地，根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

如图7所示，假设上行方向为西向东方向，上行协调相位为H；下行方向为东向西方向，下行协调相位为D；

此时：已知的路口各相位的绿信比，上行方向实际绿灯起始时间为：(上行方向的理想绿灯起始时间是根据：第一个路口相位差为0，其余路口的相位差则依次加上旅行时间，因此，如果上行相位是环的起始相位的话，如相位C，那么，上行相位的理想起始绿灯时间即为：0+路口旅行时间之和；如果不是第一个相位的话，如相位H，那么上行相位的理想起始绿灯时间则为：0+路口旅行时间+相位C的时间，从而可知，确定了绿信比之后，上行方向的理想绿灯时间就可以确定了)；

其中相位C的时间指的是东向西方向左转的绿灯时间+黄灯时间+红灯时间。

下行方向的实际绿灯起始时间即为：τ_D；下行方向的理想绿灯时间则通过步数逼近法(即从0到最大周期进行遍历)，根据绿波带宽获得率最大来确定(此时，只有一个未知变量，即路口的相位差)，上行方向的绿波带宽获得率为：上行方向理想与实际交集部分除以τ_H；下行方向绿波带宽获得率为：下行方向理想与实际交集部分除以τ_D

因此，从上述可知，未知量只有一个路口相位差：只要解出那么就可以确定上、下行方向的实际绿灯起始时间以及下行方向的理想绿灯起始时间。

的取值范围为[0，C]，计算由表示的上、下行方向的绿波带宽获得率最大时的值，即为所求相位差。

较佳地，确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

如图8所示，确定路口的相位差的示意图，其中，

t_i ¹¹：上行方向的理想绿灯起始时间T₁₁对C的模；C表示目标干道中各个路口的公共周期；

下行方向的理想绿灯起始时间T₂₁对C的模；

环的路口的相位差；

上行方向的实际绿灯时间区间；

下行方向的实际绿灯时间区间；

g_min：上行方向的通行绿灯时间；

t′：为与的间距，表示往下移达到理想绿灯起始时间的偏移量；

t″：为实际绿灯时间与通行绿灯时间的差，表示允许减少的多余绿灯时间；

a：为与环的起始时间的间隔；

b：为与环的起始时间的间隔。

其求解过程如下：

t″′＝min(t′,t″)

其中，t″′表示协调相位要减少的绿灯时间，将此多余的绿灯时间叠加到相邻的非协调相位上。

T₂₁对C的模的取值范围在[0,C]之间。

上述模型的计算方法不涉及到非线性规划问题，线性规划问题的约束个数也极少，根据偏移量调整各个路口的相位差过程只是逻辑判断，因此，模型的求解速度高效，可以用于实时动态绿波计算。

较佳地，确定所述目标干道总绿波带宽获得率，包括：

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；

根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；

根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率。

本发明实施例在确定每个路口在各相序下的绿信比时，可以通过现有技术确定每个路口在各相序下的绿信比，只要保证协调相位绿信比尽可能大，而非协调相位的绿信比只要能够保证车辆能刚好通过路口即可。

此外，本发明实施例还提供了一种确定每个路口在各相序下的绿信比的方法，且与现有技术相比能够获得更佳的效果，具体的本发明实施例确定每个路口在各相序下的绿信比的方法包括：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

通过流量：指的是单位时间内车辆驶离路口的车辆数，受绿信比影响，某个方向的绿信比越大，此方向的通过流量就越大。

饱和流量：指的是在绿灯状态下单位时间内通行的车辆数，受道路干扰和车辆行驶速度影响，绿灯期间车辆通过路口的行驶速度越快，则饱和流量越大。

假设某个相位的到达流量q_i，饱和流量s_i，绿灯时间g_i，公共周期c，饱和度ρ_i则通信能力系数为

具体来说，当μ_i等于1时，表示到达车辆在绿灯期间刚好全部通过路口；当μ_i大于1时，表示到达车辆在绿灯期间能够全部通过路口，并且还会有空放时间；当μ_i小于1时，表示到达车辆在绿灯期间无法全部通过路口，会存在排队。

因此饱和度均衡模型的优化目标为：

max＝μ

μ：目标干道上的车辆的通行能力系数。

其各个相位的绿灯时间要满足以下约束条件：

τ_i：表示路口第i个相位的绿灯时间。

最小绿约束：环中的各个相位的绿灯时间要满足最小绿要求，使行人有足够的时间通过人行横道。约束条件如下：

τ_i≥g_min

g_min：为最小绿灯时间，即统计的人步行通过路口的时间。

最大绿约束：环中的各个相位的绿灯时间要满足最大绿要求，约束条件如下：

τ_i≤g_max

g_max：为最大绿灯时间，根据经验值获得。

饱和度均衡约束：确保环中的各个相位获得足够的绿灯时间，使各个方向的到达车辆在一个周期内驶离路口。约束条件如下：

屏障约束：处于同一屏障的各环的时间应该相等。

b_k：第k个环中各个相位的绿灯时间、黄灯时间以及红灯时间之和，需要说明的是，可以把黄灯时间跟红灯时间忽略。

τ_k+l+i：第k个环的第l个屏障的第i个相位的绿灯时间。

如图3所示的单环，由于东西方向的交通流要严格与南北方向交通流区分开来，所以用于区分这种关系就用屏障来表示。不同环(如图四中的多环)中同一屏障的时间应该一致。即：相位1的时间+相位2的时间＝相位5的时间+相位6的时间＝b₁；相位3的时间+相位4的时间＝相位7的时间+相位8的时间＝b₂。

周期约束：各环的周期大小要等于干道公共周期。

b_i：第i个环的周期。

饱和度均衡模型最终转换成求解整数非线性规划问题，由于目前没有高效的算法来求解非线性规划问题的全局最优解吗，因此，在对饱和度均衡约束做一定的处理，使之成为线性不等式。例如，可以采用二分法对μ进行处理，μ取常量1、0.5、0.75、0.875……，转换成求解整数线性规划问题，再利用单纯性算法和分支界定算法求解整数线性规划问题，由于二分法收敛性快，因此能够较快的找到最优解μ。

在通过饱和度均衡模型得到最大通行系数后，将其进一步代入绿波带宽最大化模型确定最大的绿波带宽。

其绿波带宽最大化模型涉及到的基本变量如下：

旅行时间：指的是两个路口之间的车辆行驶时间，与路口之间的距离和车辆行驶速度有关。

理想绿灯起始时间：指的是上个路口第一个通过路口的车辆行驶到当前路口的绝对时间，当前路口的协调相位的理想绿灯起始时间等于上个路口的协调相位的理想绿灯起始时间与两个路口之间的路段旅行时间之和。

协调相位通行绿灯时间是满足通行能力要求的相位绿灯时间，通过饱和度均衡模型求出。当目标函数μ小于1时，协调相位通行绿灯时间等于当目标函数μ大于1时，协调相位通行绿灯时间等于

为使协调相位的实际绿灯时间与理想绿灯时间区间的交集最大，先求协调相位的实际绿灯时间最大化，非协调相位保持通行绿灯时间，才能有机会获得最大的绿波带宽。

因此，优化目标为上行协调相位和下行协调相位的绿灯时间，即：

max＝τ_up+τ_down

τ_up：上行协调相位的绿灯时间；

τ_down：下行协调相位的绿灯时间。

各个相位的绿灯时间要满足以下约束条件：

τ_i：表示路口第i个相位的绿灯时间。

饱和度均衡约束：利用饱和度均衡约束模型求出的最大通行能力系数μ_max，若μ_max大于1，则取1，代入不等式中，约束条件如下：

最小绿约束：环中的各个相位的绿灯时间要满足最小绿要求，使行人有足够的时间通过人行横道。约束条件如下：

τ_i≥g_min

g_min：为最小绿灯时间，即统计的人步行通过路口的时间。

最大绿约束：环中的各个相位的绿灯时间要满足最大绿要求，约束条件如下：

τ_i≤g_max

g_max：为最大绿灯时间，根据经验值获得。

屏障约束：处于同一屏障的各环的时间应该相等。

b_k：第k个环中各个相位的绿灯时间、黄灯时间以及红灯时间之和，需要说明的是，可以把黄灯时间跟红灯时间忽略。

τ_k+l+i：第k个环的第l个屏障的第i个相位的绿灯时间。

周期约束：各环的周期大小要等于干道公共周期。

b_i：第i个环的周期。

上述问题属于整数线性规划问题，可以利用单纯性算法和分支界定算法求解整数线性规划问题。

进而确定在通信能力最大时最大绿波带宽下的绿信比。

较佳地，确定每个路口在各相序下的绿信比之前，确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；

确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

即，将各路口中信号周期最大的路口作为关键路口，确定该关键路口的最小周期，并将此最小周期作为所有路口的公共周期。

由于韦伯斯特公式只适用于单环相序结构，因此利用韦伯斯特公式计算各个路口屏障时间的大小，与最小绿之和作比较，取最大值，从而找出信号周期最大的路口。

也就是说，如果通过韦伯斯特公式计算出来的路口周期时间小于最小绿之和，那么周期时间就取最小绿之和；

L：为每周期总的损失时间，损失时间一般指的是黄灯时间+红灯时间；因为黄灯时间跟红灯时间是通过外面设置的，是已知值，所以L也可以认为是已知的，即：取不同环中所有相位的黄灯时间跟红灯时间之和的最大值。

Y：交叉口关键相位流量比较大的值。

流量比：路口的平均流量比上路口的饱和流量；一般路口的平均流量是通过线圈或视频方式上报上来的，为已知量；路口的饱和流量是一个经验值，一般2秒/辆，1800辆/小时；

因此，路口周期C就可以通过上述公式求出来；

其中，韦伯斯特公式为：

根据单点自适应控制法确定周期最大路口的最小周期，其具体的步骤为：

根据饱和度均衡模型求出最大通行能力系数μ_max；

将μ_max代入饱和度均衡模型中，以最小周期为优化目标，求出最小周期Min C，即为目标干道上所有路口的最小公共周期。

在遍历目标干道的总绿波带宽获得率最大时的参数时，从最小公共周期开始遍历。

较佳地确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤。

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

如图9所示，本发明实施例十四双向绿波控制方法，包括：

步骤900，在当前目标干道各个路口的相序下根据韦伯斯特公式初步确定周期最大的路口。

步骤901，确定周期最大路口的最小周期，将该周期作为目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

步骤902，根据公共周期确定目标干道各个路口在各个相序下的绿信比。

步骤903，将目标干道流量最大的一个方向作为上行方向，与该方向相反的一个方向为下行方向。

步骤904，确定目标干道上行方向上各个路口的理想绿灯起始时间；

步骤905，根据步数逼近法确定目标干道下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间。

步骤906，根据各个路口各个相序下的绿信比以及上行方向上各个路口的绿灯理想起始时间、路口的相位差确定上行方向上各个路口在各个相序下的绿波带宽获得率，以及根据各个路口各个相序下的绿信比以及下行方向上各个路口的绿灯理想起始时间、路口的相位差确定下行方向上各个路口在各个相序下的绿波带宽获得率；

步骤907，确定目标干道总绿波带宽获得率。

步骤908，根据总绿波带宽获得率判断是否达到双向绿波，若达到双向绿波，则执行步骤909，否则执行步骤910。

步骤909，将达到双向绿波时总绿波带宽获得率对应的相序作为最佳相序，并根据此时的相序、路口的相位差以及绿信比对目标干道各个路口的红绿灯进行配置。

步骤910，判断步骤905是否结束，若结束，则执行步骤911，否则执行步骤905。

步骤911，判断公共周期递增是否在最小公共周期和最大公共周期的范围内，若结束，则执行步骤912，否则执行步骤913。

其中，最大公共周期的范围是根据实际情况用进行配置的。

步骤912，根据总绿波带宽获得率最大时对应的相序、路口的相位差、绿信比对目标干道各个路口的红绿灯进行配置。

步骤913，确定递增后的公共周期后，执行步骤902。

其中，步骤903与步骤900、步骤901、步骤902之间不存在必然的先后顺序。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种双向绿波控制的装置，由于本发明实施例双向绿波控制的装置对应的方法为双向绿波控制的方法，因此本发明实施例装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图10所示，本发明实施例十五双向绿波控制的装置，包括：

确定模块1000，用于针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

判断模块1001，用于根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道是否达到双向绿波；若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的所述目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

较佳地，所述确定模块1000具体用于：

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；

根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；

根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率。

较佳地，所述确定模块1000还用于：

确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；

根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；

通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间。

较佳地，所述确定模块1000还用于：

确定下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

较佳地，所述确定模块1000还用于：

确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

本发明实施例的确定模块1000还用于确定每个路口在各相序下的绿信比。确定模块1000在确定每个路口在各相序下的绿信比时，可以通过现有技术确定每个路口在各相序下的绿信比，只要保证协调相位绿信比尽可能大，而非协调相位的绿信比只要能够保证车辆能刚好通过路口即可。

此外，本发明实施例的确定模块1000还可以采用本发明实施例确定每个路口在各相序下的绿信比的方法在确定每个路口在各相序下的绿信比，且与现有技术相比能够获得更佳的效果，具体的本发明实施例的确定模块1000还用于：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；

根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

较佳地，所述确定模块1000具体用于：

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

较佳地，所述确定模块1000还用于：

确定每个路口在各相序下的绿信比之前，确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；

确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

较佳地，所述判断模块1001还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤。

较佳地，所述判断模块1001还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

较佳地，所述判断模块1001还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

从上述内容可以看出：本发明实施例针对一条目标干道，根据当前调整周期下每个路口在各相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差确定目标干道总绿波带宽获得率；根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道是否达到双向绿波；若根据目标干道总绿波带宽获得率确定目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。这种技术方案由于能够周期性更新每个路口在每个相序下的绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间、路口的相位差，从而能够根据达到双向绿波时总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差动态地对目标干道上的红绿灯进行设置，因此能更好地适应道路实际交通的情况，解决了目前采用静态绿波的方式实现双向绿波的方案不能很好地适应道路实际交通情况的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种双向绿波控制的方法，其特征在于，该方法包括：

针对一条目标干道，根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间；

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道是否达到双向绿波；

若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的所述目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，还包括：

根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，还包括：

根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个路口在各相序下的绿信比，包括：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；

根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定该路口的该相序下的最大通行能力系数，包括：

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间，包括：

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个路口在各相序下的绿信比之前，还包括：

确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；

确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

7.如权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤；

所述备选时间段为执行根据步数逼近法确定所述目标干道下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间时对应的时间段。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，还包括：

若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

10.一种双向绿波控制的装置，其特征在于，该装置包括：

确定模块，用于针对一条目标干道，根据在所述目标干道上各个路口双方向的到达流量之和，确定当前调整周期所述目标干道上行方向，并将相反的方向作为在当前调整周期所述目标干道的下行方向；根据确定的上行方向确定上行方向上第一个路口理想绿灯起始时间，并根据所述第一个路口和其他路口之间的旅行时间确定其他路口的理想绿灯起始时间；通过步数逼近法确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，根据第一个路口的绿灯理想起始时间以及各个路口之间的路段旅行时间确定下行方向上其他路口的绿灯理想起始时间；

根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比；根据所述绿信比、上行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率，以及根据所述绿信比、下行方向上每个路口的理想绿灯起始时间以及路口的相位差确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率；根据上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率和下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率确定所述目标干道总绿波带宽获得率；

判断模块，用于根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道是否达到双向绿波；若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道达到双向绿波，则根据达到双向绿波时的所述目标干道总绿波带宽获得率对应的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：

确定下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据上行方向上各个路口理想绿灯起始时间和下行方向上各个路口理想绿灯起始时间，确定上行每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时以及下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率最大时的路口的相位差。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：

确定路口的相位差之后，确定上行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率以及确定下行方向上每个路口在各相序下的绿波带宽获得率之前，根据实际绿灯的起始时间和理想绿灯的起始时间的偏移量，通过逻辑判断模型对所述目标干道每个路口的相位差进行调整。

13.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：

针对一个路口的一个相序，根据所述目标干道的公共周期，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间；根据所述绿灯时间，确定该路口的该相序下的绿信比。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：

根据所述目标干道的公共周期，通过饱和度均衡模型，确定该路口的该相序下的最大通行能力系数；

根据该路口的该相序下的最大通行能力系数，通过绿波带宽最大化模型，确定该路口的该相序下在绿波带宽最大时的绿灯时间。

15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于：

确定每个路口在各相序下的绿信比之前，确定所述目标干道上所有路口中当前调整周期的信号周期最大的路口；确定所述周期最大路口的最小周期，并将该周期作为所述目标干道的上所有路口的公共周期，则该公共周期即为最小公共周期。

16.如权利要求10～15任一所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法能够在备选时间段内确定新的下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间，则返回通过步数逼近法在备选时间段内确定下行方向上第一个路口的理想绿灯起始时间的步骤；

所述备选时间段为执行根据步数逼近法确定所述目标干道下行方向上各个路口的理想绿灯起始时间时对应的时间段。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过步数逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，且在公共周期备选范围内有未使用的公共周期，则从公共周期备选范围内选择一个未使用的公共周期替换当前使用的公共周期，并返回根据所述目标干道的公共周期确定每个路口在各相序下的绿信比的步骤。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：

确定所述目标干道是否达到双向绿波之后，若根据所述目标干道总的绿波带宽获得率确定所述目标干道未达到双向绿波，并且通过逼近法不能在备选时间段内确定新的下行方向上所述第一个路口的理想绿灯起始时间，并且在公共周期备选范围内没有未使用的公共周期，则从确定的所有当前调整周期的所述目标干道总绿波带宽获得率中选择一个最大的所述目标干道总绿波带宽获得率；

根据确定选择的所述目标干道总绿波带宽获得率时的绿信比、相序和路口的相位差对所述目标干道上的每个路口的红绿灯进行设置。