CN113823101B - 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统 - Google Patents

一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113823101B
CN113823101B CN202111106933.5A CN202111106933A CN113823101B CN 113823101 B CN113823101 B CN 113823101B CN 202111106933 A CN202111106933 A CN 202111106933A CN 113823101 B CN113823101 B CN 113823101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lane
phase
time
current
signal control
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.)
Active
Application number
CN202111106933.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113823101A (zh
Inventor
刘东波
华璟怡
何广进
朱远建
司宇琪
张志云
付强
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.)
Traffic Management Research Institute of Ministry of Public Security
Original Assignee
Traffic Management Research Institute of Ministry of Public Security
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 Traffic Management Research Institute of Ministry of Public Security filed Critical Traffic Management Research Institute of Ministry of Public Security
Priority to CN202111106933.5A priority Critical patent/CN113823101B/zh
Publication of CN113823101A publication Critical patent/CN113823101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113823101B publication Critical patent/CN113823101B/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
    • G08G1/08—Controlling traffic signals according to detected number or speed of vehicles
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • G08G1/0125—Traffic data processing
    • G08G1/0129—Traffic data processing for creating historical data or processing based on historical data
    • 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

Abstract

本发明涉及交叉口交通信号控制技术领域，具体公开了一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，包括：分别获取交叉口静态基本参数和交叉口进口车道的车流状态数据；根据交叉口静态基本参数和历史车流状态数据，计算出交叉口的信号控制特征参数；根据当前车流状态数据和信号控制特征参数，在当前信号周期内执行相位动态切换判别，并在执行完成后，根据当前周期内相位实际切换情况，实时计算出下一周期内放行车道的各相位调节需求权重以及各相位基准绿灯时间。本发明还公开了一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制系统。本发明提供的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，有助于实现适应交通需求实时变化的信号迭代优化控制。

Description

一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统
技术领域
本发明涉及交叉口交通信号控制技术领域，更具体地，涉及一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统。
背景技术
面对全国大中城市高峰拥堵已成常态、客观道路交通条件改善有限的现实情况，如何通过科学高效的交叉口交通信号控制来适应交通变化、提升通行效率、减少损失时间，对促进交通流在路网中的合理分配，缓解交通拥堵以及提高出行体验具有重要意义。
然而，现有信控技术仍以实时采集的断面流量数据为源，采用模型计算与预测的方式获取控制所需的交通运行参数，但受实际环境中的检测可靠性与模型精准性限制，实际执行效果有限；而基于新型感知技术获取的交通状态、位置、身份等多元数据，尚欠缺与之匹配的实时信号控制技术路径与内嵌算法支撑，主要用于交叉口静态信号配时方案的制定中，无法充分发挥其数据优势。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，可以实现适应交通需求实时变化的信号迭代优化控制。
作为本发明的第一个方面，提供一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
步骤S2：根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
步骤S3：根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
步骤S4：当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
步骤S5：根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至步骤S3；
其中，所述步骤S4中，还包括如下步骤：
步骤S4.1：计算当前信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重
Figure GDA0003629196340000011
即未及时放行车辆所需的额外补偿时间，二次排队补偿权重
Figure GDA0003629196340000012
的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000013
式中，
Figure GDA0003629196340000021
为当前信号控制周期相位i的各放行车道j在绿灯结束时刻的未及时放行车辆排队长度；
Figure GDA0003629196340000022
为车道j的饱和车头时距；
步骤S4.2：计算当前信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重
Figure GDA0003629196340000023
即离散车辆通过造成的绿灯损耗时间，绿灯损耗权重
Figure GDA0003629196340000024
的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000025
式中，
Figure GDA0003629196340000026
为相位i在当前信号控制周期内的实际绿灯时长；mij为当前信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数；
步骤S4.3：计算下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重wi，各相位调节需求权重wi的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000027
式中，
Figure GDA0003629196340000028
为上一信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重，
Figure GDA0003629196340000029
为上一信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重；
其中，所述步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S5.1：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位i的可调节空间指数Ii，各相位i的可调节空间指数Ii的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000210
式中，
Figure GDA00036291963400000211
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间；
Figure GDA00036291963400000212
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure GDA00036291963400000213
为相位i的基准绿灯时间最大限值；wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
步骤S5.2：计算所述下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，所述整体均衡放行分配调节指数I的计算公式如下：
I＝min(Ii，1)
式中，Ii为各相位i的可调节空间指数；
步骤S5.3：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间
Figure GDA00036291963400000214
各相位基准绿灯时间
Figure GDA00036291963400000215
的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000216
式中，I为下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
Figure GDA00036291963400000217
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间。
进一步地，所述步骤S1中，还包括：
所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure GDA00036291963400000218
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000031
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure GDA0003629196340000032
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
进一步地，所述步骤S2中，所述信号控制特征参数包括相位最小绿灯时间gmin、相位最大绿灯时间gmax、相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in、车道饱和车头时距hsat、车道空置车头时距hvac以及车道最大排队空间Lmax，具体包括如下步骤：
步骤S2.1：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最小绿灯时间gmin，所述相位最小绿灯时间gmin的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000033
Figure GDA0003629196340000034
式中，
Figure GDA0003629196340000035
为相位i的最小绿灯时间；
Figure GDA0003629196340000036
为相位i放行的非机动车流或行人流u所需的安全过街时间；lu为非机动车流或行人流u的过街距离；υu为非机动车流或行人流u的过街速度，其中，非机动车流的过街速度取4.2m/s，行人流的过街速度取1.2m/s；
步骤S2.2：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最大绿灯时间gmax，所述相位最大绿灯时间gmax的计算公式如下：
yi＝max(fij/sj)
Figure GDA0003629196340000037
式中，
Figure GDA0003629196340000038
为相位i的最大绿灯时间；n为相位数；yi为相位i的临界车道流量比；fij为相位i放行车道j的小时交通流量；sj为车道j的饱和流量，直行车道取1650pcu/h，左转车道与右转车道取1500pcu/h；Cmax为信号交叉口允许的最大信号周期长度，常规四相位控制交叉口取180s；Tlost为信号总损失时间，值为黄灯时间乘以相位数，常规四相位控制交叉口黄灯时间为3s，则信号总损失时间为12s；
步骤S2.3：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in，所述相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000039
Figure GDA00036291963400000310
Figure GDA00036291963400000311
Figure GDA0003629196340000041
Figure GDA0003629196340000042
式中，
Figure GDA0003629196340000043
为相位i的基准绿灯时间初始值；
Figure GDA0003629196340000044
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure GDA0003629196340000045
为相位i的基准绿灯时间最大限值；
Figure GDA0003629196340000046
为第d天的最佳周期长度；Tlost为信号总损失时间；yid为步骤S2.2中计算出的相位i第d天的临界车道流量比；gid为相位i第d天的最佳绿灯时间；
Figure GDA0003629196340000047
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的中位数；
Figure GDA0003629196340000048
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的85分位数；
Figure GDA0003629196340000049
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的15分位数；
步骤S2.4：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道饱和车头时距hsat，所述车道饱和车头时距hsat的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000410
式中，
Figure GDA00036291963400000411
为车道j的饱和车头时距，
Figure GDA00036291963400000412
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的15分位数；
步骤S2.5：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道空置车头时距hvac，所述车道空置车头时距hvac的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000413
式中，
Figure GDA00036291963400000414
为车道j的空置车头时距，
Figure GDA00036291963400000415
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的85分位数；
步骤S2.6：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道最大排队空间Lmax，所述车道最大排队空间Lmax的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000416
式中，
Figure GDA00036291963400000417
为车道j的最大排队空间；
Figure GDA00036291963400000418
为车道j的可供排队车辆贮存空间的长度；
Figure GDA00036291963400000419
为步骤S2.2中计算出的车道j放行所对应相位i的最大绿灯时间；
Figure GDA00036291963400000420
为步骤S2.4中计算出的车道j的饱和车头时距。
进一步地，所述步骤S3中，还包括如下步骤：
步骤S3.1：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400000421
是否大于所述相位最小绿灯时间
Figure GDA00036291963400000422
若是，则执行步骤S3.2；若否，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；步骤S3.2：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400000423
是否小于所述相位最大绿灯时间
Figure GDA00036291963400000424
若是，则执行步骤S3.3；若否，执行相位切换；
步骤S3.3：判断当前相位i各个非放行车道k车辆当前排队长度lk是否小于所述车道最大排队空间Lmax，若当前相位i所有非放行车道k车辆当前排队长度lk均小于所述车道最大排队空间Lmax，则所有非放行车道k车辆当前排队判定为未溢出，则执行步骤S3.4；若当前相位i任一非放行车道k车辆当前排队长度lk不小于所述车道最大排队空间Lmax，则非放行车道k车辆当前排队判定为溢出，执行相位切换；
步骤S3.4：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400000425
是否小于相位i的基准绿灯时间
Figure GDA00036291963400000426
若是，则执行步骤S3.5；若否，转入步骤S3.6；
其中，若当前相位i是对应时段第一次执行，采用所述基准绿灯时间初始值
Figure GDA0003629196340000051
作为判定条件，即
Figure GDA0003629196340000052
若当前相位i不是对应时段第一次执行，则采用上一信号控制周期结束后计算得到的本信号控制周期的各相位基准绿灯时间作为判定条件；
步骤S3.5：判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000053
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000054
则放行车道j当前车头时距hj判定为未空置，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000055
则放行车道j当前车头时距hj判定为空置，执行相位切换；
步骤S3.6：判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA0003629196340000056
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA0003629196340000057
则放行车道j当前车头时距hj判定为饱和，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA0003629196340000058
则放行车道j当前车头时距hj判定为不饱和，执行相位切换。
作为本发明的第二个方面，提供一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制系统，用于实现前述任意一项所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，包括：
获取模块，用于分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
第一计算模块，用于根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
判别模块，用于根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
第二计算模块，用于当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
第三计算模块，用于根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至所述判别模块的执行过程。
进一步地，所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure GDA0003629196340000059
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000061
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure GDA0003629196340000062
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
本发明提供的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法具有以下优点：能够基于检测到的进口车道绿灯放行及红灯排队车流状态，标定动态响应控制特征参数及其可调节域，实现完全数据驱动的控制参数自动生成；同时，在相位动态切换判别中加入了相位基准绿灯时间这一特征参数，将相位绿灯时间划分为前后两部分执行不同的控制策略，递进实现了停车率最小化与通行能力最大化两项控制目标；此外，在一个信号控制周期执行完成后，能够实时评估各相位控制效益，并基于反馈结果实时优化下一周期特征参数，实现了以短时集聚快速消散为目标的量化补偿反馈控制。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法的流程图。
图2为本发明提供的相位动态切换判别的流程图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本实施例中提供了一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，如图1所示，所述感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法包括：
步骤S1：分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
需要说明的是，信号交叉口进口车道的车流状态数据包括交叉口进口车道绿灯放行及红灯排队两类场景下的车流状态数据；
步骤S2：根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
步骤S3：根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
步骤S4：当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
步骤S5：根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至步骤S3。
优选地，所述步骤S1中，还包括：
所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure GDA0003629196340000071
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000072
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure GDA0003629196340000073
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
应当理解的是，根据交叉口路面交通渠化，测算各流向非机动车流或行人流的过街距离lu，行人流的过街距离lu为人行横道的长度，非机动车流的过街距离lu为进口道非机动车停止线至出口道人行横道内侧的非机动车行驶轨迹。同时，测算各车道可供排队车辆贮存空间的长度lq，通常为机动车停车线至进口道渐变段远端的距离(即车道数发生变化的路段与路口衔接段，离路口停车线较远的一端)。随后，调查交叉口运行情况，获取非机动车流或行人流的过街速度υ，各车道饱和流量s，信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax，信号总损失时间Tlost(黄灯时间乘以相位数)。若为新建交叉口，非机动车流过街速度默认值可取4.2m/s，行人过街速度默认值可取1.2m/s，直行车道饱和流量默认值可取1650pcu/h，左转车道与右转车道饱和流量默认值可取1650pcu/h，常规三相位控制交叉口最大信号周期长度默认值可取150s、信号总损失时间默认值可取9s，常规四相位控制交叉口最大信号周期长度默认值可取180s、信号总损失时间默认值可取12s。
应当理解的是，交叉口信号控制系统具有车流状态感知功能、信号控制放行流向检测功能、感知与控制数据时空匹配功能。车流状态感知功能能够实时接收视频交通检测器检测到的车道级排队长度、断面占有率、停车线车头时距数据。信号控制放行流向检测功能能够实时监测当前交叉口的放行流向。感知与控制数据时空匹配功能可将上述两类数据进行时间和空间上的匹配，实现单个车道的绿灯放行与红灯排队两大场景下的车流状态实时数据感知。其中，车道处于绿灯放行时，能够获取停车线处通过车辆的交通流量f，进口检测断面(停车线上游50-100米，根据交通渠化、杆件位置确定)处的车辆车头时距h，实时相位绿灯持续时间tg，相位结束后的相位实际绿灯时长greal及各放行车道通过车辆数m；车道处于红灯排队时，能够获取队尾车辆与停车线间的距离l。
优选地，所述步骤S2中，所述信号控制特征参数包括相位最小绿灯时间gmm、相位最大绿灯时间gmax、相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gret.ub]及其初始值gref.in、车道饱和车头时距hsat、车道空置车头时距hvac以及车道最大排队空间Lmax，具体包括如下步骤：
步骤S2.1：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最小绿灯时间gmin，相位最小绿灯时间gmin旨在保护非机动车及行人的过街安全，所述相位最小绿灯时间gmin的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000081
Figure GDA0003629196340000082
式中，
Figure GDA0003629196340000083
为相位i的最小绿灯时间；
Figure GDA0003629196340000084
为相位i放行的非机动车流或行人流u所需的安全过街时间；lu为非机动车流或行人流u的过街距离；υu为非机动车流或行人流u的过街速度，其中，非机动车流的过街速度取4.2m/s，行人流的过街速度取1.2m/s；
步骤S2.2：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最大绿灯时间gmax，相位最大绿灯时间gmax是指对应相位的绿灯时间可达到的最大值，所述相位最大绿灯时间gmax的计算公式如下：
yi＝max(fij/sj)
Figure GDA0003629196340000085
式中，
Figure GDA0003629196340000086
为相位i的最大绿灯时间；n为相位数；yi为相位i的临界车道流量比；fij为相位i放行车道j的小时交通流量；sj为车道j的饱和流量，直行车道取1650pcu/h，左转车道与右转车道取1500pcu/h；Cmax为信号交叉口允许的最大信号周期长度，常规四相位控制交叉口取180s；Tlost为信号总损失时间，值为黄灯时间乘以相位数，常规四相位控制交叉口黄灯时间为3s，则信号总损失时间为12s；
步骤S2.3：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，ref.ub]及其初始值gref.in，所述相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000087
Figure GDA0003629196340000088
Figure GDA0003629196340000089
Figure GDA00036291963400000810
Figure GDA00036291963400000811
式中，
Figure GDA00036291963400000812
为相位i的基准绿灯时间初始值；
Figure GDA00036291963400000813
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure GDA00036291963400000814
为相位i的基准绿灯时间最大限值；
Figure GDA00036291963400000815
为第d天的最佳周期长度；Tlost为信号总损失时间；yid为步骤S2.2中计算出的相位i第d天的临界车道流量比；gid为相位i第d天的最佳绿灯时间；
Figure GDA0003629196340000091
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的中位数(50分位数，即样本中有一半数量的值小于该值)；
Figure GDA0003629196340000092
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的85分位数(即样本中有85％数量的值小于该值)；
Figure GDA0003629196340000093
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的15分位数(即样本中有15％数量的值小于该值)；
需要说明的是，相位基准绿灯时间是指下一信号周期内，根据上周期绿灯放行与红灯排队情况，实时调整生成的下周期预计相位绿灯时间。相位基准绿灯时间初始值为该时段方案第一次执行时的预设值，可调节域为方案执行时相位基准绿灯时间调整能够达到的最小限值和最大限值；
步骤S2.4：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道饱和车头时距hsat，所述车道饱和车头时距hsat的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000094
式中，
Figure GDA0003629196340000095
为车道j的饱和车头时距，
Figure GDA0003629196340000096
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的15分位数(即样本中有15％数量的值小于该值)；
步骤S2.5：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道空置车头时距hvac，所述车道空置车头时距hvac的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000097
式中，
Figure GDA0003629196340000098
为车道j的空置车头时距，
Figure GDA0003629196340000099
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的85分位数(即样本中有85％数量的值小于该值)；
步骤S2.6：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道最大排队空间Lmax，车道最大排队空间Lmax是指每个车道可供排队车辆停放的最大空间长度，所述车道最大排队空间Lmax的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400000910
式中，
Figure GDA00036291963400000911
为车道j的最大排队空间；
Figure GDA00036291963400000912
为车道j的可供排队车辆贮存空间的长度；
Figure GDA00036291963400000913
为步骤S2.2中计算出的车道j放行所对应相位i的最大绿灯时间；
Figure GDA00036291963400000914
为步骤S2.4中计算出的车道j的饱和车头时距。
优选地，所述步骤S3中，根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别，在控制过程中每2秒进行一次相位切换判断，每次相位切换判断过程如图2所示，具体包括如下步骤：
步骤S3.1：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400000915
是否大于所述相位最小绿灯时间
Figure GDA00036291963400000916
若是，则执行步骤S3.2；若否，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；步骤S3.2：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400000917
是否小于所述相位最大绿灯时间
Figure GDA00036291963400000918
若是，则执行步骤S3.3；若否，执行相位切换；
步骤S3.3：判断当前相位i各个非放行车道k车辆当前排队长度lk是否小于所述车道最大排队空间Lmax，若当前相位i所有非放行车道k车辆当前排队长度lk均小于所述车道最大排队空间Lmax，则所有非放行车道k车辆当前排队判定为未溢出，则执行步骤S3.4；若当前相位i任一非放行车道k车辆当前排队长度lk不小于所述车道最大排队空间Lmax，则非放行车道k车辆当前排队判定为溢出，执行相位切换；
步骤S3.4：判断当前相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000101
是否小于相位i的基准绿灯时间
Figure GDA0003629196340000102
若是，则执行步骤S3.5；若否，转入步骤S3.6；
其中，若当前相位i是对应时段第一次执行，采用所述基准绿灯时间初始值
Figure GDA0003629196340000103
作为判定条件，即
Figure GDA0003629196340000104
若当前相位i不是对应时段第一次执行，则采用上一信号控制周期结束后计算得到的本信号控制周期的各相位基准绿灯时间作为判定条件；
步骤S3.5：经前述判定步骤，当前相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000105
满足
Figure GDA0003629196340000106
执行停车率最小化策略，在此策略下，判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000107
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000108
则放行车道j当前车头时距hj判定为未空置，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的空置车头时距
Figure GDA0003629196340000109
则放行车道j当前车头时距hj判定为空置，执行相位切换；
步骤S3.6：经前述判定步骤，当前相位绿灯持续时间
Figure GDA00036291963400001010
满足
Figure GDA00036291963400001011
执行通行能力最大化策略，在此策略下，判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA00036291963400001012
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA00036291963400001013
则放行车道j当前车头时距hj判定为饱和，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的饱和车头时距
Figure GDA00036291963400001014
则放行车道j当前车头时距hj判定为不饱和，执行相位切换。
优选地，所述步骤S4中，还包括如下步骤：
步骤S4.1：计算当前信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重
Figure GDA00036291963400001015
即未及时放行车辆所需的额外补偿时间，二次排队补偿权重
Figure GDA00036291963400001016
的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400001017
式中，
Figure GDA00036291963400001018
为当前信号控制周期相位i的各放行车道j在绿灯结束时刻的未及时放行车辆排队长度；
Figure GDA00036291963400001019
为车道j的饱和车头时距；
步骤S4.2：计算当前信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重
Figure GDA00036291963400001020
即离散车辆通过造成的绿灯损耗时间，绿灯损耗权重
Figure GDA00036291963400001021
的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400001022
式中，
Figure GDA00036291963400001023
为相位i在当前信号控制周期内的实际绿灯时长；mij为当前信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数；
步骤S4.3：计算下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重wi，其中，计算下一信号控制周期内各放行车道的相位调节需求，并将车道调节需求最大值作为各相位的下周期调节需求权重，各相位调节需求权重wi的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000111
式中，
Figure GDA0003629196340000112
为上一信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重，
Figure GDA0003629196340000113
为上一信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重。
优选地，所述步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S5.1：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位i的可调节空间指数Ii，其中，计算各相位的上周期执行的基准绿灯时间与最大/最小限值间的可调节空间，并分析各相位的可调节空间能否满足调节需求，各相位i的可调节空间指数Ii的计算公式如下：
Figure GDA0003629196340000114
式中，
Figure GDA0003629196340000115
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间；
Figure GDA0003629196340000116
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure GDA0003629196340000117
为相位i的基准绿灯时间最大限值；wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
步骤S5.2：计算所述下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，保障下周期各相位基准绿灯时间不超出可调节域，所述整体均衡放行分配调节指数I的计算公式如下：
I＝min(Ii，1)
式中，Ii为各相位i的可调节空间指数；
步骤S5.3：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间
Figure GDA0003629196340000118
其中，在上周期执行的基准绿灯时间上加入计算得到的调整时间，生成下周期各相位基准绿灯时间，各相位基准绿灯时间
Figure GDA0003629196340000119
的计算公式如下：
Figure GDA00036291963400001110
式中，I为下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
Figure GDA00036291963400001111
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间。
作为本发明的另一实施例，提供一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制系统，包括：
获取模块，用于分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
第一计算模块，用于根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
判别模块，用于根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
第二计算模块，用于当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
第三计算模块，用于根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至所述判别模块的执行过程。
优选地，所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure GDA0003629196340000121
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure GDA0003629196340000122
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure GDA0003629196340000123
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
本发明提供的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，能够基于检测到的进口车道绿灯放行及红灯排队车流状态，标定动态响应控制特征参数及其可调节域，实现完全数据驱动的控制参数自动生成；同时，在相位动态切换判别中加入了相位基准绿灯时间这一特征参数，将相位绿灯时间划分为前后两部分执行不同的控制策略，递进实现了停车率最小化与通行能力最大化两项控制目标；此外，在一个信号控制周期执行完成后，能够实时评估各相位控制效益，并基于反馈结果实时优化下一周期特征参数，实现了以短时集聚快速消散为目标的量化补偿反馈控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
步骤S2：根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
步骤S3：根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
步骤S4：当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
步骤S5：根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至步骤S3；
其中，所述步骤S4中，还包括如下步骤：
步骤S4.1：计算当前信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重
Figure FDA0003629196330000011
即未及时放行车辆所需的额外补偿时间，二次排队补偿权重
Figure FDA0003629196330000012
的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000013
式中，
Figure FDA0003629196330000014
为当前信号控制周期相位i的各放行车道j在绿灯结束时刻的未及时放行车辆排队长度；
Figure FDA0003629196330000015
为车道j的饱和车头时距；
步骤S4.2：计算当前信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重
Figure FDA0003629196330000016
即离散车辆通过造成的绿灯损耗时间，绿灯损耗权重
Figure FDA0003629196330000017
的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000018
式中，
Figure FDA0003629196330000019
为相位i在当前信号控制周期内的实际绿灯时长；mij为当前信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数；
步骤S4.3：计算下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重wi，各相位调节需求权重wi的计算公式如下：
Figure FDA00036291963300000110
式中，
Figure FDA00036291963300000111
为上一信号控制周期内各放行车道j的二次排队补偿权重，
Figure FDA00036291963300000112
为上一信号控制周期内各放行车道j的绿灯损耗权重；
其中，所述步骤S5中，还包括如下步骤：
步骤S5.1：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位i的可调节空间指数Ii，各相位i的可调节空间指数Ii的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000021
式中，
Figure FDA0003629196330000022
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间；
Figure FDA0003629196330000023
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure FDA0003629196330000024
为相位i的基准绿灯时间最大限值；wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
步骤S5.2：计算所述下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，所述整体均衡放行分配调节指数I的计算公式如下：
I＝min(Ii，1)
式中，Ii为各相位i的可调节空间指数；
步骤S5.3：计算所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间
Figure FDA0003629196330000025
各相位基准绿灯时间
Figure FDA0003629196330000026
的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000027
式中，I为下一信号控制周期内放行车道的整体均衡放行分配调节指数I，wi为相位i的下一信号控制周期调节需求权重；
Figure FDA0003629196330000028
为相位i在上一信号控制周期内执行的基准绿灯时间。
2.根据权利要求1所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，还包括：
所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure FDA0003629196330000029
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure FDA00036291963300000210
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure FDA00036291963300000211
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
3.根据权利要求2所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述信号控制特征参数包括相位最小绿灯时间gmin、相位最大绿灯时间gmax、相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in、车道饱和车头时距hsat、车道空置车头时距hvac以及车道最大排队空间Lmax，具体包括如下步骤：
步骤S2.1：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最小绿灯时间gmin，所述相位最小绿灯时间gmin的计算公式如下：
Figure FDA00036291963300000212
Figure FDA00036291963300000213
式中，
Figure FDA00036291963300000214
为相位i的最小绿灯时间；
Figure FDA00036291963300000215
为相位i放行的非机动车流或行人流u所需的安全过街时间；lu为非机动车流或行人流u的过街距离；υu为非机动车流或行人流u的过街速度，其中，非机动车流的过街速度取4.2m/s，行人流的过街速度取1.2m/s；
步骤S2.2：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位最大绿灯时间gmax，所述相位最大绿灯时间gmax的计算公式如下：
yi＝max(fij/sj)
Figure FDA0003629196330000031
式中，
Figure FDA0003629196330000032
为相位i的最大绿灯时间；n为相位数；yi为相位i的临界车道流量比；fij为相位i放行车道j的小时交通流量；sj为车道j的饱和流量，直行车道取1650pcu/h，左转车道与右转车道取1500pcu/h；Cmax为信号交叉口允许的最大信号周期长度，常规四相位控制交叉口取180s；Tlost为信号总损失时间，值为黄灯时间乘以相位数，常规四相位控制交叉口黄灯时间为3s，则信号总损失时间为12s；
步骤S2.3：计算信号交叉口进口车道对应时段的相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in，所述相位基准绿灯时间可调节域[gref.db，gref.ub]及其初始值gref.in的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000033
Figure FDA0003629196330000034
Figure FDA0003629196330000035
Figure FDA0003629196330000036
Figure FDA0003629196330000037
式中，
Figure FDA0003629196330000038
为相位i的基准绿灯时间初始值；
Figure FDA0003629196330000039
为相位i的基准绿灯时间最小限值；
Figure FDA00036291963300000310
为相位i的基准绿灯时间最大限值；
Figure FDA00036291963300000311
为第d天的最佳周期长度；Tlost为信号总损失时间；yid为步骤S2.2中计算出的相位i第d天的临界车道流量比；gid为相位i第d天的最佳绿灯时间；
Figure FDA00036291963300000312
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的中位数；
Figure FDA00036291963300000313
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的85分位数；
Figure FDA00036291963300000314
为样本中各天d相位i最佳绿灯时间由小到大排列后的15分位数；
步骤S2.4：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道饱和车头时距hsat，所述车道饱和车头时距hsat的计算公式如下：
Figure FDA00036291963300000315
式中，
Figure FDA00036291963300000316
为车道j的饱和车头时距，
Figure FDA00036291963300000317
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的15分位数；
步骤S2.5：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道空置车头时距hvac，所述车道空置车头时距hvac的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000041
式中，
Figure FDA0003629196330000042
为车道j的空置车头时距，
Figure FDA0003629196330000043
为样本中各车辆x通过车道j时的车头时距h由小到大排列后的85分位数；
步骤S2.6：计算信号交叉口进口车道对应时段的车道最大排队空间Lmax，所述车道最大排队空间Lmax的计算公式如下：
Figure FDA0003629196330000044
式中，
Figure FDA0003629196330000045
为车道j的最大排队空间；
Figure FDA0003629196330000046
为车道j的可供排队车辆贮存空间的长度；
Figure FDA0003629196330000047
为步骤S2.2中计算出的车道j放行所对应相位i的最大绿灯时间；
Figure FDA0003629196330000048
为步骤S2.4中计算出的车道j的饱和车头时距。
4.根据权利要求3所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括如下步骤：
步骤S3.1：判断当前相位绿灯持续时间
Figure FDA0003629196330000049
是否大于所述相位最小绿灯时间
Figure FDA00036291963300000410
若是，则执行步骤S3.2；若否，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；
步骤S3.2：判断当前相位绿灯持续时间
Figure FDA00036291963300000411
是否小于所述相位最大绿灯时间
Figure FDA00036291963300000412
若是，则执行步骤S3.3；若否，执行相位切换；
步骤S3.3：判断当前相位i各个非放行车道k车辆当前排队长度lk是否小于所述车道最大排队空间Lmax，若当前相位i所有非放行车道k车辆当前排队长度lk均小于所述车道最大排队空间Lmax，则所有非放行车道k车辆当前排队判定为未溢出，则执行步骤S3.4；若当前相位i任一非放行车道k车辆当前排队长度lk不小于所述车道最大排队空间Lmax，则非放行车道k车辆当前排队判定为溢出，执行相位切换；
步骤S3.4：判断当前相位绿灯持续时间
Figure FDA00036291963300000413
是否小于相位i的基准绿灯时间
Figure FDA00036291963300000414
若是，则执行步骤S3.5；若否，转入步骤S3.6；
其中，若当前相位i是对应时段第一次执行，采用所述基准绿灯时间初始值
Figure FDA00036291963300000415
作为判定条件，即
Figure FDA00036291963300000416
若当前相位i不是对应时段第一次执行，则采用上一信号控制周期结束后计算得到的本信号控制周期的各相位基准绿灯时间作为判定条件；
步骤S3.5：判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的空置车头时距
Figure FDA00036291963300000417
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的空置车头时距
Figure FDA00036291963300000418
则放行车道j当前车头时距hj判定为未空置，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的空置车头时距
Figure FDA00036291963300000419
则放行车道j当前车头时距hj判定为空置，执行相位切换；
步骤S3.6：判断当前相位i各个放行车道j当前车头时距hj是否小于所述车道j的饱和车头时距
Figure FDA00036291963300000420
若任一放行车道j当前车头时距hj小于所述车道j的饱和车头时距
Figure FDA00036291963300000421
则放行车道j当前车头时距hj判定为饱和，不执行相位切换，维持当前绿灯放行状态；若所有放行车道j当前车头时距hj均不小于所述车道j的饱和车头时距
Figure FDA0003629196330000051
则放行车道j当前车头时距hj判定为不饱和，执行相位切换。
5.一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制系统，用于实现权利要求1-4中任意一项所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法，其特征在于，包括：
获取模块，用于分别获取信号交叉口静态基本参数和信号交叉口进口车道的车流状态数据，其中，所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括历史车流状态数据和当前车流状态数据；
第一计算模块，用于根据所述信号交叉口静态基本参数和所述信号交叉口进口车道的历史车流状态数据，计算信号交叉口进口车道对应时段的信号控制特征参数；
判别模块，用于根据所述信号交叉口进口车道的当前车流状态数据和所述信号控制特征参数，在当前信号控制周期内执行相位动态切换判别；
第二计算模块，用于当所述相位动态切换判别在所述当前信号控制周期内执行完成后，根据所述当前信号控制周期内进口车道的相位实际切换情况，实时计算出下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重；
第三计算模块，用于根据所述下一信号控制周期内放行车道的各相位调节需求权重，实时计算出所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间；当所述下一信号控制周期内放行车道的各相位基准绿灯时间计算完成后，返回至所述判别模块的执行过程。
6.根据权利要求5所述的感控交互的交叉口信号迭代响应控制系统，其特征在于，所述信号交叉口静态基本参数包括：非机动车流或行人流u的过街距离lu、非机动车流或行人流u的过街速度υu、信号交叉口允许的最大信号周期长度Cmax、信号总损失时间Tlost、车道j的饱和流量sj以及车道j的可供排队车辆贮存空间的长度
Figure FDA0003629196330000052
所述信号交叉口进口车道的车流状态数据包括：相位i放行车道j的小时交通流量fij、各车辆x通过放行车道j时的车头时距h、相位绿灯持续时间
Figure FDA0003629196330000053
相位i各个非放行车道k车辆排队长度lk、相位i在一个信号控制周期内的实际绿灯时长
Figure FDA0003629196330000054
以及一个信号控制周期内相位i的各放行车道j在绿灯期间通过的车辆数mij。
CN202111106933.5A 2021-09-22 2021-09-22 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统 Active CN113823101B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111106933.5A CN113823101B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111106933.5A CN113823101B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113823101A CN113823101A (zh) 2021-12-21
CN113823101B true CN113823101B (zh) 2022-06-21

Family

ID=78915131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111106933.5A Active CN113823101B (zh) 2021-09-22 2021-09-22 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113823101B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114627660B (zh) * 2022-03-11 2023-01-20 公安部交通管理科学研究所 面向非均衡交通流的交叉口信号实时迭代优化控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101493992A (zh) * 2008-12-19 2009-07-29 浙江工业大学 一种基于无线传感器网络的单点自组织交通信号控制方法
CN102842238A (zh) * 2012-08-30 2012-12-26 浙江大学 一种城市主干道交通信号动态协调控制方法
WO2018184413A1 (zh) * 2017-04-07 2018-10-11 孟卫平 交通信号泛绿波控制方法
CN111047882A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 阿里巴巴集团控股有限公司 交通控制信号调整方法、装置、系统和存储介质
CN111145564A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 山东大学 信控交叉口的自适应可变车道控制方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101493992A (zh) * 2008-12-19 2009-07-29 浙江工业大学 一种基于无线传感器网络的单点自组织交通信号控制方法
CN102842238A (zh) * 2012-08-30 2012-12-26 浙江大学 一种城市主干道交通信号动态协调控制方法
WO2018184413A1 (zh) * 2017-04-07 2018-10-11 孟卫平 交通信号泛绿波控制方法
CN111047882A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 阿里巴巴集团控股有限公司 交通控制信号调整方法、装置、系统和存储介质
CN111145564A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 山东大学 信控交叉口的自适应可变车道控制方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于改进深度强化学习方法的单交叉口信号控制;刘志 等;《计算机科学》;20201231;第47卷(第12期);第226-232页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113823101A (zh) 2021-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110910662B (zh) 车路协同环境下单点自适应交通信号优化控制方法
CN112037507B (zh) 一种过饱和交通状态干线自适应信号协调设计方法与装置
CN108510758B (zh) 基于视频实时信息的城市快速路入口匝道信号控制方法
US9848473B1 (en) Road lamp control method
TW201901632A (zh) 道路交通控制系統、方法以及電子設備
CN111833620B (zh) 一种过饱和交通状态干线单向信号协调设计方法与装置
CN105046987A (zh) 一种基于强化学习的路面交通信号灯协调控制方法
CN109191847B (zh) 基于城市卡口数据的自适应干线协调控制方法及系统
CN109559513B (zh) 一种基于相邻周期流量差值预测的自适应信号控制方法
CN104485005A (zh) 交叉口多线路公交车辆优先请求冲突协调控制方法
JP5310245B2 (ja) 信号制御装置及び信号制御方法
CN110648536B (zh) 一种基于多交通指标的可变车道信号控制方法
CN113823101B (zh) 一种感控交互的交叉口信号迭代响应控制方法及系统
CN112614337B (zh) 一种多源数据驱动的快速路入口匝道智能控制方法
CN110634308B (zh) 一种基于车辆排队消散时间的单交叉口信号控制方法
WO2013007075A1 (zh) 交通信号灯分配时长的获取方法及装置
CN112652177B (zh) 一种基于时空特性的公交预信号优先控制方法及系统
CN109993981A (zh) 基于全息检测的交通信号自协调控制方法
CN113421445A (zh) 一种交叉口交通信号实时优化控制系统及其方法
CN106781557B (zh) 一种信号控制路段的行人过街时间补偿系统与方法
CN106652480A (zh) 一种基于微波地磁数据的交叉口最大排队长度计算方法
CN108417053B (zh) 一种适用于t型交叉口的光电检测装置及控制方法
CN112071095B (zh) 一种基于v2x技术的应急车辆通过交叉口的信号配时方法
CN111754790B (zh) 一种基于雷达的匝道入口交通控制系统及方法
CN110047300B (zh) 交叉口左转待行车辆实时优化控制方法

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