CN109215340A - 一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质。其中，控制方法包括：实时获取交叉路口的交通流量信息；根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制，从而实现了实时优化各子区区域交通协调控制，加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
Description
技术领域
本发明涉及交通协调控制技术，特别涉及一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质。
背景技术
都市中，各干道的交叉路口是路网中最重要的环节，由于来自不同方向的车流将汇集在路口进行穿越、并入与分出等行为，因而在路口将产生各种潜在的冲突点；而为了消除路口的冲突、提升交通运输效率以及增进道路的使用容量，交通工程人员需通过交通信号系统的交互更替来进行路权与时间的分配，以管制并引导车流行进。
近年来，随着科技的发展，交通信号控制的策略已由原先的脱机运算，进步到长短时段的弹性应变、触动时相、以及动态查表等等技术；且信号控制器更由原本只能储存少数时制的机电式系统，进步为可储存多种时制并依照道路交通需求来动态调整时制的微电脑控制器，关于这些信号的控制，得要搜集大量的路网侦测数据并进行动态运算，才能发展出实时的控制策略，进而满足路口控制需求。
而交通信号控制系统是否能良好地发挥功能，主要取决于时制计划的设计，时制计划包含有时相顺序、每一时相黄灯与全红时段的规划、周期长度的决定以及各时相有效的绿灯分配等，其中任何一部份考虑不周，就可能发生道路拥塞或路网瘫痪等情形。
关于信号时制的优化模式，已存在许多相关的研究或现有技术，包括独立路口信号设计、干道续进问题、路网车流量指派等；而历来的定时信号控制系统着重的目标是最大化续进带宽，其优点为需要的信息量较小，基本需要的只有道路几何、旅行速率、绿灯时比等等，也较符合大众运输的需求，因为许多的驾驶人都期望道路信号续进能够顺畅，并以此作为观察交通质量的基准。
许多先前的研究(如Wagner、Gerlough&Bernes,1969)和实务经验皆显示带宽统为相当有效的实用技术；其中，MAXBAND(Little,Kelton,and Gartner,1966&1981)为一续进带宽的著名研究，其采用混合整数规划法，可用于解决全局最佳时差、分时、周期长度、续进速率、左转时相顺序、以及干道双向带宽权重等等交通问题，而此研究之模式亦被改良应用于相邻多干道路网之研究(Chang等人，1988)，而由于美国联邦公路局自1980年代起积极于多个都会区推动交通信号系统优化计划，TRANSYT模式的引进与改良和SIGOP模式的发展等等遂应运而生。
即使TRANSYT-7F模式在降低道路拥挤与旅行时间上有相当成效，但基于今日都市的迅速疏散干道尖峰车流之诉求下，许多交通管理者对其模式目标函数处理主干道交通的能力仍嫌不足，无法做到对交叉路口分区进行动态控制，实时来调整信号机的通行控制方案。
因而现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质，能结合控制子区的各种因素，实时优化各子区区域交通协调控制，从而加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：
一种交叉路口流量动态控制方法，其包括如下步骤：
实时获取交叉路口的交通流量信息；
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
优选地，所述根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案的步骤包括：
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分；
在划分的子区中，利用干道绿波协调控制模型和区域交通协调控制方法，获得交叉口的区域群协调与干道双向绿波协调的协调控制方案。
优选地，在实时获取交叉路口的交通流量信息的步骤之前，所述交叉路口流量动态控制方法还包括：
采集交叉路口的交通流量信息，并发送给交通协调控制系统。
优选地，所述采集交叉路口的交通流量信息，并发送给交通协调控制系统的步骤包括：
利用距离测量工具采集相邻交叉口间距；其中，相邻交叉口间距作为影响交叉口之间关联性的静态作用因子；
采集相邻交叉口间的关联车流交通量，并预测下一时段的最大关联车流车辆增量；
以相邻交叉口间的关联车流交通量和最大关联车流车辆增量之和作为相邻交叉口之间的最大交通量；其中，交叉口之间的最大交通量将作为影响交叉口之间关联性的动态作用因子；
将各个交叉口的最大交通量传输到交通协调控制系统。
优选地，所述干道绿波协调控制模型的解算方法包括：
获取待协调的干道和相位；
设置干道解算模型并绘制时距图；其包括：设置干道各路段速度和寻优周期范围，根据首次协调解算结果的时距图确定可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口，进行相关参数设置后重新解算，直到没有可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口；
记录相位差和相位相序配时信息。
优选地，所述区域交通协调控制方法包括：
对过饱和区内的交通流量进入预测及态势分析，对交通过饱和拥堵发生及路网交通分布密度进行预测；
根据预测结果，通过相位放行或禁行控制方式控制路网交通流量均衡分布；
交通量大的线路采用红波控制，均衡路段排队分布；交通疏散线路采用绿波控制，利用红绿波结合，实现进出子区双向管控。
优选地，所述将所述控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制的步骤之前，所述区域交通协调控制方法还包括：
根据车辆通过行程时间、平均排队长度、最大排队长度对协调控制方案的协调性能进行评估；
根据评估结果调整协调控制方案。
一种交叉路口流量动态控制系统，其包括：
数据获取模块，用于实时获取交叉路口的交通流量信息；
数量流量协调模块，用于根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
数据发送模块，用于将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
相较于现有技术，本发明提供的交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质，其控制方法通过实时获取交叉路口的交通流量信息；根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制，从而实现了实时优化各子区区域交通协调控制，加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
附图说明
图1为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法的流程图。
图2为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法中步骤S11的流程图。
图3为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法中步骤S20的流程图。
图4为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法中干道绿波协调控制模型的示意图。
图5为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法的参数设置界面示意图。
图6为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法中绿信比寻优方式的流程图。
图7为本发明提供的交叉路口流量动态控制方法中绿信比寻优方式控制
图8为本发明提供的交叉路口流量动态控制系统的结构框图。
图9为本发明提供的计算机设备的结构框图。
具体实施方式
本发明提供的一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质，根据从交叉口采集到的流量信息，运用交通控制子区智能划分方法、干道绿波协调控制模型以及区域交通协调控制方法，对交叉口进行区域群协调控制与干道双向绿波协调控制，来实现优化区域交通协调控制方案，并将协调控制方案下发至交叉口信号机进行执行，从而加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供的交叉路口流量动态控制方法，包括如下步骤：
S10、实时获取交叉路口的交通流量信息；
S20、根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
S30、将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
本发明通过实时获取交叉路口的交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案，实现了实时优化各子区区域交通协调控制，加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
其中，在所述步骤S10之前，本发明的交叉路口流量动态控制方法还包括：
步骤S11、采集交叉路口的交通流量信息，并发送给交通协调控制系统。
本实施例中，交通流量信息主要由设置在交叉路口的摄像设备采集，交通流量的上传、协调控制方案的下发，可以通过有线传输、无线传输和人工控制的方式进行交互。本发明优选为有线传输或无线传输，实现数据及时传输，以提高交通控制的效率。
请一并参阅图2，所述步骤S11具体包括：
S111、利用距离测量工具采集相邻交叉口间距；其中，相邻交叉口间距作为影响交叉口之间关联性的静态作用因子；
S112、采集相邻交叉口间的关联车流交通量，并预测下一时段的最大关联车流车辆增量；
S113、以相邻交叉口间的关联车流交通量和最大关联车流车辆增量之和作为相邻交叉口之间的最大交通量；其中，交叉口之间的最大交通量将作为影响交叉口之间关联性的动态作用因子；
S114、将各个交叉口的最大交通量传输到交通协调控制系统。
请一并参阅图3，所述步骤S20包括：
S21、根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分；
S22、在划分的子区中，利用干道绿波协调控制模型和区域交通协调控制方法，获得交叉口的区域群协调与干道双向绿波协调的协调控制方案。
本发明利用关联度分析的技术，实现区域协调控制中子区的实时动态划分子区的动态划分，其包括：
关联性分析的相关数据采集：具体通过上述步骤S11采集交叉路口的交通流量信息。
相邻交叉口关联度的确定：相邻交叉口关联度由路段交通量关联度与交叉口周期关联度两部分组成，其中，路段交通量关联度反映相邻交叉口之间的最大交通量与相邻交叉口间距所对应的可容纳交通量之比对相邻交叉口关联性的影响；交叉口周期关联度反映相邻交叉口的各自信号周期相对偏差对相邻交叉口关联性的影响。
多交叉口组合关联度的确定：多交叉口组合关联度由总的路段交通量关联度与总的交叉口周期关联度两部分组成，其中，总的路段交通量关联度是各相邻路段交通量关联性的集中反映，总的交叉口周期关联度则取决于各交叉口信号周期之间的最大相对偏差；
协调控制子区动态划分：采用子区划分层扩散算法遍历所有可能的控制子区划分方案，比选出性能指标最大的控制子区划分方案；控制子区的划分原则将以控制子区总数N少为优，在控制子区数相等情况下，以区域总关联度V大为优；
根据实时得到的最大性能指标方案，进行新的交通控制子区划分。
在步骤S20中，所述干道绿波协调控制模型的解算方法包括：
S201、获取待协调的干道和相位；
S202、设置干道解算模型并绘制时距图；其包括：设置干道各路段速度和寻优周期范围，根据首次协调解算结果的时距图确定可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口，进行相关参数设置后重新解算，直到没有可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口；
S203、记录相位差和相位相序配时信息。
本发明通过区域交通协调控制方法可进一步实现区域协调控制密而有序、控疏得法、高效通行。在进行区域交通协调控制时，区域控制目标分为未饱和区域和过饱和区域，对于未饱和区域，可先进行交通流OD(ORIGIN DESTINATION)分析(即交通起止点分析)，之后，进行逻辑干道交叉口群划分；之后对逻辑干道交叉口群进行协调控制，再提高了路网通行速度，使交通顺畅。因此，未饱和区域的控制，只需使区域内交通流连贯行驶，降低路网通行时间和停车延误，来提高路网运行效率即可。而对于过饱和区域，需要感知交通态势变化，来均衡路网交通分配，从而加快交通疏散，缓解或避免交通拥堵。
如图4所示，方格填充框矩形框表示是红灯，矩形框之间无填充表示其它灯比如绿灯、黄灯。记1号交叉口到2号交叉口为驶入方向，2号交叉口到1号交叉口为驶离方向。dif1(dif2)是交叉口1(2)的驶入驶离绿灯时间中心点偏移，g121(g122)是交叉口1(2)的驶入相位红灯时间，g211(g212)是交叉口1(2)的驶离相位红灯时间，w121(w211)和w122(w212)分别是驶入(驶离)绿波带边缘和其左侧红灯时间间隔，b1(d1)为驶入(驶离)绿波带宽，t12(t21)为交叉口1(2)到交叉口2(1)的行驶时间，T12(T21)为驶入绿波带左侧交叉口1(2)和交叉口2(1)的红灯时间中点之间的时间间隔。
图4所示的路口为双向交叉口，正向是交叉口1到交叉口2，反向是交叉口2到交叉口1。通过干道绿波协调控制模型的解算方法得到绿波b1(d1)，这样车辆可以减少停车次数，从而可缓解干道的交通拥堵。
本发明采用的区域交通协调控制方法控制原则包括：
1、动态感知，主动防控
a)依靠交通信息采集技术，动态感知交通信息；
b)预测交通状态变化趋势，提前制定控制方案，预防交通拥堵；
2、逐级协调，兼容并包
a)逐级协调：战略目标明确，战术方法可靠，按优先级自高而低实现协调控制效果整体最优；
b)兼容并包：避免不同优先级的控制效果冲突，尽量避免出现低级别的孤立交叉口。
3)治堵优先，公交优先
a)以疏导瓶径区域、拥堵区域的交通为主
b)对区域内的公交实施优先信号控制
具体的，所述区域交通协调控制方法包括：
S211、对过饱和区内的交通流量进入预测及态势分析，对交通过饱和拥堵发生及路网交通分布密度进行预测；
S212、根据预测结果，通过相位放行或禁行控制方式控制路网交通流量均衡分布；具体通过相位放行禁行控制打通交通微循环，均衡路网交通分配；
S213、交通量大的线路采用红波控制，均衡路段排队分布；交通疏散线路采用绿波控制，利用红绿波结合，实现进出子区双向管控。
其中，所述步骤S211包括：
S2111、根据路口及路段上的检测信息划定交通流量饱和区域；
S2112、选取饱和区域边界区域内代表性交通检测路口，观测区域内交通流量变化；
S2113、根据区域内交通流量流入与流出的差异，预判区域交通状态变化态势，实现对交通状态主动防控。
进一步的实施例中，在步骤S20与步骤30之间，本发明的交叉路口流量动态控制方法包括：
S021、根据车辆通过行程时间、平均排队长度、最大排队长度对协调控制方案的协调性能进行评估；
S022、根据评估结果调整协调控制方案。
本发明实施例通过行程时间、平均排队长度、最大排队长度等评价指标对协调性能进行传真评估，并可以通过行程时间、平均排队长度、最大排队长度等评价指标对新旧配时方案效果进行对比，在评估结果不在预设范围内时，调整相关控制参数，参数控制界面如图5所示，再循环步骤S10至步骤S022，通过不断设置周期、绿信比、相位差，之后不断寻优，生成协调方案。所述协调控制方案的控制参数包括：子区公共信号周期、相位差、绿信比、和/或相序。这些控制参数能过有线或无线方式下发送到相关交叉口的信号机，
以下相位差、绿信比、周期的寻优方式进行详细说明：
1)相位差寻优实施例：
假设路口N有3套相位方案，无论相位方案是否指定，对每套相位方案可寻优的相序序列范围进行指定，使干道协调结算在设定范围内进行交叉口相序组合的寻优解算，其寻优解算组合方式，如下表所示。
如上表所示，相位方案1有3组可寻优相序，相位方案2只有1组相序，值得注意的是相位方案3有几组相序，ABC相位自由组合一共有ABC/ACB/BAC/BCA/CAB/CBA六种排列，由于相位放行是循环的，所以ABC与BCA、CAB表示的控制效果是一样的，ACB与CBA、BAC表示的控制效果是一致的，所以相位方案3实际有2组相位组合顺序，即ABC、ACB。如果路口N没有进行相位方案指定，则该路口有6组相位组合方式可供干道协调解算寻优。在相位寻优时，一套相位方案的相位周期配时计算仅以初设相位顺序为依据即可，无需考虑备选相位顺序。
2)周期寻优实施例：
A、周期计算参数
在周期计算过程中涉及以下参数，这些参数都可以在系统中手动设定
CFK：停车补偿系数
w1：周期计算参数1
w2：周期计算参数2
w3：周期计算参数3
l(s)：单位损失时间
t1(s)：行人过街时间
B、未饱和状态的周期计算
(1)最大周期(阿氏最佳信号周期)
其中，ul为单交叉口相位总损失时间(ul＝1*关键车流数)，sumFlowPercent为关键车流总流量比；CFK为取值一般为阿氏最佳信号周期时长的可选值(0.4表示计算得周期下油耗最少，0.2表示计算得周期下运营费用最少，0.3表示计算得周期下车辆排队长度最短)；CFK的取值一般为阿氏最佳信号周期时长的可选值(0.4表示计算得周期下油耗最少，0.2表示计算得周期下运营费用最少，0.3表示计算得周期下车辆排队长度最短)；
(2)最小周期(实用信号周期时长)
其中，ul为单交叉口相位总损失时间(ul＝1*关键车流数)，sumMinRate为关键车流最小绿信比之和。
(3)最佳周期
其中，w1、w2、w3均为手动设定参数，一般取w1＝1.5，w2＝5，w3＝1，sumFlowPercent为关键车流总流量比，如此，最佳周期的计算公式为韦氏最佳周期时长计算公式。
C、过饱和周期计算
当交叉口车流处于过饱和状态时，最大周期、最小周期、最佳周期均取120s。
D、周期校正
(1)行人相位
相位方案存在行人相位时，计算所得最大、最小、最佳周期都要加入行人相位时间t。
t＝t1*max(LaneNum+reLaneNum)
其中，LaneNum和reLaneNum分别是一组进出口地进口车道数和出口车道数。
(2)周期取整
功能函数：IntCycle(int cycle)
功能描述：调整周期，使周期可以整除5。
其中，在周期计算时，软件先进行参数初始化，之后进行基础参数计算，之后计算最大周期和最小周期，之后计算最佳周期，再进行周期校正，最后对周期取整，实现子区公共信号周期寻优。
3)绿信比寻优实施例：
绿信比寻优方式如图6所示，关于绿信比寻优的核心思想是将干道协调模型中周期对应的固定双向协调相位绿信比变为固定值基础上的上下浮动0.05。原代码算法改进需要注意的是以下三点：
(1)原算法中单交叉口配时调整后各相位时间和绿信比均为定值，如果协调相位绿信比可上下浮动0.05，则其他非协调相位的绿信比要进行对应的调整，将协调相位带来的整体绿信比改变，平均分配到其他非协调相位，使所有相位绿信比之和前后保持不变；
(2)譬如，车流1和车流2的绿信比，如图7中的(a)所示，其中，方格填充框表示红灯，无填充框表示绿灯，图7中的(a)中左边的竖线表示是从东往西向，右边的竖线是从西往东向，路口有四个单放相位，协调车流所在相位的绿灯中点之间的时间差即为协调相位中心偏移点，即两个中心线的距离就是协调相位中心偏移点计算。正反向协调相位存在以下两种情况，每种情况下又可能分为多种子情况，不同情况下的(非)协调相位绿信比调整方式不同：
I)当正反向协调相位有重叠
a)正反向协调相位完全重叠时，其调节方式如图7(b)所示，两个车流的第2至第4单放相位为红灯；
b)正反向协调相位部分重叠时，其调节方式如图7(c)；
II)正反向协调相位无重叠，其调节方式如图7(d)；
(3)上述涉及绿信比的五个计算环节，对“(1)单交叉口配时”、“(2)单交叉口配时调整”无需修改，重点修改环节在“(3)协调相位中心偏移点计算”，即如何将原协调相位中心偏移点计算结果改用绿信比变量表达式表示。
为了更好的理解绿信比寻优方式，以下举具体实施例对绿信比寻优进行详细说明：
1.参数说明
假设路口相位数为N，正反向协调车流重叠相位数为n；
协调车流1(正向)跨相位数N1，绿信比CF1，绿信比变化量△1；
协调车流2(反向)跨相位数N2，绿信比CF2，绿信比变化量△2；
2.将相位中的各个相位时间比(绿信比)转化为包含△1、△2的表达式(1)如果正反向协调相位有重叠(n>0)
①如果正反向协调车流所跨相位完全相同，则△1＝△2
第一步：重新计算各协调相位、非协调相位、协调车流的绿信比(相位时间比)
CF1＝CF1+△1；
CF2＝CF2+△2；
假设协调相位中要求固定时间的相位个数为m，非协调相位中要求固定时间的相位个数为n，则其余未要求固定时间的相位：
非协调相位时间比＝非协调相位时间比-△1/(N-N1-n)；
协调相位时间比＝协调相位时间比+△1/(N1-m)；
第二步：△1、△2取值-0.5～0.5，判断调整后的协调相位和非协调相位时间是否合理：
相位时间＝相位时间比*协调周期；
相位时间满足以下条件：
a.固定相位时间属性的相位时间不可改变；
b.行人相位时间满足行人过街安全要求；
c.机动车相位时间满足相位最短绿灯时间要求；
②如果正反向协调车流所跨相位不完全相同，则△1≠△2
为了简化计算，我们假设重叠相位的绿信保持不变，则
第一步：重新计算各协调相位、非协调相位、协调车流的绿信比(相位时间比)
CF1＝CF1+△1；
CF2＝CF2+△2；
假设协调车流1所在的非重叠相位有要求固定相位时间的相位f1个，协调车流2所在的非重叠相位有要求固定相位时间的相位f2个，其他非协调车相位中有要求固定相位时间的相位f个，则：
非协调相位时间比＝非协调相位时间比-(△1+△2)/(N-N1-N2+n-f)；
协调车流1的其余非重叠协调相位时间比＝协调相位时间比+△1/(N1-n–f1)；
协调车流2的其余非重叠协调相位时间比＝协调相位时间比+/△2(N2-n–f2)；
第二步：△1、△2取值-0.5～0.5，判断调整后的协调相位和非协调相位时间是否合理：
相位时间＝相位时间比*协调周期；
相位时间满足以下条件：
a.固定相位时间属性的相位时间不可改变；
b.行人相位时间满足行人过街安全要求；
c.机动车相位时间满足相位最短绿灯时间要求；
(2)如果正反向协调相位没有重叠(n＝0)
第一步，重新计算各协调相位、非协调相位、协调车流的绿信比(相位时间比)
CF1＝CF1+△1；
CF2＝CF2+△2；
假设协调车流1所在的相位有要求固定相位时间的相位f1个，协调车流2所在的相位有要求固定相位时间的相位f2个，其他非协调车相位中有要求固定相位时间的相位f个，则：
非协调相位时间比＝非协调相位时间比-(△1+△2)/(N-N1-N2-f)；
协调车流1所在相位时间比＝协调相位时间比+△1/(N1–f1)；
协调车流2所在相位时间比＝协调相位时间比+/△2(N2–f2)；
第二步：△1、△2取值-0.5～0.5，判断调整后的协调相位和非协调相位时间是否合理：
相位时间＝相位时间比*协调周期；
相位时间满足以下条件：
a.固定相位时间属性的相位时间不可改变；
b.行人相位时间满足行人过街安全要求；
c.机动车相位时间满足相位最短绿灯时间要求；
3.协调相位中心偏移点计算
第一步：判断协调车流是否存在，并计算协调车流1、2的起止相位；
第二步：根据协调车流起止相位序号确定车流所跨越的所有相位序号；
第三步：根据协调车流跨越相位序号计算协调车流绿信比和绿时间(即车流跨越的所有相位时间之和)；
第四步：计算周期起点至协调相位中点之间的时间；
第五步：计算协调相位中心偏移时间差。
应当说明的是：每一步不是得到准确的数值，而是包含△1、△2的变量表达式。
4.干道协调解算
干道协调结算中每个交叉口的双向协调绿信比和协调相位中心偏移点计算表达式变为包含△1、△2的变量表达式，对△1、△2要定义变量范围-0.5～0.5，原来的模型写入代码中相关部分需要修改，且对变量参数传输、模型结果存储都需要对应修改。
5.绝对相位差换算
在进行绝对相位差换算前，首先需要对应最佳周期下的△1、△2计算出所有路口每个相位的最终时间(必要的整数校验等不可少，请参考单交叉口配时的相位时间计算校验代码)，然后按照原算式计算绝对相位差。
基于上述的交叉路口流量动态控制方法，本发明还相应提供一种交叉路口流量动态控制系统，如看了图8所示，其包括：
数据获取模块1，用于实时获取交叉路口的交通流量信息；
数量流量协调模块2，用于根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
数据发送模块3，用于将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。具体请参阅上述方法对应的实施例。
本发明还提供一种计算机设备，计算机设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。如图9所示，其处理器10、存储器20及显示器30。图9仅示出了计算机设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如所述计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器20还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述计算机设备的应用软件及各类数据，例如所述安装计算机设备的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有交叉路口流量动态控制程序40，该交叉路口流量动态控制程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请各实施例的基于教育系统的视频列表切换方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行所述基于教育系统的视频列表切换方法等。
所述显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。所述显示器30用于显示在所述计算机设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。所述计算机设备的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行所述存储器20中交叉路口流量动态控制程序时实现以下步骤：
实时获取交叉路口的交通流量信息；
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
进一步地，所述根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案的步骤包括：
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分；
在划分的子区中，利用干道绿波协调控制模型和区域交通协调控制方法，获得交叉口的区域群协调与干道双向绿波协调的协调控制方案。
具体请参阅上述实施例。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序所述计算机程序被处理器执行时实现交叉路口流量动态控制方法的步骤。
综上所述，本发明可实现区域路网配置、交叉口交通信号配置、流量数据采集、信号协调基础配置、双向绿波协调控制方案生成、协调方案评价、协调方案下发、查询业务历史等功能。
并且，交叉路口流量动态控制系统可对更为全面的控制参数进行全局寻优，可以实现优化相序，选择出合适的放行方式，以及获得精确的相位差。能针对不同的交通状态(未饱和、过饱和状态)采用不同的协调控制模型，具有更强的适用性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时获取交叉路口的交通流量信息；
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
2.根据权利要求1所述的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，所述根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案的步骤包括：
根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分；
在划分的子区中，利用干道绿波协调控制模型和区域交通协调控制方法，获得交叉口的区域群协调与干道双向绿波协调的协调控制方案。
3.根据权利要求1所述的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，在实时获取交叉路口的交通流量信息的步骤之前，所述交叉路口流量动态控制方法还包括：
采集交叉路口的交通流量信息，并发送给交通协调控制系统。
4.根据权利要求3所述的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，所述采集交叉路口的交通流量信息，并发送给交通协调控制系统的步骤包括：
利用距离测量工具采集相邻交叉口间距；其中，相邻交叉口间距作为影响交叉口之间关联性的静态作用因子；
采集相邻交叉口间的关联车流交通量，并预测下一时段的最大关联车流车辆增量；
以相邻交叉口间的关联车流交通量和最大关联车流车辆增量之和作为相邻交叉口之间的最大交通量；其中，交叉口之间的最大交通量将作为影响交叉口之间关联性的动态作用因子；
将各个交叉口的最大交通量传输到交通协调控制系统。
5.根据权利要求2的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，所述干道绿波协调控制模型的解算方法包括：
获取待协调的干道和相位；
设置干道解算模型并绘制时距图；其包括：设置干道各路段速度和寻优周期范围，根据首次协调解算结果的时距图确定可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口，进行相关参数设置后重新解算，直到没有可以设置绿灯时间起点与绿波带起点重合的交叉口；
记录相位差和相位相序配时信息。
6.根据权利要求2的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，所述区域交通协调控制方法包括：
对过饱和区内的交通流量进入预测及态势分析，对交通过饱和拥堵发生及路网交通分布密度进行预测；
根据预测结果，通过相位放行或禁行控制方式控制路网交通流量均衡分布；
交通量大的线路采用红波控制，均衡路段排队分布；交通疏散线路采用绿波控制，利用红绿波结合，实现进出子区双向管控。
7.根据权利要求1的交叉路口流量动态控制方法，其特征在于，所述将所述控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制的步骤之前，所述区域交通协调控制方法还包括：
根据车辆通过行程时间、平均排队长度、最大排队长度对协调控制方案的协调性能进行评估；
根据评估结果调整协调控制方案。
8.一种交叉路口流量动态控制系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于实时获取交叉路口的交通流量信息；
数量流量协调模块，用于根据所述交通流量信息，对区域协调控制中的子区进行实时动态划分，并根据协调控制模型获得子区的协调控制方案；
数据发送模块，用于将所述协调控制方案发送给所述交叉路口的信号机执行交通控制。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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