CN113393681A - 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质 - Google Patents

交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN113393681A
CN113393681A CN202110939972.7A CN202110939972A CN113393681A CN 113393681 A CN113393681 A CN 113393681A CN 202110939972 A CN202110939972 A CN 202110939972A CN 113393681 A CN113393681 A CN 113393681A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coordination
intersection
period
finger
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110939972.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113393681B (zh
Inventor
陈振武
邹莉
周勇
王宇
罗佳晨
刘星
杨肇琛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd filed Critical Shenzhen Urban Transport Planning Center Co Ltd
Priority to CN202110939972.7A priority Critical patent/CN113393681B/zh
Publication of CN113393681A publication Critical patent/CN113393681A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113393681B publication Critical patent/CN113393681B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G08G1/081—Plural intersections under common control
    • G08G1/083—Controlling the allocation of time between phases of a cycle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质，所述方法包括：获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；根据信号方案时段划分协调时段，得到协调子时段集合；获取协调路径各个路口在各协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度；基于周期优化范围、绿信比及协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，交通信号协调优化模型包含协调路径各个路口在协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束。本发明可提高交通信号协调控制的灵活性和适应性。

Description

交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及交通控制技术领域，具体涉及一种交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质。
背景技术
路口/交叉口是道路网中极其重要的节点，其交通运行的状况影响着城市整个路网的运行状态，大多数的交通拥堵和交通事故集中在路口，因此，如何科学和精准地管控城市道路路口是缓解交通拥堵、减少交通延误以及提高通行能力的关键所在。
在城市道路网中,路口相距较近的情况大量出现。若相邻路口的信号配时不协调，会导致车辆在通过上游路口时遇到绿灯，而到下游路口时遇到红灯，从而造成大规模排队现象，因而将城市干线多个路口协调起来，实行干线协调控制，对于提高路网通行效率，缓解城市的交通拥堵问题有着非常重要的作用。
现有的干线协调控制中，单个路口在一个协调时段内仅能保持同一个信号方案，灵活度较低，降低了交通信号控制方案的适用性。
发明内容
本发明解决的问题是现有的干线协调控制中，单个路口在一个协调时段内仅能保持同一个信号方案，灵活度较低，降低了交通信号控制方案的适用性。
本发明提出一种交通信号协调优化方法，包括：
获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；
根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段；
获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度，其中，归属于同一所述协调时段的所述协调子时段的周期优化范围、协调速度相等；
基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束、同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束。
可选地，所述交通信号协调优化模型以绿波带被打断的次数最少、绿波带的带宽最大、被打断后绿波带中心线的偏移量最小为优化目标。
可选地，所述交通信号协调优化模型包含相序决策变量，所述交通信号协调优化模型包含如下约束：
Figure 246717DEST_PATH_IMAGE001
Figure 42635DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 61407DEST_PATH_IMAGE003
为变量，
Figure 208354DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 236353DEST_PATH_IMAGE005
表示路口，
Figure 886777DEST_PATH_IMAGE006
表示相位，
Figure 342029DEST_PATH_IMAGE007
表示路口
Figure 976273DEST_PATH_IMAGE005
的第
Figure 214488DEST_PATH_IMAGE008
种相序中相位
Figure 516156DEST_PATH_IMAGE006
的绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 876730DEST_PATH_IMAGE009
为所述相序决策变量，指路口
Figure 998270DEST_PATH_IMAGE005
的相位
Figure 368071DEST_PATH_IMAGE006
实际采用的绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 993088DEST_PATH_IMAGE010
表示相序方案的序号。
可选地，所述交通信号协调优化模型的目标函数为：
Figure 790142DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 398978DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 978995DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 989677DEST_PATH_IMAGE014
为多目标权重，
Figure 957633DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 522606DEST_PATH_IMAGE016
指协调单元，
Figure 234210DEST_PATH_IMAGE017
指路径中的路口序号，
Figure 833819DEST_PATH_IMAGE018
指协调单元
Figure 972676DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 556104DEST_PATH_IMAGE017
个路口协调方向的目标车流量，
Figure 540241DEST_PATH_IMAGE019
指协调单元
Figure 259935DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 569694DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的车队离散的修正系数，
Figure 312522DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 365928DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 674550DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 155210DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 713230DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 39169DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 733456DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 650596DEST_PATH_IMAGE023
指协调单元
Figure 102437DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 497647DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带中心线偏移的距离。
可选地，所述交通信号协调优化模型包括如下约束条件：
周期时长约束：
Figure 780860DEST_PATH_IMAGE024
Figure 603323DEST_PATH_IMAGE025
Figure 870356DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 803677DEST_PATH_IMAGE027
指公共周期最大值，
Figure 472556DEST_PATH_IMAGE028
指公共周期最小值，
Figure 465920DEST_PATH_IMAGE029
指公共周期的倒数，
Figure 689091DEST_PATH_IMAGE030
指路口
Figure 426102DEST_PATH_IMAGE005
的当前周期，
Figure 949488DEST_PATH_IMAGE031
为预设常数，
Figure 51436DEST_PATH_IMAGE032
指协调单元
Figure 293061DEST_PATH_IMAGE033
的总路口数；
绿波带位置约束：
Figure 37026DEST_PATH_IMAGE034
Figure 680497DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 15664DEST_PATH_IMAGE036
指协调单元
Figure 479006DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 557821DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
Figure 55798DEST_PATH_IMAGE037
指协调单元
Figure 499549DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 450187DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 332693DEST_PATH_IMAGE038
指协调单元
Figure 154018DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 96566DEST_PATH_IMAGE017
个路口第
Figure 268922DEST_PATH_IMAGE039
个相位的相位时间，
Figure 689539DEST_PATH_IMAGE040
指表征协调单元
Figure 162108DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 744399DEST_PATH_IMAGE017
个路口是否采用第
Figure 669630DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案的系数，
Figure 893938DEST_PATH_IMAGE041
，当
Figure 627539DEST_PATH_IMAGE042
时，协调单元
Figure 911890DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 793258DEST_PATH_IMAGE017
个路口采用第
Figure 821257DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案，当
Figure 2840DEST_PATH_IMAGE043
时，协调单元
Figure 926933DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 826756DEST_PATH_IMAGE017
个路口不采用第
Figure 392867DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案；
每相邻两个路口之间的相互约束：
Figure 163377DEST_PATH_IMAGE044
Figure 523951DEST_PATH_IMAGE045
Figure 583174DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 952975DEST_PATH_IMAGE047
指协调单元
Figure 843571DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 375046DEST_PATH_IMAGE017
个路口的绝对相位差，按照周期开始时间计，
Figure 983882DEST_PATH_IMAGE048
指协调单元
Figure 157374DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 636897DEST_PATH_IMAGE017
个路口的相位
Figure 604853DEST_PATH_IMAGE006
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 700985DEST_PATH_IMAGE037
指协调单元
Figure 84693DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 949881DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 557580DEST_PATH_IMAGE049
指协调单元
Figure 141008DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 390724DEST_PATH_IMAGE017
个路口的行驶时间；
Figure 110418DEST_PATH_IMAGE050
指协调单元
Figure 420177DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 490901DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 13149DEST_PATH_IMAGE052
指协调单元
Figure 852929DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 5693DEST_PATH_IMAGE051
个路口的绝对相位差，
Figure 298134DEST_PATH_IMAGE053
指协调单元
Figure 155231DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 318360DEST_PATH_IMAGE051
个路口的相位
Figure 969921DEST_PATH_IMAGE039
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 15237DEST_PATH_IMAGE054
指协调单元
Figure 144867DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 693660DEST_PATH_IMAGE051
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 781702DEST_PATH_IMAGE055
为整数变量；
行驶时间约束：
Figure 720839DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 919739DEST_PATH_IMAGE057
指协调单元
Figure 791880DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 50823DEST_PATH_IMAGE017
个路口到第
Figure 805153DEST_PATH_IMAGE051
个路口的距离，
Figure 276585DEST_PATH_IMAGE058
指协调单元
Figure 799971DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 229815DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带设计车速；
绿波分段的相关变量约束
Figure 662984DEST_PATH_IMAGE059
Figure 203687DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 519262DEST_PATH_IMAGE061
指表征协调单元
Figure 854428DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 583350DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 131006DEST_PATH_IMAGE062
指表征协调单元
Figure 628983DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 135051DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 85689DEST_PATH_IMAGE063
指极大的正常数，
Figure 968194DEST_PATH_IMAGE064
指协调单元
Figure 992782DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 935331DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 373265DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 262724DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 735293DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 583164DEST_PATH_IMAGE065
指协调单元
Figure 242815DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 467123DEST_PATH_IMAGE051
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
绿波带和实际车流运行一致性约束：
Figure 263041DEST_PATH_IMAGE066
Figure 547392DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure 959918DEST_PATH_IMAGE068
指协调单元
Figure 394442DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 576024DEST_PATH_IMAGE069
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 31277DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 399941DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 966052DEST_PATH_IMAGE069
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 2141DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 362715DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 749834DEST_PATH_IMAGE069
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 322898DEST_PATH_IMAGE070
指协调单元
Figure 479073DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 276127DEST_PATH_IMAGE071
个路口第
Figure 557067DEST_PATH_IMAGE006
个相位的相位时间，
Figure 730559DEST_PATH_IMAGE072
，若
Figure 741241DEST_PATH_IMAGE073
，则协调单元
Figure 443617DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 539749DEST_PATH_IMAGE071
个路口采用第
Figure 985774DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案，
Figure 585383DEST_PATH_IMAGE074
指协调单元
Figure 724240DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 307668DEST_PATH_IMAGE071
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 229488DEST_PATH_IMAGE075
协调单元
Figure 214761DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 524520DEST_PATH_IMAGE071
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
过饱和情况下需求带宽约束中
Figure 64086DEST_PATH_IMAGE076
取绿信比：
Figure 117492DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 957272DEST_PATH_IMAGE076
指协调单元
Figure 172353DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 464794DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的绿波带需求带宽。
可选地，所述根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合包括：
提取所述信号方案时段中的时间点，去除其中的重复时间点，将剩余的时间点按照时序排列，相邻时间点组成一个协调子时段，得到所述协调子时段集合。
可选地，所述交通信号协调优化模型还包含同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束：
Figure 790733DEST_PATH_IMAGE078
其中，
Figure 485020DEST_PATH_IMAGE079
表示路口
Figure 136581DEST_PATH_IMAGE005
在t1协调子时段是否选用第m种相位结构，
Figure 854001DEST_PATH_IMAGE080
表示路口
Figure 718052DEST_PATH_IMAGE005
在t2协调子时段是否选用第m种相位结构，当
Figure 266845DEST_PATH_IMAGE081
时，表示第m种相位结构被选用，当
Figure 89308DEST_PATH_IMAGE082
时，表示第m种相位结构被选用。
本发明还提出一种交通信号协调优化装置，包括：
获取单元，其用于获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；
处理单元，其用于根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段；
所述获取单元，其还用于获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度；
所述处理单元，其还用于基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束、同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束。
本发明还提出一种交通信号协调优化装置，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的交通信号协调优化方法。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的交通信号协调优化方法。
本发明通过获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段，基于信号方案时段划分协调时段，得到协调子时段集合，通过交通信号协调优化模型求解各个协调子时段下的交通信号控制方案，并增加协调路径各个路口在协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束，使单个在协调时段内可以保持同一个信号方案，也可以有多个不同信号方案，进而提高交通信号协调控制的灵活性和适应性，通过协调控制，自动设置信号灯的相位差，减少车辆在各个路口上的停车时间,以保证车辆到达每个路口时，等待红灯的时间最少，特别是使干线上的车辆能够畅通行驶，提升城市交通运行效率，减少人员的参与。
附图说明
图1为本发明交通信号协调优化方法一实施例示意图；
图2为本发明交通信号协调优化方法另一实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
为便于理解，首先对本发明实施例涉及的术语进行简要介绍。
周期时长：信号灯发生变化，信号运行一个循环所需的时间，等于绿、黄、红灯时间之和；也等于全部相位所需的绿灯时间和过渡时间的总和。
绿信比：是指在一个周期内（对一指定相位），有效绿灯时间与信号周期长度之比。
相位差（又叫绿时差或绿灯起步时距）：相位差是针对两个信号路口而言，是指两个相邻路口同一相位绿灯（或红灯）开始时间之差。它分为绝对相位差和相对相位差。相对相位差是指在各路口的周期时间均相同的联动信号系统中，相邻两个交叉路口协调相位的绿灯起始时间之差。绝对相位差是指在联动信号系统中选定一标准路口，规定该路口的相位差为零，其他路口相对于标准路口的相位差叫绝对相位差。
本发明交通信号协调优化方法应用于干线协调优化，可将多个连续路口的信号联动起来进行控制，通过公共周期、相位差、相序的调整，找到尽量好的绿波带，使得车流尽量连续不停车地通过多个信号控制路口。本发明交通信号协调优化方法还可同时协调路网内多条路径。
如图1和图2所示，本发明一实施例中的交通信号协调优化方法包括：
步骤S100，获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段。
协调时段，指将多个连续路口联动控制的时段，在协调时段内，单个路口的周期、相位差方案一致，但允许单个路口在协调时段内的不同时段有不同的绿信比方案，即协调时段内，单个路口存在一个或多个时段方案。即，在协调时段内，单个路口的周期、相位差方案和绿信比方案可保持一致；或者，在协调时段内，单个路口也可有多个时段方案，即在协调时段内，单个路口的周期、相位差方案一致，但绿信比方案不一致。
步骤S100中的信号方案时段，指上文中路口的各个绿信比方案的对应时段。例如，协调时段为上午8:00-10:00，路口A在协调时段内的信号方案时段包括：8:00-9:00、9:00-10:00。
各个路口的信号方案时段，可以为预先设置好，以便在步骤S100直接获取，也可为临时计算。
步骤S200，根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段。
根据信号方案时段划分协调时段，指根据协调路径的所有路口的所有信号方案时段将协调时段做小时段的拆分，以保证最后得到每一个小时段内，各个路口都只有一套绿信比方案。具体而言，所述根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合包括：提取所述信号方案时段中的时间点，去除其中的重复时间点，将剩余的时间点按照时序排列，相邻时间点组成一个协调子时段，得到所述协调子时段集合。
例如，协调时段为上午8:00-10:00，路口A在协调时段内的信号方案时段包括：8:00-9:00、9:00-10:00，路口B在协调时段内的信号方案时段包括：8:00-8:30、8:30-10:00，路口C在协调时段内的信号方案时段包括：8:00-9:00、9:00-9:15、9:15-10:00，提取路口A、路口B、路口C的时间点：8:00、9:00、9:00、10:00、8:00、8:30、8:30、10:00、8:00、9:00、9:00、9:15、9:15、10:00，去除其中的重复时间点，得到8:00、9:00、10:00、8:30、9:15，将其按照时序排列得到8:00、8:30、9:00、9:15、10:00，则根据路口A、B、C在协调时段内的的信号方案时段将协调时段划分得到协调子时段集合：8:00-8:30、8:30-9:00、9:00-9:15、9:15-10:00，其中，每个协调子时段每个路口均只有一套绿信比方案。协调单元由协调路径与单个协调子时段组合而成，以上述协调子时段集合：8:00-8:30、8:30-9:00、9:00-9:15、9:15-10:00为例，“协调路径R，8:00-8:30”、“协调路径R，8:30-9:00”、“协调路径R，9:00-9:15”、“协调路径R，9:15-10:00”分别为四个协调单元。
在一种情况下，所有路口的信号方案时段均等于协调时段，则根据信号方案时段划分协调时段，所得的协调子时段集合包含一与协调时段相等的协调子时段。例如，协调时段为上午8:00-10:00，路口A在协调时段内的信号方案时段为：8:00-10:00；路口B在协调时段内的信号方案时段为：8:00-10:00，则根据路口A、路口B在协调时段内的信号方案时段将协调时段划分得到协调子时段集合：8:00-10:00。
在另一情况下，存在至少一个信号方案时段不等于协调时段，则信号方案时段必然会将协调时段拆分，例如，协调时段为上午8:00-10:00，路口A在协调时段内的的信号方案时段包括：8:00-9:00、9:00-10:00，路口B在协调时段内的的信号方案时段为：8:00-10:00，根据路口A、路口B在协调时段内的的信号方案时段将协调时段划分得到协调子时段集合：8:00-9:00、9:00-10:00。
步骤S300，获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度，其中，归属于同一所述协调时段的所述协调子时段的周期优化范围、协调速度相等。
基于历史流量数据，通过单点优化算法确定协调路径的各个路口的周期优化范围及绿信比，基于历史速度数据确定协调速度。
在确定协调公共周期的取值范围
Figure 356341DEST_PATH_IMAGE083
时，具体需确定：
每个路口的当前周期
Figure 961766DEST_PATH_IMAGE030
，其为直接由人为输入的单点方案周期或单点优化后的周期；每个路口的最小周期，其为满足行人最小绿灯时长且不过饱和的最小周期；每个路口的最大周期，其为排队长度不超过路段长度的最大周期；
Figure 630645DEST_PATH_IMAGE027
、
Figure 358429DEST_PATH_IMAGE084
的计算公式如下：
Figure 847179DEST_PATH_IMAGE025
Figure 584191DEST_PATH_IMAGE026
即，将所有路口中当前周期最大值作为
Figure 107576DEST_PATH_IMAGE027
，将
Figure 740683DEST_PATH_IMAGE085
作为
Figure 982308DEST_PATH_IMAGE086
，y可选等于10。
其中，若存在不满足最大最小周期的情况，则输出警告信息。
步骤S400，基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束。
以协调路径各个路口在各协调子时段的交通信号控制方案为解，以协调路径各个路口在协调时段内的协调子时段方案相位差一致为约束，由此，交通信号协调优化模型可支持单个信号路口在协调时段内可以保持同一个信号控制方案，也可以有多个信号控制方案。
一可选实施方式中，交通信号协调优化模型还包含同一个路口在协调时段内的相位结构相同的约束。另一可选实施方式中，交通信号协调优化模型不包含同一个路口在协调时段内的相位结构相同的约束，即同一个路口在协调时段内各个协调子时段的相位结构可以相同也可以不相同。
通过获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段，基于信号方案时段划分协调时段，得到协调子时段集合，通过交通信号协调优化模型求解各个协调子时段下的交通信号控制方案，并增加协调路径各个路口在协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束，使单个在协调时段内可以保持同一个信号方案，也可以有多个不同信号方案，进而提高交通信号协调控制的灵活性和适应性，通过协调控制，自动设置信号灯的相位差，减少车辆在各个路口上的停车时间,以保证车辆到达每个路口时，等待红灯的时间最少，特别是使干线上的车辆能够畅通行驶，提升城市交通运行效率，减少人员的参与。
可选地，所述交通信号协调优化模型以绿波带被打断的次数最少、绿波带的带宽最大、被打断后绿波带中心线的偏移量最小为优化目标。通过设置该优化目标，可减少车辆在各个交叉路口上的停车时间，以保证车辆到达每个路口时，等待红灯的时间最少，特别是使干线上的车辆能够畅通行驶，提升交通运行效率。
进一步地，交通信号协调优化模型的目标函数为：
Figure 195115DEST_PATH_IMAGE087
其中，
Figure 573007DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 642594DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 105936DEST_PATH_IMAGE089
、
Figure 184751DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 682728DEST_PATH_IMAGE090
为输入变量，
Figure 860900DEST_PATH_IMAGE020
、
Figure 77118DEST_PATH_IMAGE091
、
Figure 428464DEST_PATH_IMAGE092
为决策变量。
Figure 780948DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 192338DEST_PATH_IMAGE088
、
Figure 630273DEST_PATH_IMAGE089
为多目标权重，
Figure 785311DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 992301DEST_PATH_IMAGE093
指远大于，即
Figure 777854DEST_PATH_IMAGE094
远大于
Figure 703085DEST_PATH_IMAGE088
，
Figure 396235DEST_PATH_IMAGE088
远大于
Figure 723311DEST_PATH_IMAGE089
，
Figure 742082DEST_PATH_IMAGE033
指协调单元，协调单元由协调路径与单个协调子时段组合而成，
Figure 889030DEST_PATH_IMAGE017
指路径中的路口序号，
Figure 385870DEST_PATH_IMAGE018
指协调单元
Figure 567453DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 22705DEST_PATH_IMAGE017
个路口协调方向的目标车流量（pcu/h）；
Figure 594632DEST_PATH_IMAGE019
指协调单元
Figure 895163DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 931252DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的车队离散的修正系数，其等于
Figure 557406DEST_PATH_IMAGE095
，T为车辆在路段上的平均行程时间（s）,
Figure 147787DEST_PATH_IMAGE096
为协调前的绿信比，C为周期；
Figure 517588DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 345867DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 142922DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 751758DEST_PATH_IMAGE097
；
Figure 128512DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 139194DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 841570DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
Figure 937702DEST_PATH_IMAGE092
指协调单元
Figure 118148DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 248915DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带中心线偏移的距离。
可选地，所述交通信号协调优化模型包含相序决策变量，所述交通信号协调优化模型包含如下约束：
Figure 59876DEST_PATH_IMAGE001
Figure 377725DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 361862DEST_PATH_IMAGE003
为变量，
Figure 347135DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 391315DEST_PATH_IMAGE005
表示路口，
Figure 196460DEST_PATH_IMAGE006
表示相位，
Figure 249866DEST_PATH_IMAGE010
表示相序方案的序号，
Figure 761750DEST_PATH_IMAGE007
表示路口
Figure 242410DEST_PATH_IMAGE005
的第
Figure 269272DEST_PATH_IMAGE010
种相序中相位
Figure 860790DEST_PATH_IMAGE006
的绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 820656DEST_PATH_IMAGE009
为所述相序决策变量，指路口
Figure 206638DEST_PATH_IMAGE005
的相位
Figure 986375DEST_PATH_IMAGE006
实际采用的绿灯开始时间和周期开始时间的差值。
路口
Figure 381584DEST_PATH_IMAGE005
总共有
Figure 676517DEST_PATH_IMAGE098
种相序，当
Figure 498979DEST_PATH_IMAGE099
，说明第
Figure 438117DEST_PATH_IMAGE010
种相序被选用，在第
Figure 637017DEST_PATH_IMAGE010
种相序中，各相位相对周期的开始时间用符号
Figure 305896DEST_PATH_IMAGE007
表示，当
Figure 768101DEST_PATH_IMAGE099
时，
Figure 522430DEST_PATH_IMAGE100
。
现有技术中，通常将变量
Figure 525021DEST_PATH_IMAGE101
作为输入变量，而本发明将变量
Figure 782827DEST_PATH_IMAGE101
由输入变量更改为决策变量，事先给出可以采用的相序方案，通过增加该决策变量和约束，使得模型能够自动优选最佳的相序方案。
进一步地，所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束为：
Figure 947092DEST_PATH_IMAGE102
其中，
Figure 860822DEST_PATH_IMAGE103
为决策变量，表示路口
Figure 401525DEST_PATH_IMAGE005
的绝对相位差，按照周期开始时间计，
Figure 779416DEST_PATH_IMAGE104
表示路口
Figure 849003DEST_PATH_IMAGE005
在t1协调子时段的绝对相位差，
Figure 312346DEST_PATH_IMAGE105
表示路口
Figure 391160DEST_PATH_IMAGE005
在t2协调子时段的绝对相位差。
可选地，所述交通信号协调优化模型还包含同一个路口在协调时段内各个协调子时段内的相位结构相同的约束，同一个路口在协调时段内各个协调子时段内的相位结构相同的约束指协调时段内，同一个路口用相同的相位结构，表示为：
Figure 623558DEST_PATH_IMAGE078
其中，
Figure 395205DEST_PATH_IMAGE079
表示路口
Figure 814685DEST_PATH_IMAGE005
在t1协调子时段是否选用第m种相位结构，
Figure 697191DEST_PATH_IMAGE106
表示路口
Figure 49675DEST_PATH_IMAGE005
在t2协调子时段是否选用第m种相位结构，当
Figure 664327DEST_PATH_IMAGE107
时，表示第m种相位结构被选用，当
Figure 102261DEST_PATH_IMAGE082
时，表示第m种相位结构被选用。
考虑到相位结构方案的频繁变化会给驾驶员来带困扰，有安全隐患，且实际情况中有部分信号机不支持同一协调时段内对一个路口配置多个协调阶段，因此，通过增加约束，同一协调时段内一个路口只能有一套相位结构方案，解决上述问题。
进一步地，交通信号协调优化模型还包含周期时长约束：
Figure 257299DEST_PATH_IMAGE024
Figure 464290DEST_PATH_IMAGE025
Figure 577739DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 237391DEST_PATH_IMAGE027
指公共周期最大值，
Figure 461699DEST_PATH_IMAGE084
指公共周期最小值，
Figure 788775DEST_PATH_IMAGE029
指公共周期的倒数，
Figure 276388DEST_PATH_IMAGE030
指路口
Figure 688915DEST_PATH_IMAGE005
的当前周期，
Figure 389017DEST_PATH_IMAGE031
为预设常数，y可选10。
通过上述周期时长约束，可将公共周期限定在可选周期范围内，确保交通信号协调优化模型得到的最优交通信号控制方案的可执行性和有效性。
交通信号协调优化模型还包含绿波带位置约束：
Figure 570600DEST_PATH_IMAGE108
Figure 25852DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 394517DEST_PATH_IMAGE109
指协调单元
Figure 960627DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 262295DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
Figure 357290DEST_PATH_IMAGE037
指协调单元
Figure 478830DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 520736DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 676910DEST_PATH_IMAGE038
指协调单元
Figure 473965DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 551642DEST_PATH_IMAGE017
个路口第
Figure 459556DEST_PATH_IMAGE039
个相位的相位时间，
Figure 470237DEST_PATH_IMAGE041
，当
Figure 172614DEST_PATH_IMAGE110
时，路口
Figure 268746DEST_PATH_IMAGE005
采用第
Figure 449191DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案。
交通信号协调优化模型还包含每相邻两个路口之间的相互约束：
Figure 314379DEST_PATH_IMAGE044
Figure 453236DEST_PATH_IMAGE045
Figure 708768DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 224063DEST_PATH_IMAGE047
指协调单元
Figure 943758DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 722358DEST_PATH_IMAGE017
个路口的绝对相位差，按照周期开始时间计，
Figure 793082DEST_PATH_IMAGE048
指协调单元
Figure 580909DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 420690DEST_PATH_IMAGE017
个路口的相位
Figure 901349DEST_PATH_IMAGE006
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 131474DEST_PATH_IMAGE068
指协调单元
Figure 722992DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 417278DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 803260DEST_PATH_IMAGE049
指协调单元
Figure 582998DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 978207DEST_PATH_IMAGE017
个路口的行驶时间，即车流从协调子区
Figure 527000DEST_PATH_IMAGE016
的第
Figure 349462DEST_PATH_IMAGE017
个路口行驶至第
Figure 616496DEST_PATH_IMAGE051
个路口所需要的时间；
Figure 284237DEST_PATH_IMAGE111
指协调单元
Figure 953116DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 618584DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 372913DEST_PATH_IMAGE052
指协调单元
Figure 578767DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 102152DEST_PATH_IMAGE051
个路口的绝对相位差，
Figure 266417DEST_PATH_IMAGE112
指协调单元
Figure 508042DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 455270DEST_PATH_IMAGE051
个路口的相位
Figure 98741DEST_PATH_IMAGE039
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 902749DEST_PATH_IMAGE054
指协调单元
Figure 631670DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 444906DEST_PATH_IMAGE051
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 942883DEST_PATH_IMAGE055
为整数变量。
交通信号协调优化模型还包含行驶时间约束：
Figure 183371DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 134010DEST_PATH_IMAGE057
指协调单元
Figure 688619DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 41103DEST_PATH_IMAGE017
个路口到第
Figure 983651DEST_PATH_IMAGE051
个路口的距离，
Figure 890427DEST_PATH_IMAGE058
指协调单元
Figure 311044DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 783614DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带设计车速。
交通信号协调优化模型还包含绿波分段的相关变量约束：
Figure 631484DEST_PATH_IMAGE059
Figure 556715DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 249865DEST_PATH_IMAGE061
指表征协调单元
Figure 311361DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 595712DEST_PATH_IMAGE069
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 680343DEST_PATH_IMAGE062
指表征协调单元
Figure 708342DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 889924DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 814018DEST_PATH_IMAGE063
指极大的正常数，
Figure 713841DEST_PATH_IMAGE064
指协调单元
Figure 748793DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 50461DEST_PATH_IMAGE069
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 411036DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 470259DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 840060DEST_PATH_IMAGE069
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 730656DEST_PATH_IMAGE113
指协调单元
Figure 996552DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 605388DEST_PATH_IMAGE051
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度。
交通信号协调优化模型还包含绿波带和实际车流运行一致性：
Figure 513301DEST_PATH_IMAGE066
Figure 523982DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure 491938DEST_PATH_IMAGE068
指协调单元
Figure 56912DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 768516DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 633704DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 444665DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 28093DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 277809DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 731924DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 41682DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 846827DEST_PATH_IMAGE114
指协调单元
Figure 900234DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 740014DEST_PATH_IMAGE071
个路口第
Figure 892778DEST_PATH_IMAGE006
个相位的相位时间，
Figure 185219DEST_PATH_IMAGE072
，若
Figure 42316DEST_PATH_IMAGE073
，则协调单元
Figure 205445DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 857006DEST_PATH_IMAGE071
个路口采用第
Figure 636743DEST_PATH_IMAGE010
个相位结构方案，
Figure 31952DEST_PATH_IMAGE115
指协调单元
Figure 580745DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 125910DEST_PATH_IMAGE071
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 392943DEST_PATH_IMAGE075
协调单元
Figure 263947DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 667247DEST_PATH_IMAGE071
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值。该约束可能导致模型无解。
交通信号协调优化模型还包含需求带宽约束，过饱和情况下，带宽无法满足需求，也不适合做绿波协调，为了让模型有解，过饱和情况下该约束中
Figure 926190DEST_PATH_IMAGE116
取绿信比，
Figure 149360DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 886372DEST_PATH_IMAGE022
指协调单元
Figure 144178DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 574023DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
Figure 222173DEST_PATH_IMAGE116
指协调单元
Figure 762876DEST_PATH_IMAGE033
中第
Figure 875188DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的绿波带需求带宽
Figure 757825DEST_PATH_IMAGE117
，其中，
Figure 158850DEST_PATH_IMAGE118
为饱和流率。
一实施例中，本发明交通信号协调优化装置，包括：
获取单元，其用于获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；
处理单元，其用于根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段；
所述获取单元，其还用于获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度，其中，归属于同一所述协调时段的所述协调子时段的周期优化范围、协调速度相等；
所述处理单元，其还用于基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束、同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束。
本发明交通信号协调优化装置相对于现有技术所具有的有益效果与上述交通信号协调优化方法一致，此处不赘述。
一实施例中，本发明交通信号协调优化装置包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的交通信号协调优化方法。本发明交通信号协调优化装置相对于现有技术所具有的有益效果与上述交通信号协调优化方法一致，此处不赘述。
一实施例中，本发明计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的交通信号协调优化方法。
本发明计算机可读存储介质相对于现有技术所具有的有益效果与上述交通信号协调优化方法一致，此处不赘述。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交通信号协调优化方法，其特征在于，包括：
获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；
根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段；
获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度，其中，归属于同一所述协调时段的所述协调子时段的周期优化范围、协调速度相等；
基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束。
2.如权利要求1所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述交通信号协调优化模型以绿波带被打断的次数最少、绿波带的带宽最大、被打断后绿波带中心线的偏移量最小为优化目标。
3.如权利要求1或2所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述交通信号协调优化模型包含相序决策变量，所述交通信号协调优化模型包含如下约束：
Figure 726508DEST_PATH_IMAGE001
Figure 762597DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 467379DEST_PATH_IMAGE003
为变量，
Figure 588919DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 552195DEST_PATH_IMAGE005
表示路口，
Figure 708370DEST_PATH_IMAGE006
表示相位，
Figure 708687DEST_PATH_IMAGE007
表示路口
Figure 317523DEST_PATH_IMAGE005
的第
Figure 225436DEST_PATH_IMAGE008
种相序中相位
Figure 314746DEST_PATH_IMAGE009
的绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 282702DEST_PATH_IMAGE010
为所述相序决策变量，指路口
Figure 972309DEST_PATH_IMAGE005
的相位
Figure 683913DEST_PATH_IMAGE009
实际采用的绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 814681DEST_PATH_IMAGE008
表示相序方案的序号。
4.如权利要求2所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述交通信号协调优化模型的目标函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
其中，
Figure 156800DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 818857DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 334152DEST_PATH_IMAGE014
为多目标权重，
Figure 319425DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 957080DEST_PATH_IMAGE016
指协调单元，
Figure 762225DEST_PATH_IMAGE017
指路径中的路口序号，
Figure 284473DEST_PATH_IMAGE018
指协调单元
Figure 124253DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 604913DEST_PATH_IMAGE017
个路口协调方向的目标车流量，
Figure 241562DEST_PATH_IMAGE019
指协调单元
Figure 833080DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 792946DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的车队离散的修正系数，
Figure 913349DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 693086DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 416191DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 230564DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure 53026DEST_PATH_IMAGE023
指协调单元
Figure 398688DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 597588DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 735308DEST_PATH_IMAGE024
指协调单元
Figure 728672DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 483002DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带中心线偏移的距离。
5.如权利要求4所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述交通信号协调优化模型包括如下约束条件：
周期时长约束：
Figure 813489DEST_PATH_IMAGE025
Figure 336874DEST_PATH_IMAGE026
Figure 501139DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 98691DEST_PATH_IMAGE028
指公共周期最大值，
Figure 639394DEST_PATH_IMAGE029
指公共周期最小值，
Figure 220548DEST_PATH_IMAGE030
指公共周期的倒数，
Figure 821293DEST_PATH_IMAGE031
指路口
Figure 284636DEST_PATH_IMAGE005
的当前周期，
Figure 222505DEST_PATH_IMAGE032
为预设常数，
Figure 454903DEST_PATH_IMAGE033
指协调单元
Figure 305179DEST_PATH_IMAGE021
的总路口数；
绿波带位置约束：
Figure 255817DEST_PATH_IMAGE034
Figure 138322DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 959648DEST_PATH_IMAGE036
指协调单元
Figure 902196DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 340131DEST_PATH_IMAGE037
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
Figure 354223DEST_PATH_IMAGE038
指协调单元
Figure 561213DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 753291DEST_PATH_IMAGE037
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 678522DEST_PATH_IMAGE039
指协调单元
Figure 902830DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 698748DEST_PATH_IMAGE037
个路口第
Figure 717519DEST_PATH_IMAGE009
个相位的相位时间，
Figure 130046DEST_PATH_IMAGE040
指表征协调单元
Figure 485941DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 667524DEST_PATH_IMAGE037
个路口是否采用第
Figure 591617DEST_PATH_IMAGE008
个相位结构方案的系数，
Figure 225861DEST_PATH_IMAGE041
，当
Figure 791972DEST_PATH_IMAGE042
时，协调单元
Figure 172269DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 798422DEST_PATH_IMAGE017
个路口采用第
Figure 513437DEST_PATH_IMAGE008
个相位结构方案，当
Figure 883239DEST_PATH_IMAGE043
时，协调单元
Figure 39413DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 39730DEST_PATH_IMAGE017
个路口不采用第
Figure 648566DEST_PATH_IMAGE008
个相位结构方案；
每相邻两个路口之间的相互约束：
Figure 556479DEST_PATH_IMAGE044
Figure 645789DEST_PATH_IMAGE045
Figure 613745DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 303353DEST_PATH_IMAGE047
指协调单元
Figure 14957DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 880145DEST_PATH_IMAGE017
个路口的绝对相位差，按照周期开始时间计，
Figure 222264DEST_PATH_IMAGE048
指协调单元
Figure 805692DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 665195DEST_PATH_IMAGE017
个路口的相位
Figure 384889DEST_PATH_IMAGE006
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 694648DEST_PATH_IMAGE038
指协调单元
Figure 93268DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 146675DEST_PATH_IMAGE017
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
Figure 986455DEST_PATH_IMAGE049
指协调单元
Figure 935956DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 493977DEST_PATH_IMAGE017
个路口的行驶时间；
Figure 164124DEST_PATH_IMAGE050
指协调单元
Figure 858410DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 775550DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 24129DEST_PATH_IMAGE052
指协调单元
Figure 419338DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 233711DEST_PATH_IMAGE051
个路口的绝对相位差，
Figure 384069DEST_PATH_IMAGE053
指协调单元
Figure 651103DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 928631DEST_PATH_IMAGE051
个路口的相位
Figure 597510DEST_PATH_IMAGE009
绿灯开始时间和周期开始时间的差值，
Figure 590874DEST_PATH_IMAGE054
指协调单元
Figure 814045DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 551057DEST_PATH_IMAGE051
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 402338DEST_PATH_IMAGE055
为整数变量；
行驶时间约束：
Figure 832182DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 73808DEST_PATH_IMAGE057
指协调单元
Figure 693139DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 336610DEST_PATH_IMAGE017
个路口到第
Figure 671776DEST_PATH_IMAGE051
个路口的距离，
Figure 603960DEST_PATH_IMAGE058
指协调单元
Figure 682775DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 774228DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带设计车速；
绿波分段的相关变量约束：
Figure 545874DEST_PATH_IMAGE059
Figure 496513DEST_PATH_IMAGE060
其中，
Figure 457647DEST_PATH_IMAGE061
指表征协调单元
Figure 810131DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 221521DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 659455DEST_PATH_IMAGE062
指表征协调单元
Figure 80072DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 880538DEST_PATH_IMAGE051
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 993987DEST_PATH_IMAGE063
指极大的正常数，
Figure 997847DEST_PATH_IMAGE064
指协调单元
Figure 222155DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 283652DEST_PATH_IMAGE017
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 36844DEST_PATH_IMAGE023
指协调单元
Figure 449371DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 477370DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 986848DEST_PATH_IMAGE065
指协调单元
Figure 176521DEST_PATH_IMAGE021
中第
Figure 545186DEST_PATH_IMAGE051
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度；
绿波带和实际车流运行一致性约束：
Figure 111296DEST_PATH_IMAGE066
Figure 412965DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure 852167DEST_PATH_IMAGE068
指协调单元
Figure 239286DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 202563DEST_PATH_IMAGE037
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值，
Figure 93159DEST_PATH_IMAGE023
指协调单元
Figure 890213DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 702312DEST_PATH_IMAGE037
个路口下游路段的小汽车绿波带宽度，
Figure 875804DEST_PATH_IMAGE020
指表征协调单元
Figure 886485DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 933070DEST_PATH_IMAGE037
个路口处绿波带是否断开的系数，
Figure 29202DEST_PATH_IMAGE069
指协调单元
Figure 334281DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 199469DEST_PATH_IMAGE070
个路口第
Figure 338326DEST_PATH_IMAGE006
个相位的相位时间，
Figure 125017DEST_PATH_IMAGE071
，若
Figure 374732DEST_PATH_IMAGE072
，则协调单元
Figure 704214DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 13972DEST_PATH_IMAGE070
个路口采用第
Figure 84697DEST_PATH_IMAGE008
个相位结构方案，
Figure 465999DEST_PATH_IMAGE073
指协调单元
Figure 305779DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 786439DEST_PATH_IMAGE070
个路口处绿波带中心线偏移的距离，
Figure 547722DEST_PATH_IMAGE074
协调单元
Figure 404819DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 177735DEST_PATH_IMAGE070
个路口绿波带中心线和绿灯开始时间差值；
过饱和情况下需求带宽约束中
Figure 829296DEST_PATH_IMAGE075
取绿信比：
Figure 874612DEST_PATH_IMAGE076
其中，
Figure 738663DEST_PATH_IMAGE075
指协调单元
Figure 287456DEST_PATH_IMAGE016
中第
Figure 375498DEST_PATH_IMAGE017
个路口下游路段的绿波带需求带宽。
6.如权利要求1所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合包括：
提取所述信号方案时段中的时间点，去除其中的重复时间点，将剩余的时间点按照时序排列，相邻时间点组成一个协调子时段，得到所述协调子时段集合。
7.如权利要求1所述的交通信号协调优化方法，其特征在于，所述交通信号协调优化模型还包含同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束：
Figure 970427DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 169327DEST_PATH_IMAGE078
表示路口
Figure 651255DEST_PATH_IMAGE005
在t1协调子时段是否选用第m种相位结构，
Figure 910198DEST_PATH_IMAGE079
表示路口
Figure 664528DEST_PATH_IMAGE005
在t2协调子时段是否选用第m种相位结构，当
Figure 870381DEST_PATH_IMAGE080
时，表示第m种相位结构被选用，当
Figure 393766DEST_PATH_IMAGE081
时，表示第m种相位结构被选用。
8.一种交通信号协调优化装置，其特征在于，包括：
获取单元，其用于获取协调时段内，协调路径各个路口的信号方案时段；
处理单元，其用于根据所述信号方案时段划分所述协调时段，得到协调子时段集合，其中，当所有所述信号方案时段均等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含一与所述协调时段相等的协调子时段，当存在至少一个所述信号方案时段不等于所述协调时段时，所述协调子时段集合包含多个与所述协调时段不相等的协调子时段；
所述获取单元，其还用于获取所述协调路径各个路口在各所述协调子时段的周期优化范围、绿信比及协调速度，其中，归属于同一所述协调时段的所述协调子时段的周期优化范围、协调速度相等；
所述处理单元，其还用于基于所述周期优化范围、所述绿信比及所述协调速度，通过交通信号协调优化模型，进行公共周期、相位差及相序优化，得到优化后的交通信号控制方案，其中，所述交通信号协调优化模型包含所述协调路径各个路口在所述协调时段内的协调子时段方案相位差一致的约束、同一个路口在所述协调时段内的相位结构相同的约束。
9.一种交通信号协调优化装置，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-7任一项所述的交通信号协调优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1-7任一项所述的交通信号协调优化方法。
CN202110939972.7A 2021-08-17 2021-08-17 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质 Active CN113393681B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110939972.7A CN113393681B (zh) 2021-08-17 2021-08-17 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110939972.7A CN113393681B (zh) 2021-08-17 2021-08-17 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113393681A true CN113393681A (zh) 2021-09-14
CN113393681B CN113393681B (zh) 2022-01-07

Family

ID=77622656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110939972.7A Active CN113393681B (zh) 2021-08-17 2021-08-17 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113393681B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115050198A (zh) * 2022-08-12 2022-09-13 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质
CN116721548A (zh) * 2023-08-07 2023-09-08 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种跨时段方案安全切换的信号控制方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103021195A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 浙江大学 一种相邻交叉口协调控制相位差的优化方法
CN103021193A (zh) * 2012-11-21 2013-04-03 华南理工大学 一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法
CN104183145A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 河南理工大学 交通干线三路口控制子区双向绿波协调控制方法
CN105118311A (zh) * 2015-05-26 2015-12-02 公安部交通管理科学研究所 两相位信号交叉口干线协调控制方法
CN106846842A (zh) * 2017-03-24 2017-06-13 上海理工大学 基于多时段控制方案的城市干道协调控制优化方法
CN108053661A (zh) * 2017-12-19 2018-05-18 青岛海信网络科技股份有限公司 一种交通控制的方法及装置
CN109215340A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 广州运星科技有限公司 一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质
CN109326131A (zh) * 2018-11-28 2019-02-12 南京莱斯信息技术股份有限公司 一种自动调整周期和绿信比的交通信号协调控制方法
CN112289043A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 上海电科智能系统股份有限公司 一种城市道路的智能信号协调控制优化方法
CN112509342A (zh) * 2020-12-04 2021-03-16 东南大学 一种基于分段绿波的长干线交叉口信号协调控制方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103021193A (zh) * 2012-11-21 2013-04-03 华南理工大学 一种面向行驶速度区间的干道绿波协调控制方法
CN103021195A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 浙江大学 一种相邻交叉口协调控制相位差的优化方法
CN104183145A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 河南理工大学 交通干线三路口控制子区双向绿波协调控制方法
CN105118311A (zh) * 2015-05-26 2015-12-02 公安部交通管理科学研究所 两相位信号交叉口干线协调控制方法
CN106846842A (zh) * 2017-03-24 2017-06-13 上海理工大学 基于多时段控制方案的城市干道协调控制优化方法
CN108053661A (zh) * 2017-12-19 2018-05-18 青岛海信网络科技股份有限公司 一种交通控制的方法及装置
CN109215340A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 广州运星科技有限公司 一种交叉路口流量动态控制方法、系统、设备和存储介质
CN109326131A (zh) * 2018-11-28 2019-02-12 南京莱斯信息技术股份有限公司 一种自动调整周期和绿信比的交通信号协调控制方法
CN112289043A (zh) * 2020-10-28 2021-01-29 上海电科智能系统股份有限公司 一种城市道路的智能信号协调控制优化方法
CN112509342A (zh) * 2020-12-04 2021-03-16 东南大学 一种基于分段绿波的长干线交叉口信号协调控制方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于吴坤: "道路交通干线协调控制信号配时方法研究及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
谢睿: "基于多时段划分的干线绿波控制研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
赵伟明: "面向交通控制的时段划分与子区划分", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115050198A (zh) * 2022-08-12 2022-09-13 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质
CN115050198B (zh) * 2022-08-12 2023-01-31 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质
CN116721548A (zh) * 2023-08-07 2023-09-08 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种跨时段方案安全切换的信号控制方法
CN116721548B (zh) * 2023-08-07 2023-12-26 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 一种跨时段方案安全切换的信号控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113393681B (zh) 2022-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106781563B (zh) 一种城市快速路交叉口公交优先信号协调配时方法
CN113393681B (zh) 交通信号协调优化方法及装置、计算机可读存储介质
CN110136455B (zh) 一种交通信号灯配时方法
CN104464310B (zh) 城市区域多交叉口信号协同优化控制方法及系统
CN107862878B (zh) 基于相位方案决策的单交叉口自适应控制方法
CN111145565B (zh) 一种用于城市交通的协调路线和协调方案的推荐方法及系统
CN108053661B (zh) 一种交通控制的方法及装置
CN109615887A (zh) 智慧交通网络系统信号指引方法
CN105096643B (zh) 基于多线路前车运行数据的实时公交到站时间预测方法
CN102002901B (zh) 基于复杂度控制的交叉口空间设计方法
CN105046987A (zh) 一种基于强化学习的路面交通信号灯协调控制方法
CN107016857A (zh) 一种信控交叉口左转交通组合设计优化方法
CN104615897A (zh) 基于低频gps数据的路段行程时间估算方法
CN105788298A (zh) 一种双向绿波控制的方法及装置
KR20110048213A (ko) 연료 최소화 경로 및 비용 산출 방법
KR101889871B1 (ko) 교차로 신호의 제어 방법 및 장치
CN113393680B (zh) 一种子区协调自适应控制方法及装置
CN102592459A (zh) 一种公交系统区域绿波信号控制方法
CN111951571A (zh) 一种交通事故下路段拥堵车辆疏导系统及方法
JP2000231690A (ja) 旅行時間予測装置
CN110838237B (zh) 一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法
CN110164148B (zh) 一种城市路口交通灯智能配时控制方法及控制系统
CN106530722B (zh) 一种设置调头开口的信号交叉口双左转车道通行能力计算方法
CN112669643A (zh) 一种基于双层规划的公交实时调度与信号控制方法
CN112699535A (zh) 高架地面联动交通信号区域自适应控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant