CN106683441A - 交叉口信号配时方案评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了交叉口信号配时方案评价方法，属于智能交通控制技术领域，包括获取信号配时方案优化前后评价指标实测值，评价指标包括车头时距、排队长度和交叉口延误；根据信号配时方案优化前后评价指标实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后差值；根据交叉口各相位上车头时距和/或排队长度优化前后差值，确定信号配时方案的优化方向并对信号配时方案进行优化；根据交叉口延误对优化后信号配时方案的效果进行评价，将评价结果作为确定信号配时方案优化方向的依据。通过结合视频检测器和浮动车数据两种交通信息采集方式，既对信号配时方案优化评价也对信号配时方案整体效果评价，形成了一个具有反馈、迭代寻优功能的信号配时方案控制方案。

Description

交叉口信号配时方案评价方法
技术领域
本发明涉及智能交通控制技术领域，特别涉及一种交叉口信号配时方案评价方法。
背景技术
目前，城市交通日益拥堵的状况备受社会关注，给城市交通管理带来前所未有的压力，而在城市道路交叉口的管理中采用交叉口信号配时方案可以对交叉口的交通进行有效的调控，因而交通信号配时设计的作用日益显著。然而，当前的配时方案在实际应用经常会出现一些问题，导致道路交叉口通行效率不高。因此需要对交通信号配进行评价，以便根据评价结果对配时方案进行优化处理。
目前，对交通信号配时方案进行评价的方法一般是通过获取实测的交通参数来对信号配时方案进行评价。但是现有的这种评价方法仍存在较为明显的缺陷：一是，现有的评价方法中选用的交通参数式通过移动或者固定检测器检测的，但是现有的移动或者固定检测器无法与信号机形成联动应用，对信号配时方案进行实时评估。二是，通过实测的交通参数对信号配时方案进行评价的方法，没有与实时变化的交通信号配时方案相结合，不能动态的评价出信号配时方案的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交叉口信号配时方案评价方法，该方法能动态的评价出信号配时方案的效果。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种交叉口信号配时方案评价方法，该方法包括：
获取信号配时方案优化前后评价指标的实测值，所述评价指标包括车头时距、排队长度和交叉口延误；
根据所述信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后的差值；
根据所述交叉口各相位上车头时距和/或排队长度优化前后的差值，确定信号配时方案的优化方向并对信号配时方案进行优化；
根据交叉口延误对优化后的信号配时方案的效果进行评价，并将评价结果作为确定信号配时方案优化方向的依据。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过将视频检测器和浮动车数据两种交通信息采集方式结合在一起，将视频检测器中获取车头时距和排队长度用于为信号配时方案优化评价提供基础数据，将根据浮动车数据计算得到交叉口延误作为信号配时方案的整体效果评价的指标参数，并将评价结果作为信号配时方案优化的参考依据，整个过程实现了视频检测器与信号机的实时联动，从而形成了一个具有闭环的、反馈的、迭代寻优功能的信号配时方案控制方案。
附图说明
图1是本发明一实施例中交叉口信号配时方案评价方法的流程示意图；
图2是本发明一实施例中交叉口信号配时方案整体反馈示意图；
图3是本发明一实施例中步骤S2的细分步骤的流程示意图；
图4是本发明一实施例中评价交叉口信号配时方案优化方向的流程示意图；
图5是本发明一实施例中另一种评价交叉口信号配时方案优化方向的流程示意图；
图6是本发明一实施例中交叉口信号配时方案评价方法的整体流程示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图4所示，对本发明做进一步详细叙述。
如图1至图2所示，本实施例公开了一种交叉口信号配时方案评价方法，该方法包括如下步骤S1至S4：
S1、获取信号配时方案优化前后评价指标的实测值，所述评价指标包括车头时距、排队长度和交叉口延误；
需要说明的是，该出的车头时距和排队长度通过视频检测器数据获得，交叉口延误通过浮动车数据计算得到。
S2、根据所述信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后的差值；
S3、根据所述交叉口各相位上车头时距和/或排队长度优化前后的差值，确定信号配时方案的优化方向并对信号配时方案进行优化；
具体地，根据交叉口各相位上的车头时距、排队长度优化前后的差值，确定信号配时方案的优化方向。
S4、根据交叉口延误对优化后的信号配时方案的效果进行评价，并将评价结果作为确定信号配时方案优化方向的依据。
具体地，本实施例中将信号配时方案的评价的结果进行输出，并将信号配时方案整体效果的评价结果反馈至步骤S3中，即将该评价结果作为信号配时方案优化方向的确定依据。
具体地，如图3所示，步骤S2具体包括如下细分步骤S21至S22：
S21、根据信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各进口道不同流向上的评价指标优化前后的差值；
S22、基于信号配时方案中车辆放行方案，将交叉口各进口道的流向与交叉口的各相位进行对应，得到各相位上评价指标优化前后的差值。
具体地，上述步骤S22中的各相位上评价指标优化前后的差值的计算方式，具体为：
其中，△(r)i为信号配时方案优化前后相位i的评价指标差值，△(r)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的评价指标差值，n为相位i包含的流向总数。
比如，信号配时方案优化前后交叉口各相位排队长度的差值计算公式为：△(q)i为信号配时方案优化前后相位i的排队长度差值，△(q)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的排队长度差值。其中，△(q)为信号配时方案优化前后排队长度的差值，△(q)＝qafter-qbefore，qafter为信号配时方案优化后的排队长度，qbefore为信号配时方案优化前的排队长度。
信号配时方案优化前后交叉口各相位车头时距的差值计算公式为： 为信号配时方案优化前后相位i的车头时距差值，为信号配时方案优化前后相位i中流向j的车头时距差值。其中，△(ht)为信号配时方案优化前后车头时距的差值，△(ht)＝ht_after-ht_before，ht_after为信号配时方案优化后的车头时距，ht_before为信号配时方案优化前的车头时距。
信号配时方案优化前后交叉口各相位延误的差值计算公式为：△(d)i为信号配时方案优化前后相位i的延误差值，Δ(d)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的延误差值。其中，△(d)为信号配时方案优化前后延误的差值，△(d)＝dafter-dbefore，dafter为信号配时方案优化后的延误，dbefore为信号配时方案优化前的延误。
具体地，如图4所示，步骤S3中评价信号配时方案的优化方向，具体包括：
S31、判断交叉口当前状态是否为自由流/畅通状态；
S32、若为自由流/畅通状态，判断各相位上车头时距优化前后的差值大于零的相位的个数是否大于1，并在大于1时执行步骤S34；
需要说明的是这里的不同的交通状态包括自由流、畅通、繁忙以及拥堵等状态。
S33、若不是自由流/畅通状态，判断各相位上排队长度优化前后的差值大于零的相位的个数是否大于1，并在大于1时执行步骤S34；
S34、判断所述信号配时方案当前的优化次数是否大于预设次数u1；
S35、如果不大于预设次数u1，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向；
S36、根据信号配时方案的优化方向对信号配时方案进行优化。
需要说明的是，在如果各相位中排队长度优化前后差值大于零的相位的个数不大于1或者信号配时方案当前的优化次数大于预设次数u1，则不进行反馈优化，评价过程结束。
这里以选择排队长度作为评价指标，对如何根据信号配时方案优化前后的排队长度差值，给出信号配时方案的优化方向为例进行说明：如果优化前后的某相位的排队长度差值大于零，则向信号配时优化程序反馈增加该相位绿灯时间的指令，反之，则不进行反馈。
具体地，如图5所示，步骤S3还包括：
S37、在判断各相位上车头时距和/或排队长度优化前后的差值大于零的相位的个数等于1时，判断交叉口平均延误△(d)总的值是否大于零；
S38、如果交叉口平均延误△(d)总的值大于零，则获取所述信号配时方案当前的优化次数；
S39、判断信号配时方案优化次数是否大于预设次数u2；
S40、如果不大于预设次数u2，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。
需要说明的是，这里的预设次数u2为常数，本实施例中优选取值为3。
另外，在如果各相位中交叉口总延误优化前后差值小于零或者信号配时方案当前的优化次数大于预设次数u1，则不进行反馈优化，评价过程结束。
具体地，这里的交叉口平均延误△(d)总的计算方式为：其中，△(d)总为信号配时方案优化前后交叉口的平均延误差值，△(d)ij为信号配时方案优化前后交叉口第i进口道第j流向的车距延误差值，m为交叉口进口道的个数，n为相位i包含的流向总数。其中，△(d)＝dafter-dbefore，△(d)为信号配时方案优化前后交叉口延误的差值，dafter为信号配时方案优化后的交叉口延误，dbefore为信号配时方案优化前的交叉口延误。
具体地，本实施例公开的交叉口信号配时方案评价方法的整体流程示意图如图6所示。本实施例通过采用信号配时方案优化前后交叉口延误的变化值作为评价结果反馈的辅助判断，直至信号配时方案中所有相位的排队长度差值均小于零，或者达到迭代次数，则反馈终止。这样就避免了采用单一的评价指标进行优化反馈时发生误判的情况，使对信号配时方案优化反馈更加科学精确，提高了信号配时方案优化方向评价的准确性。
具体地，如图5所示，上述实施例中的步骤S4具体包括如下步骤：
根据交叉口各进口道在各流向上的平均延误，计算交叉口的平均延误；
在预设的效果评价标准中查找所述交叉口的平均延误所在的范围，确定优化后的信号配时方案的整体效果；
将优化后的信号配时方案的整体效果作为确定信号配时方案优化方向的依据。
这里的交叉口平均延误的计算方式为：其中，为交叉口平均延误，为交叉口第i进口道第j流向的车距延误。
在预设的效果评价标准中查找所述交叉口的平均延误所在的范围，确定优化后的信号配时方案的整体效果。
该处的预设的效果评价标准如表1所示：
表1
具体地，本实施例中在对信号配时方案进行优化后，采用交叉口平均延误对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价，因为交叉口延误能反映车辆在交叉口的受阻情况，综合反映出交叉口的服务水平。通过对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价，能直观的判断信号配时方案的优化效果。

Claims (6)

1.一种交叉口信号配时方案评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取信号配时方案优化前后评价指标的实测值，所述评价指标包括车头时距、排队长度和交叉口延误；
S2、根据所述信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后的差值；
S3、根据所述交叉口各相位上车头时距和/或排队长度优化前后的差值，确定信号配时方案的优化方向并对信号配时方案进行优化；
S4、根据交叉口延误对优化后的信号配时方案的效果进行评价，并将评价结果作为确定信号配时方案优化方向的依据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S21、根据信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各进口道不同流向上的评价指标优化前后的差值；
S22、基于信号配时方案中车辆放行方案，将交叉口各进口道的流向与交叉口的各相位进行对应，得到各相位上评价指标优化前后的差值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S22中的各相位上评价指标优化前后的差值的计算方式，具体为：
其中，△(r)i为信号配时方案优化前后相位i的评价指标差值，△(r)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的评价指标差值，n为相位i包含的流向总数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中评价信号配时方案的优化方向，具体包括：
S31、判断交叉口当前状态是否为自由流/畅通状态；
S32、若为自由流/畅通状态，判断各相位上车头时距优化前后的差值大于零的相位的个数是否大于1，并在大于1时执行步骤S34；
S33、若不是自由流/畅通状态，判断各相位上排队长度优化前后的差值大于零的相位的个数是否大于1，并在大于1时执行步骤S34；
S34、判断所述信号配时方案当前的优化次数是否大于预设次数u1；
S35、如果不大于预设次数u1，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向；
S36、根据信号配时方案的优化方向对信号配时方案进行优化。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
S37、在判断各相位上车头时距和/或排队长度优化前后的差值大于零的相位的个数等于1时，判断交叉口平均延误△(d)总的值是否大于零；
S38、如果交叉口平均延误△(d)总的值大于零，则获取所述信号配时方案当前的优化次数；
S39、判断信号配时方案优化次数是否大于预设次数u2；
S40、如果不大于预设次数u2，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包括：
根据交叉口各进口道在各流向上的平均延误，计算交叉口的平均延误；
在预设的效果评价标准中查找所述交叉口的平均延误所在的范围，确定优化后的信号配时方案的整体效果；
将优化后的信号配时方案的整体效果作为确定信号配时方案优化方向的依据。
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