CN1845202B - 交叉口间的交通协调控制系统 - Google Patents

Abstract

一种多个交叉口的交通信号协调控制装置，其把各个相邻交叉口间的路程长度区分为上行和下行两个方向的路程长度：该交叉口内渠划的路面设计长度与交叉口内渠划的路面实际长度的比值等于该交叉口的阻尼系数：机动车在交叉口实际花费的时间与以路段速度过交叉口的理论花费时间的比值；从而其在这样的设计时间-路程长度坐标图上描述的交通干道“绿波带”模型是两条连接干道各个交叉口绿灯放行时间的等时间间隔的平行直线，可以通过这两条直线设计出变速度折线形方案，设计出折线形简化模型的交通信号协调控制系统各种参数。

Description

交叉口间的交通协调控制系统

技术领域

本专利申请涉及一种多个交叉口的交通信号协调控制系统，由中心计算机和时钟几乎同步的各交叉口信号控制装置组成，通过输入各交叉口间路程长度、路段道路渠划数、交叉口内路面长度、交叉口内路面的道路渠划数等固定不变的空间几何参数，由交通信号协调控制系统的中心计算机根据交通需求分布情况和用户要求，包括希望车辆行驶公示速度范围、交叉口参与协调控制的相位的最小绿灯时间和最大绿灯时间，离线或者在线进行优化设计，或者对离线设计好的参数进行选择确定，输出各交叉口的统一周期、相位差、绿信比等参数，交给各交叉口的信号控制装置执行。通过交通信号协调控制系统的这些输出参数，各交叉口可以“寸土必争，分秒必争”，充分利用交叉口时间和空间资源尽可能多地控制放行交通流。

背景技术

众所周知，对于干线或由干线构成的道路网来说，由于上游交叉口的信号灯控制，车流将以队列形式从上游交叉口离开，并以队列形式到达下游交叉口。如果交叉口之间有好的协调控制，到达下游交叉口时就有可能遇到绿灯顺利通过；如果交叉口之间没有好的协调控制，到达下游交叉口时也有可能遇到红灯而受阻等候。所以需要研究多个交叉口信号配时之间的协调控制问题。尽可能减弱交叉口对交通的交叉口阻尼作用。

干道交通信号协调控制是一维线性的控制，也是最基本的协调控制。实施的是干道直行机动车交通流优先的策略，又称“线控”系统。“线控”系统用于城市的主干道上，由中心计算机和时钟几乎同步的各交叉口信号控制装置组成，让干道上若干连续交叉口有节奏地变化绿灯，使在该干道线上绿波带中按公示规定的车速跟队行驶的直行机动车在第一个交叉口遇绿灯通过后，在到达下一个交叉口时也能遇上绿灯。这种交通控制在我国称为“绿波”控制。希望可能减弱红灯信号对直行机动车交通流的阻尼作用。

通常有一种在时间-路程长度图上描述的交通干道协调控制系统的“绿波带”模型，如附图1所示，用两条连接各个交叉口绿灯放行时间的等时间间隔图线表示，这两条线分别代表绿波带车队第一辆车和最后一辆车的行驶轨迹，这两条线之间的空间被称为“绿波带”，这两条线之间的时间间隔被称为“带宽”，时间-路程长度图中的纵、横坐标分别表示机动车在干道上的位置和机动车行驶到该位置所用时间，绿波带宽对周期时长的百分比称为系统的绿波效率。

干道交通信号协调控制理论要求：参与信号协调控制系统的各交叉口应该信号周期相同；各交叉口的放行绿灯的时间与信号周期的比值即所谓绿信比可以不同；但必须使相邻交叉口信号间的相位差与直行机动车交通流车辆在其间的行程时间相适应。要保证相位差准确无误必须要求各交叉口信号控制时钟几乎同步。

目前，有3种方法确定干道交通信号协调控制系统参数：周期长、绿信比和相位差。一是通过人工计算或图解分析(李江等的《交通工程学》162-170页，人民交通出版社，2002年)；二是采用离线计算机技术(史忠科等人的《交通控制系统导论》一书的113-118页，科学出版社，2003)；三是采用在线计算机技术(陆化普的《智能运输系统》一书的316-334页，人民交通出版社，2002年)。陆化普，李瑞敏，朱茵，《智能交通系统概论》(北京市：中国铁道出版社，2004年)在199-228页，详细介绍了7种典型的国外交通信号协调控制系统。我国的交通部、公安部和南京市共同组织相关单位联合攻关，研制建成了南京城市交通控制系统(代号2443，简称NUTCS)。

利用计算机数字计算技术可以把基于时间-路程长度图的设计方法抽象转化成种种数字方法。简单论述了2相位双向设计一维信号协调控制功能的图解法和数解法。简单介绍了设计二维区域信号协调控制系统的一种数字方法。详细介绍了3种典型的国外交通信号协调控制系统。交通部、公安部、南京市就建成了南京城市交通控制系统(代号2443，简称NUTCS)。

协调控制系统设计的最优指标是使系统的绿波效率达到最大。由于各交叉口之间路程长度不等和双向行驶车流量的差别，绿波带宽很难占到各交叉口绿灯通行时间的百分之百，而且上下行2个方向的绿波带宽可以设计得不相同。最理想的绿波设计是使绿波带宽达到关键交叉口沿控制方向放行的绿灯通行时间。

但所有这些方法实际设计出的定时信号协调控制参数却往往都达不到理想的效果。很难让用户满意。

主要问题是，进入绿波带的车辆，按公示规定的车速跟队行驶，总会逐渐落伍，过了几个路口之后就赶不上绿波带了。有许多机动车为了赶上绿波带，就出现了“超速”现象和违章“闯红灯”抢信号现象。

史忠科等人的《交通控制系统导论》对“NUTCS”系统评价说：“NUTCS系统结合了SCOOT与SCAT的优点，是我国完全国产化自行设计建成的第一个适合中国混合交通条件及路网密度低、路口间路程长度悬殊的城市道路条件的交通控制系统。但在运行中也表现出如下方面的不足之处：…机动车与非机动车控制模式尚不完善，车流相互影响的现象仍大量存在，限制了控制效果…”。

总之，如此众多的国内外的涉及多个平面交叉口的交通信号协调控制系统，其实际设计运行的系统参数却都往往达不到理想的效果。广大用户和市民，甚至设计者本人都很难满意，需要继续改进和提高，但是史忠科等人的《交通控制系统导论》并没有对如何“完善机动车与非机动车控制模式、解决车流相互影响的现象”提出详细建议。

本专利申请认为，出现上述问题的根本原因在于，所有交通信号协调控制设计系统都是按机动车匀速运动的模型进行设计的，也就是说，如附图1所示，都是基于时间-路程长度图上的“绿波带”模型轨迹完全保持直线的模型进行设计的。这些方法所依据的干道交通的时间-路程长度图模型的设计理论要求受干道交通信号协调控制的干道车流必须保持匀速。当然，实际上几乎所有机动车都并不能做到始终保持匀速，在绿波带上的速度总有上下波动，但这些速度波动变化可以视为是随机累计误差为0的变化。

本专利申请认为，虽然出于简化计算的目的，可以简化模型，可以忽略不计某些随机的累计误差为0的速度误差。但对于根据中国实际国情要求，某些必然出现的明显累计误差不为0的机动车速度误差就绝对不可以忽略不计了。

比如：

A)中国是世界上交通事故最严重的国家之一，中国平均每年因交通事故死亡的人数已经达到10万人。仅2004年一年，中国因交通事故造成的直接经济损失就达到27.7亿元，死亡104000人，占当年全球交通事故死亡率的五分之一。非机动车和行人的交通守法意识比较薄弱，是造成交通事故率居高不下的主要原因之一。在交叉路口的各种交通干扰比在路段上的交通干扰要大得多。当然，随着交通秩序的逐步整顿，情况会逐渐变好。但在目前乃至相当一段时间内，仍需要机动车驾驶员格外提高注意力，随时准备应付突发事件。

B)根据中国实际国情，许多有经验的资深驾驶员和驾驶员学校的教师也一直在言传身教，在车辆通过有交通信号或交通标志控制的交叉路口时，必须以人为本、注意安全，过交叉口速度总是要适当低于路段速度，要“一慢、二看、三通过”。实际上，广大机动车驾驶员也确实是这样做的。

C)《中华人民共和国道路交通安全法》76条2款特别规定：“机动车与非机动车驾驶人、行人之间发生交通事故的，由机动车一方承担责任；但是，有证据证明非机动车驾驶人、行人违反道路交通安全法律、法规，机动车驾驶人已经采取必要处置措施的，减轻机动车一方的责任。”减速就是一种必要处置措施。即使车辆不减速不违法，也必须承担交通事故责任。

也就是说，如果机动车的路段速度是54公里/小时，在驾驶员控制下，机动车过交叉口的速度就可能只有36公里/小时。同样是通过60米的路程长度，在交叉口实际花费6秒，而以路段速度行驶的理论花费时间为4秒，两者相差1.5倍。而且这种车辆减速，早在车辆到达交叉口之前三十米左右的地方可能就开始了。

如果考虑中国实际国情要求的这种车辆变速，在时间-路程长度图上的车辆轨迹就由直线变成了曲线，而且在同一个交叉口，上、下行的轨迹曲线还有可能是互不重合的两条曲线，如附图3的曲线轨迹所示。显然，这些曲线模型由于过于复杂，不方便设计，不宜采用。

发明内容

本专利申请把这种在交叉口实际花费的时间与以路段速度过交叉口的理论花费时间的比值(比如1.5)称为该交叉口的阻尼系数。为了把问题简单化，本专利申请把机动车在距路口三十米左右的地方减速慢行造成的时间损失也统统计算到交叉口的阻尼系数中。从而把附图3中的曲线轨迹简化成一种折线形轨迹模型。

显然，不同交叉口的情况不同，交叉口阻尼系数也就可能不同。这里，求取交叉口阻尼系数的具体公式是：

交叉口的阻尼系数＝交叉口内渠划的路面设计长度HG/交叉口内渠划的路面实际长度HF

≈车辆通过交叉口路面实际长度的实际使用时间AC/

以公示规定路段速度通过交叉口路面实际长度的理想使用时间AB

≈公示规定使用的路段速度/车辆通过该交叉口实际平均速度

这里使用“约等于”符号“≈”的意思是，交叉口的阻尼系数中还包含前面所说的“机动车须在距路口一百至三十米的地方减速慢行”造成的时间损失。

用附图3中标注的字符点来说，就是用如下步骤测量、计算上游交叉口的阻尼系数：

i.实际开车测量时间OC：遵守《交通安全法》，沿实际道路OF多行驶几次，拟合曲线轨迹OE，求取时间OC的平均值；

ii.根据交叉口间的路程长度，上游交叉口内路面实际长度和公示规定路段速度，计算时间OA，AB，AC；

iii.计算上游交叉口的阻尼系数＝AC/AB

本专利申请认为，由附图3可知，在时间-路程长度图上，目前使用的车辆轨迹完全保持直线的轨迹模型是对曲线模型的一种简化，但存在速度误差和时间误差BC，所以交通信号协调控制系统的设计效果总是不很理想。因此，这种简化就是一种失真到完全不能用程度的简化，是脱离实际的，不符合中国国情的，必须矫正、复原成符合中国实际国情要求的曲线或多条折线情况。虽然附图3中简化了的折线形模型与曲线轨迹也存在速度误差，但由于消除了时间误差，就具有了一定的实用性。

本专利申请认为，只有附图3的折线形模型才是值得考虑采用的符合中国实际国情要求的简化模型，所有协调控制系统设计应该根据折线形模型进行系统参数设计。

也就是说：

本专利申请公开了一种在时间-路程长度图上描述的交通干道协调控制系统的“绿波带”模型，用两条连接各个交叉口绿灯放行时间的等时间间隔图线表示，这两条线分别代表绿波带车队第一辆车和最后一辆车的行驶轨迹，这两条线之间的空间被称为“绿波带”，这两条线之间的时间间隔被称为“带宽”，时间-路程长度图中的纵、横坐标分别表示机动车在干道上的位置和机动车行驶到该位置所用时间，轨迹图线的斜率表示机动车速度，其特征是这两条轨迹图线不是直线而是折线，各个折线的转折点位于各个交叉口间的路段与交叉口的连接处，路段上机动车速度与交叉口内机动车速度的比值等于该交叉口的阻尼系数。

这种折线形模型推广到二维区域交通信号协调控制设计系统就是，一种二维区域交通信号协调控制设计系统，由中心计算机和各交叉口的信号控制装置组成，通过输入各交叉口间路程长度、路段道路渠划数、交叉口内路面长度、交叉口内路面的道路渠划数等固定不变的空间几何参数，由交通信号协调控制系统的中心计算机根据交通需求分布情况和用户要求，包括希望路段上机动车行驶公示速度范围、交叉口参与协调控制的相位的最小绿灯时间和最大绿灯时间等要求，离线或者在线进行优化设计，或者对离线设计好的各参数进行选择确定，输出各交叉口的统一周期、相位差、绿信比等设计参数，交给各交叉口的信号控制装置执行，其特征是路段上机动车设计速度与交叉口内机动车设计速度不相同，路段上机动车设计速度与交叉口内机动车设计速度的比值等于该交叉口的阻尼系数。

但使用折线形模型，也增加了实际绘图设计的复杂性。如附图1所示。在出现各交叉口绿灯时间和多条折线都需要设计的情况下，直接用试凑的方法是很难确定各交叉口绿灯时间和折线的位置的，解析设计方法就更几乎是不可能的。

综上所述，可以看到：

A、以前得到的各种设计方法，都是基于时间-路程长度图上的车辆轨迹完全保持直线的简化模型进行设计的，因此是脱离实际的，不符合中国实际国情的。

B、时间-路程长度图上的车辆轨迹完全保持直线的简化模型是一种失真到完全不能用程度的简化，存在时间误差BC，必须加以矫正、复原成符合中国实际国情要求的不存在时间误差的折线形简化模型情况。

C、现在突出来的问题是，时间-路程长度图上的车辆轨迹模型矫正、复原成符合中国实际国情的折线形模型情况后如何进行多个交叉口的交通信号协调控制的系统参数设计问题？不解决这个问题，时间-路程长度图上的车辆轨迹模型就是矫正、复原得再逼真，再符合中国国情要求，也是无济于事，与事无补的。

也许有人注意到，可能要问，本专利申请附图1的折线形方案又是怎样设计出来的？

难道以前得到的各种设计方法真的就完全报废不能再利用了吗？

本专利申请提出一种多个交叉口的交通信号协调控制系统改进方案，可以按折线形的模型进行设计，可以设计出本专利申请附图1的折线形方案，也有可能可以使以前得到的各种设计方法重新得到利用设计系统参数，设计出符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。具体介绍如下：

本专利申请提出一种多个交叉口的交通信号协调控制系统，包括时钟同步的各交叉口信号控制装置，其特征是其设计过程中包含一个变比例措施，该措施把各个相邻交叉口间的路程长度区分为两个方向的路程长度：上行路程长度(11)和下行路程长度(7)；下行路程长度(7)由交叉口间路段长度(10)和上端交叉口内渠划的路面设计长度(9)两部分构成；而上行路程长度由交叉口间路段长度(10)和下端交叉口内渠划的路面设计长度(13)两部分构成；变比例措施使得设计中使用的交叉口内渠划的路面设计长度(9、13)而不是交叉口内渠划的路面实际长度(8、12)；该交叉口内渠划的路面设计长度(9、13)与交叉口内渠划的路面实际长度(8、12)的比值等于该交叉口的阻尼系数：机动车在交叉口实际花费的时间与以路段速度过交叉口的理论花费时间的比值；从而在这样的设计时间-路程长度坐标图上描述的交通干道“绿波带”模型是两条连接干道各个交叉口绿灯放行时间的等时间间隔的平行直线，这两条线分别代表绿波带车队第一辆车和最后一辆车的行驶轨迹，这两条线之间的空间被称为“绿波带”，这两条线之间的时间间隔被称为“带宽”，时间-路程长度图中的纵、横坐标分别表示机动车在干道上的位置和机动车行驶到该位置所用时间，轨迹图线的斜率表示机动车速度；可以在这样的设计时间-路程长度坐标图上用传统的直线设计方法得到在实际路程长度坐标下的时间-路程长度坐标图上变速度折线形的模型，设计出变速度折线形方案，设计出折线形简化模型的交通信号协调控制系统各种参数。

也就是说，本专利申请提出一种多个交叉口的交通信号协调控制系统变比例装置，该装置对其设计依据的同一个有向路程长度的不同组成部分使用了不同的比例尺：各交叉口间路段长度保持了真实尺寸的正常比例，而交叉口内渠划的路面设计长度的尺寸则较交叉口内渠划的路面实际长度的尺寸扩大了相当于交叉口阻尼系数大的倍数后再按正常比例绘制。

注意：本专利申请所说的各相邻交叉口间的路程长度，不再是各相邻交叉口中心点间的路程长度。在交叉口的阻尼系数为1的情况下，上行路程长度(11)的真实含义是从下端交叉口的入口停车线到上端交叉口的入口停车线的道路长度，下行路程长度(7)的真实含义是从上端交叉口的入口停车线到下端交叉口的入口停车线的道路长度。而路段长度则是指从与进入本路段的上端交叉口出口并列的入口停车线到由本路段进入下端交叉口的入口停车线道路长度(10)。

在上述定义下，每对相邻路口之间可能有两个不相等的有向路程长度，上行路程长度(11)与下行路程长度(7)。这是由于其涉及的上、下端交叉口内渠划的路面实际长度(9、13)不同，而且交叉口的阻尼系数也可能不同，从而导致的上、下端交叉口内渠划的路面设计长度(8、12)也不同。

注意到，二维区域协调控制系统的设计可以看作是一维线控技术向二维的简单推广。故本专利申请还可以简单推广应用到区域协调控制系统的设计中，只要添加上速度或空间变比例装置即可。

也就是说，为了使以前得到的各种设计方法重新得到利用，本专利申请提出了在多个平面交叉口的交通信号协调控制系统中增加一个变比例计算装置的设计方案。该装置使交通信号协调控制系统中各交叉口间路程长度和交叉口内路面长度不再使用同一个比例，而是把交叉口内路面长度的实际大小乘以交叉口阻尼系数，也就是把交叉口内路面长度的实际大小扩大一定比例后再以正常比例和正常比例的各交叉口间路程长度合在一起组成固定不变的空间几何参数，再按原方法设计多个平面交叉口的交通信号协调控制系统参数，就是符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。

附图说明

附图1是作者在某地设计绿波方案时考虑到车辆的变速使得时间-路程长度图上的车辆轨迹由直线变成了折线的模型示意图。图中：

1是路段长度；

2是交叉口内渠划的路面实际长度；

3是绿波方向红灯的相位；

4是绿波方向绿灯的相位；

5是绿灯向红灯过渡的黄灯。

附图2是对应于附图1采用了变比例装置后使得时间-路程长度图上的车辆轨迹由曲线或折线变成了直线的设计示意图。图中

6是交叉口内渠划的路面实际长度的尺寸乘以交叉口阻尼系数后所得的交叉口内渠划的路面设计长度的尺寸。

附图3是对应于附图1和附图2中采用了变比例装置后使得时间-路程长度图上的车辆轨迹由曲线或折线变成了直线各变量关系的示意图。图中

7是到下游交叉口的下行路程长度；

8是上游交叉口内渠划的路面设计长度；

9是上游交叉口内渠划的路面实际长度；

10是交叉口间路段长度；

11是到上游交叉口的下行路程长度；

12是下游交叉口内渠划的路面设计长度；

13是下游交叉口内渠划的路面实际长度；

14是通过下游交叉口内渠划的路面实际长度的实际平均使用时间；

15是通过下游交叉口内渠划的路面实际长度的理想使用时间；

16是通过交叉口间路段长度的实际平均使用时间；

17是通过上游交叉口内渠划的路面实际长度的理想使用时间；

18是通过上游交叉口内渠划的路面实际长度的实际平均使用时间；

19是按绿波协调公示规定车辆使用的路段速度行驶的机动车轨迹；

20是考虑车辆通过路面实际长度的平均实际使用速度行驶的简化折线模型机动车轨迹；

21是按“机动车须在距路口一百至三十米的地方减速慢行”要求行驶的实际机动车轨迹。

具体实施方式

显然，有了前面对发明方案内容的详细记叙，本专利申请的技术方案是不难实施实现的。

关于实现本专利申请涉及的与所有现有的交通信号协调控制系统相同的各种设计技术就不在此细说了，都是设计一种多个交叉口的交通信号协调控制系统，由中心计算机和时钟几乎同步的各交叉口信号控制装置组成，通过输入各交叉口间路程长度、路段道路渠划数、交叉口内路面长度、交叉口内路面的道路渠划数等固定不变的空间几何参数，由交通信号协调控制系统的中心计算机根据交通需求分布情况和用户要求，包括希望车辆行驶公示速度范围、交叉口参与协调控制的相位的最小绿灯时间和最大绿灯时间等要求，离线或者在线进行优化设计，或者对离线设计好的各参数进行选择确定，输出各交叉口的统一周期、相位差、绿信比等设计参数，交给各交叉口的信号控制装置执行。现在只说不同的特征部分的实施方法。

以附图1所示的4路口绿波设计为例。对各交叉口阻尼系数皆取为1.5。在绘制1∶3000的干道交通的时间-路程长度图时，如附图2所示，用交叉口内渠划的路面实际长度尺寸乘以交叉口阻尼系数后所得的交叉口内渠划的路面设计长度尺寸作为交叉口内渠划的路面设计长度。也就是说，该干道交通的时间-路程长度图中，各交叉口间路段长度符合1∶3000，而各交叉口内渠划的路面设计长度却符合1∶2000。比例尺确实差了1.5倍。

当然，具体实施中各交叉口阻尼系数也可以不一样，根据各交叉口的实际情况确定。

这样的变比例设计可以充分考虑到机动车安全过交叉口的减速时间损失，把交叉口阻尼系数的影响补偿回来，就既可以使协调控制的设计更符合实际交通的需要。更重要的是这样的变比例设计还可以使得时间-路程长度图上的速度由折线变成了直线，从而可以继续使用现有的所有各种设计技术设计系统参数，这些参数就是符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。现有的所有各种设计技术又复活能用了。

也就是说，为了使以前得到的各种设计方法重新得到利用，本专利申请提出了在多个平面交叉口的交通信号协调控制系统中增加一个变比例计算装置的设计方案。该装置使交通信号协调控制系统中各交叉口间路程长度和交叉口内路面长度不再使用同一个比例，而是把交叉口内路面长度的实际大小乘以交叉口阻尼系数，也就是把交叉口内路面长度的实际大小扩大一定比例后再以正常比例和正常比例的各交叉口间路程长度合在一起组成固定不变的空间几何参数，再按原方法设计多个平面交叉口的交通信号协调控制系统参数，这些参数就是符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。

而且，本专利申请实际上是先有了附图2的改进设计图，才绘制了附图1的符合中国实际国情要求的真实交通情况模拟图。显然，有了附图2的设计方案，再绘制附图1的符合中国实际国情要求的真实交通情况模拟图就不难了，而且得到了各交叉口的统一周期、相位差、绿信比等设计参数，也不需要再绘制附图1的模拟图了。

实际上本专利申请的技术方案已经完成2个道路的线控设计，我们是在实施成功了以后，才想到需要技术推广和保护自主知识产权等问题的。

本专利申请的技术方案是比较隐秘的，即使有人能够见到如附图2样的设计图方案，因为附图2与习惯的时间-路程长度图形状极为类似，没有人能够觉察到其中路口尺寸的比例变化，也就不会有人能够觉察到其中隐藏着本专利申请的技术秘密。

事实上，本专利申请的符合中国实际国情要求的技术方案已经完成2个道路的线控设计，并且已经实施2年。任何见到的人只能说，这个道路的线控设计方案设计得不错。但如果不告诉其中的技术秘密，他们并不能够自行洞察。

从外部输入参数来看，实施本专利申请的技术方案需要用户要在现有的所有设计技术要求输入的参数之外，不再是简单地输入各相邻交叉口间的路程长度，还需要分别输入每对相邻路口之间的路段长度和上、下端交叉口内渠划的路面长度，还要输入交叉口的阻尼系数。当然，这些参数也可以改用其他组合方式进行输入，这是很容易做到的，但仍不失为本专利申请的符合中国实际国情要求的内容。

交通信号协调控制系统的设计者可以把本专利申请的符合中国实际国情要求的技术方案合并入自己的交通信号协调控制系统的设计方法中，从而可以对有不同阻尼系数的交叉口、或同一交叉口在不同时段有不同阻尼系数的情况进行灵活设计。

作为用户，可以使用本专利申请的符合中国实际国情要求的技术方案，直接把“用交叉口内渠划的路面实际长度尺寸乘以交叉口阻尼系数后所得的交叉口内渠划的路面设计长度尺寸作为交叉口内渠划的路面设计长度”提供给交通信号协调控制系统的设计者，用原有设计方法设计系统参数，这些参数就是符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。

本专利申请的符合中国实际国情要求的技术方案的实用性非常明显，它使设计结果更符合实际交通需要。比如，绘制干道交通的时间-路程长度图时，充分考虑到过交叉口的时间损失，把交叉口阻尼系数的影响补偿回来，就既可以使协调控制的设计更符合实际交通的需要，还可以使得时间-路程长度图上的速度由符合中国实际国情要求的折线变成了直线，利用原有设计方法设计系统参数，这些参数就是符合中国实际国情要求的折线形简化模型的交通信号协调控制系统参数。

如果过去已经形成的、或花费重金引进的多个平面交叉口的交通信号协调控制系统中，允许同样相邻交叉口之间，上行路程长度与下行路程长度的参数不同，就比较容易改造，只要增补上变比例计算装置，就能按原方法进行设计，设计出符合中国实际国情要求的系统参数。

本专利申请还可以简单推广应用到某些路段公示车速与其他路段公示车速不同的情况。那里，也只需要对这些路段的实际长度尺寸乘以对应的路段阻尼系数就可以得到这些路段的设计长度了。

本专利申请还可以简单推广应用到区域控制系统的设计中，只要考虑到速度变比例因素即可。

Claims (1)

1.一种多个交叉口的交通信号协调控制系统，包括时钟同步的各交叉口信号控制装置，其特征是其设计过程中包含一个变比例措施，该措施把各个相邻交叉口间的路程长度区分为两个方向的路程长度：上行路程长度(11)和下行路程长度(7)；下行路程长度(7)由交叉口间路段长度(10)和上端交叉口内渠划的路面设计长度(9)两部分构成；而上行路程长度由交叉口间路段长度(10)和下端交叉口内渠划的路面设计长度(13)两部分构成；变比例措施使得设计中使用的交叉口内渠划的路面设计长度(9、13)而不是交叉口内渠划的路面实际长度(8、12)；该交叉口内渠划的路面设计长度(9、13)与交叉口内渠划的路面实际长度(8、12)的比值等于该交叉口的阻尼系数：机动车在交叉口实际花费的时间与以路段速度过交叉口的理论花费时间的比值；从而在这样的设计时间-路程长度坐标图上描述的交通干道“绿波带”模型是两条连接干道各个交叉口绿灯放行时间的等时间间隔的平行直线，这两条线分别代表绿波带车队第一辆车和最后一辆车的行驶轨迹，这两条线之间的空间被称为“绿波带”，这两条线之间的时间间隔被称为“带宽”，时间-路程长度图中的纵、横坐标分别表示机动车在干道上的位置和机动车行驶到该位置所用时间，轨迹图线的斜率表示机动车速度；可以在这样的设计时间-路程长度坐标图上用传统的直线设计方法得到在实际路程长度坐标下的时间-路程长度坐标图上变速度折线形的模型，设计出变速度折线形方案，设计出折线形简化模型的交通信号协调控制系统各种参数。

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