RU2508570C1 - Система управления сигналами регулирования движения, способ расчета и специальное оборудование - Google Patents

Abstract

Изобретения относятся к способу и системе управления сигналами регулирования движения. Способ управления заключается в том, что определяют наименьший интервал между двумя зелеными сигналами; подтверждают конфликтную область другого потока дорожного движения и положения ключевой конфликтной точки согласно техническому расчету для назначения дорожных маршрутов движения, определяют наибольшее расстояние s_i(m) между последним транспортным средством, попадающим под интервал горения зеленого света i, и наименьшее расстояние s_j(m) вхождения головной единицы дорожного движения для зеленого света j и мигающего зеленого света i. Затем вычисляют наибольшее время Max{t_i} освобождения перекрестка последним транспортным средством на зеленый свет i и наименьшее время Min{t_j} вхождения первого транспортного средства на зеленый свет j, вычисляют наименьший интервал между двумя зелеными сигналами, подтверждают схему управления для перкрестка согласно наименьшему интервалу между двумя зелеными сигналами и отправляют управляющую инструкцию в устройство отображения сигналов регулирования движения для отображения в реальном времени согласно схеме управления. Достигается увеличение пропускной способности перекрестков. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 табл., 9 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к области техники технических расчетов и управления информацией регулирования движения и, в частности, к системе управления и способу расчета для сигналов регулирования движения на перекрестке и специальному устройству.

Уровень техники

На перекрестке на одном уровне конфликтная область является пространством, которое должны проходить единицы дорожного движения в разных направлениях потока. Критическая точка является самой опасной точкой в конфликтной области. Единицы дорожного движения входят в конфликтную область по очереди согласно последовательности сигналов. Перемещение хвостовой единицы дорожного движения, пропускаемой по окончании зеленого света i, от стоп-линии для прохождения через критическую точку, упоминается как освобождение, и длина трассы этого перемещения упоминается как расстояние s_i освобождения, время, расходуемое посредством перемещения, является временем t_i освобождения. Перемещение головной единицы дорожного движения, пропускаемой в начале зеленого света j, от стоп-линии до критической точки, упоминается как вхождение, и длина трассы этого перемещения упоминается как расстояние s_j вхождения, время, расходуемое посредством перемещения, является временем t_j вхождения. Назначение дорожных маршрутов движения перекрестка может приводить к тому, что единицы дорожного движения в разных направлениях потока проходят по определенному пути, соответственно, так что каждая из конфликтных областей и положений критических точек является относительно фиксированной.

Моторные транспортные средства, которые проходят прямо и поворачивают налево, для краткости упоминаются как основной поток транспортных средств. Контроллер дорожных сигналов регулирования движения является устройством, которое может изменять последовательности сигналов дорожных сигналов регулирования движения, регулировать временную синхронизацию и управлять операциями на основе сигналов для световых сигналов регулирования движения. Контроллер дорожных сигналов регулирования движения имеет программу задания параметров для компоновки структуры фаз и структуры последовательностей фаз сигнала. Во избежание конфликта дорожного движения, соседние конфликтные фазовые стадии отделяются посредством фазовых интервалов, которые обычно превышают 0; посредством задания параметра для основного потока транспортных средств, открытый временной интервал (а именно, сегмент линии без конечных точек на временной оси), в котором сигналов зеленого света больше, чем в предыдущем или последующем открытом временном интервале, упоминается как фазовая стадия. Сигналы зеленого света, работающие в одной фазовой стадии, совместно упоминаются как одна и та же структура фаз. Открытый временной интервал сигнала зеленого света, который выключается после конца фазовой стадии, упоминается как стадия позднего отключения. Открытый временной интервал сигнала зеленого света, который включается перед началом фазовой стадии, упоминается как стадия раннего включения. Зеленый свет, который непрерывно включен в течение нескольких фазовых стадий, называется зеленым светом пересекающихся стадий. Фазовая стадия, на которой стадия позднего отключения и стадия раннего включения перекрываются, упоминается как перекрывающаяся фазовая стадия. Зеленый свет для неосновного потока транспортных средств дополнительно может иметь стадию позднего включения или стадию раннего отключения. Цикл означает время, требуемое для того, чтобы попеременно показывать каждый из всех цветов света световых сигналов для основного потока транспортных средств по одному разу. Если в цикле имеется больше двух фазовых стадий, это упоминается как многофазное управление; и последовательность операций фазовых стадий упоминается как структура последовательностей фаз.

В случае фазового интервала, меньшего, чем 0, эти принципы также могут однозначно применяться.

Чтобы обеспечивать безопасность дорожного движения, любой фазовый интервал должен превышать или быть равен содержащемуся интервалу между двумя зелеными сигналами основного потока транспортных средств. Интервал между двумя зелеными сигналами является защитным интервалом, который задан между временем, когда выключается зеленый свет i, и временем, когда включается зеленый свет j, конфликтующий с зеленым светом i. Минимальное значение интервала между двумя зелеными сигналами упоминается как минимальный интервал i-j между двумя зелеными сигналами. Время действия зеленого света должно превышать или быть равно соответствующему минимальному времени действия зеленого света. Три ограничения системы управления сигналами регулирования движения включают в себя минимальный интервал между двумя зелеными сигналами, минимальное время действия зеленого света и пропускную способность дороги на перекрестке.

Поскольку эти три ограничения не могут быть определены точно посредством всех типичных систем управления сигналами, в следующих четырех технических средствах имеются недостатки. Существующие способы расчета для управления являются абсолютно неэффективными в случае отрицательного потерянного времени цикла.

Во-первых, назначение дорожных маршрутов движения выполняется с большой произвольностью, поскольку традиционно не предусмотрен конкретный показатель в виде числового значения, чтобы оценивать назначение дорожных маршрутов движения. Следовательно, назначение дорожных маршрутов движения во многих странах рассматривается в качестве интеллектуальной деятельности и не получает патентную защиту. Чтобы технически находить наилучшее назначение дорожных маршрутов движения, эта произвольность должна быть изменена посредством установления логически предпочтительных показателей в виде числовых значений и выполнения расчета и технологического отбора.

Во-вторых, минимальное значение интервала между двумя зелеными сигналами равномерно задается как 4 с или 3 с в некоторых традиционных схемах управления сигналами. Таким образом минимальный интервал между двумя зелеными сигналами задается слишком небольшим, что ни обоснованно, ни безопасно, и приводит к опасности аварий в фазовом интервале.

Кроме того, традиционный расчет структуры фаз является задачей, которая должна выполняться перед расчетом временной синхронизации. В настоящее время схема структуры фаз определяется главным образом посредством определения на основе опыта или перебора. Приведенные документы не могут гарантировать, что схема структуры фаз в них является наилучшей.

Помимо этого, в этих классических системах нет возможности конфигурировать отображение обратного отсчета и трудно уменьшать время простоя при трогании с места.

Фиг.2 показывает кривую зависимости интенсивности входящего потока от времени в секции стоп-линии перекрестка. Как показано на кривой, вследствие запрета на движение на красный свет, поток транспортных средств, проходящий через стоп-линию, не достигает интенсивности потока насыщения приблизительно в то время, когда выключается желтый свет, и потери времени на прохождение, вызванные за счет этой интенсивности потока ненасыщения, упоминаются как потерянное время в конце действия желтого света. Когда зеленый свет включается, потоку транспортных средств может быть трудно входить с интенсивностью потока насыщения вначале, и потери времени на прохождение, вызываемые посредством этой интенсивности потока ненасыщения, упоминаются как потерянное время в начале действия зеленого света. Общая сумма потерянного времени в начале действия зеленого света и потерянного времени в конце действия желтого света упоминается как потерянное время при трогании с места. "Согласно измерениям, фактически выполненным в Британии, время простоя при трогании с места потока моторных транспортных средств составляет 1,48 секунды, а потерянное время в конце действия желтого света составляет 0,13 секунды" ("

", Пекин: China Communications Press, 1995 год, стр. 108). Очевидно, что время простоя при трогании с места является независимым от минимального интервала между двумя зелеными сигналами.

Эффективное время действия зеленого света для потока транспортных средств является временем, когда транспортное средство пропускается с интенсивностью потока насыщения в течение цикла, а именно

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(1)

Степень q_j насыщения потока j транспортных средств используется для того, чтобы описывать уровень затора в основном потоке транспортных средств на перекрестке

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(2)

Для максимального допустимого насыщения q каждое разделение λ_j должно превышать или быть равно каждому соответствующему требуемому разделению λ_j

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(3)

В вышеприведенном уравнении G_ej является эффективным временем действия зеленого света для основного потока дорожного движения; G_j является временем действия зеленого света для потока дорожного движения; A является временем действия желтого света; l является потерянным временем при трогании с места; C₀ является циклом; λ_j является разделением, а именно отношением эффективного времени действия зеленого света к циклу λ_j=G_ei/C₀; n_j является числом полос дорожного движения; q является максимальной допустимой степенью насыщения; Q_sj является интенсивностью j потока насыщения основного потока транспортных средств в одной полосе дорожного движения и измеряется в транспортных средств/час; Q_j является фактической интенсивностью потока основного потока j транспортных средств и измеряется в транспортных средств/час; и λ_j является требуемым разделением основного потока транспортных средств.

При определении цикла и временной синхронизации действия зеленого света основной поток транспортных средств, который определяет время действия зеленого света в каждой фазовой стадии, упоминается как ключевой поток транспортных средств. Ключевой поток транспортных средств имеет большую степень насыщения за исключением случая, если время действия зеленого света равно минимальному времени действия зеленого света. Периодический путь, который формируется из интервала времени действия зеленого света ключевого потока транспортных средств и предыдущих или последующих интервалов времени действия зеленого света, связанных последовательно, упоминается как ключевой путь.

Для всего основного потока транспортных средств, который может формировать периодический путь, цикл выражается посредством следующего выражения отношения, где I_i обозначает интервал между двумя зелеными сигналами

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(4)

Потерянное время L в цикле является разностью между общей суммой эффективного времени действия зеленого света в ключевом пути и циклом

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(5)

В любом традиционном способе расчета временной синхронизации потерянное время цикла является важным параметром, который должен быть точно определен. Тем не менее, вместо этого обычно используется значение оценки, которое является очень неточным. Потерянное время цикла следует посредством подстановки (4) в (5)

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(6)

Сущность изобретения

Настоящее изобретение предоставляет способ управления сигналами регулирования движения, включающий в себя определение схемы управления посредством определения минимального интервала между двумя зелеными сигналами.

Способ включает в себя следующие этапы:

1) Определение конфликтной области и положения критической точки для разных потоков дорожного движения согласно техническому расчету для назначения дорожных маршрутов движения.

2) Определение максимального расстояния s_i(m) освобождения зеленого света i и минимального расстояния s_j(m) вхождения зеленого света j, конфликтующего с зеленым светом i.

3) Вычисление максимального времени Max{t_i} освобождения хвостовой единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет i, и минимального времени Min{t_j} вхождения головной единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет j.

4) Вычисление минимального интервала между двумя зелеными сигналами

I_ij=A+Max{t_i}-Min{t_j}, $$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(7)

где в уравнении I_ij является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами, который должен задаваться, от отключения зеленого света до включения зеленого света j, конфликтующего с зеленым светом i; A является временем действия желтого света; t_i является временем освобождения сигнала i; и t_j является временем вхождения сигнала j;

5) Определение схемы управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами и отправку управляющей инструкции в устройство отображения сигналов регулирования движения для отображения в реальном времени согласно схеме управления.

Уравнение (7) очень отличается от уравнения в "

" (Wu Bing, Li Ye, четвертое издание 2009 год, стр. 161), при этом время торможения транспортного средства меньше времени A действия желтого света в уравнении (7). Уравнение (7) также существенно отличается от уравнения в "

" (Architectural Press, 2006 год, стр. 15), при этом время прохождения также меньше времени A действия желтого света в уравнении (7). В уравнении (7) "максимальное время освобождения сигнала i и минимальное время вхождения сигнала j" дополнительно повышают безопасность и защиту. Следовательно, минимальный интервал между двумя зелеными сигналами в уравнении (7) является более длительным и более безопасным, и техническая проблема опасного дорожного движения разрешается.

Выбор максимального времени освобождения и минимального времени вхождения выполняется в рамках традиционных и законных манер вождения в потоке дорожного движения в отличие от редких и незаконных манер вождения. Тем не менее дорожное движение является сложным. Несмотря на осторожность, по-прежнему могут возникать случайные аварии. Водитель первого транспортного средства в потоке дорожного движения по-прежнему должен вести моторное транспортное средство внимательно вдоль пути назначения маршрутов движения в соответствии с законом и всегда быть готовым реагировать и уступать другим потокам дорожного движения, которые пропускаются раньше и не покинули перекресток, в противном случае водитель должен нести полную ответственность за аварию. "Время освобождения и минимальное время вхождения" предназначены только для потока дорожного движения. "Остановка транспортного средства и пропускание пешехода, когда пешеход проходит пешеходный переход" является обязанностью транспортного средства, а не обязанностью расчета схемы управления сигналами.

Важный эффект (7) также заключается в следующем расширении. При условии, что общая сумма разностей между интервалом между двумя зелеными сигналами и минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами каждого потока дорожного движения в ключевом пути обозначается посредством X, минимальный интервал между двумя зелеными сигналами в уравнении (7) может подставляться в уравнение (6), и тем самым получается следующее выражение:

$$\begin{array}{ccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & \end{array}$$

(8)

Уравнение (8) показывает, что потерянное время L в цикле является неотъемлемым свойством системы управления сигналами, которое не связано со временем действия желтого света, которое может задаваться искусственно, и с требованием по фактической интенсивности потока. Вышеуказанные восемь уравнений являются полностью самосогласованными и совместимыми друг с другом, что полностью доказывает то, что обоснованно использовать время действия желтого света, а не "время прохождения" или "время торможения транспортного средства".

Уравнение (8) дополнительно показывает, что предусмотрены следующие четыре дополняющих технических средства, чтобы получать временные ресурсы для перекрестка и уменьшать потерянное время цикла: 1. нахождение ключевого пути, чтобы минимизировать сумму интервального потерянного времени между предыдущим ключевым потоком дорожного движения и последующим ключевым потоком дорожного движения; 2. выбор предпочтительной схемы назначения маршрутов движения для того, чтобы уменьшать минимальный интервал между двумя зелеными сигналами в ключевом пути; 3. уменьшение потерянного времени l при трогании с места потока дорожного движения посредством любого возможного технического средства; 4. уменьшение общей суммы X разностей между интервалом между двумя зелеными сигналами и минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами каждого потока дорожного движения до максимально небольшой до тех пор, пока общая сумма не достигает 0.

Фактически, хотя каждое из четырех технических средств имеет ограниченную эффективность, потерянное время цикла может становиться отрицательным, когда четыре технических средства осуществляются совместно. Имеются следующие преимущества, если система управления сигналами имеет отрицательное потерянное время цикла. Общая сумма эффективного времени действия зеленого света для потока дорожного движения в ключевом пути превышает цикл, и предусмотрено дополнительное эффективное время пропускания. Чем меньше потерянное время цикла, тем больше дополнительное эффективное время пропускания. Посредством минимизации отношения потерянного времени цикла к циклу, в случае обоснованно допустимой максимальной степени насыщения, абсолютное значение отрицательного потерянного времени цикла может достигать максимума, системный цикл может достигать минимума, доля дополнительного эффективного времени пропускания может достигать максимума, пропускная способность дороги и эффективность перекрестка могут достигать максимума, и время задержки вследствие остановки транспортного средства может достигать минимума.

Настоящее изобретение, которое основано на способе управления сигналами регулирования движения, должно предоставлять техническую схему, включающую в себя четыре технических средства, которые могут в итоге реализовывать отрицательное потерянное время цикла для того, чтобы разрешать техническую проблему расчета схемы управления в случае, если потерянное время цикла является отрицательным.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является диаграммой, иллюстрирующей схему назначения маршрутов движения Ванга и положение конфликтной точки в конфликтной области, где 1-10 указывают конфликтные области между каждыми двумя основными потоками транспортных средств (другие аналогичные тридцать меток опускаются в целях понятности диаграммы), 11-18 указывают световые сигналы основных потоков транспортных средств, 20-22 указывают световые сигналы для правого поворота, 23-26 указывают световые сигналы для безмоторных транспортных средств, 27-34 указывают световые сигналы для пешеходов, и 35-38 являются световыми сигналами для разворачивающихся транспортных средств.

Фиг.2 является иллюстративной диаграммой кривой зависимости интенсивности входящего потока от времени в секции стоп-линии перекрестка.

Фиг.3 иллюстрирует релевантные факторы для определения минимального времени A действия желтого света, где L_{реакции} является максимальным расстоянием, которое транспортное средство может проходить за максимальное время реакции согласно восприятию, и S_{торможения} является максимальным тормозным расстоянием, необходимым от начала торможения до остановки.

Фиг.4 является иллюстративной диаграммой, иллюстрирующей сигнал начала движения пешеходов и мигающий сигнал зеленого света для пешеходов.

Фиг.5 является иллюстративной диаграммой взаимосвязи минимального времени действия зеленого света по Вангу едущего прямо транспортного средства в случае перехода улицы пешеходом.

Фиг.6 иллюстрирует диаграмму семейств цепочек Ванга в случае цепочки потоков транспортных средств пересекающихся стадий и минимального времени действия зеленого света по Вангу для поворачивающего налево транспортного средства.

Фиг.7 иллюстрирует совместимую схему семейств цепочек Ванга для перекрестка, проиллюстрированного на фиг.1.

Фиг.8 является диаграммой фазовых стадий групп световых сигналов схемы управления для перекрестка, проиллюстрированного на фиг.1, где пустое пространство между двумя фазами указывает фазовый интервал, толстая черная сплошная линия

в каждой фазе указывает зеленый свет, пустое пространство

указывает красный свет, тонкая прямая линия

указывает желтый свет, и толстая пунктирная линия

указывает мигающий сигнал зеленого света для пешеходов.

Фиг.9 иллюстрирует традиционную стандартную схему назначения маршрутов движения для перекрестка.

Фиг.10 иллюстрирует блок-схему работы "специально сконструированного" одноразрядного отображения обратного отсчета.

Фиг.11 является схемой, иллюстрирующей схему назначения маршрутов движения Ванга для небольшого перекрестка и положения конфликтной точки в конфликтной области.

Фиг.12 показывает схему назначения маршрутов движения Ванга для верхнего (нижнего) перекрестка на мосту с проездом понизу.

Фиг.13 является блок-схемой последовательности операций технологического процесса для отбора и приспособления схемы назначения маршрутов движения Ванга.

Фиг.14 является блок-схемой последовательности операций способа для расчета схемы управления сигналами.

Подробное описание изобретения

1. Настоящее изобретение предоставляет способ управления сигналами регулирования движения, включающий в себя определение схемы управления посредством определения минимального интервала между двумя зелеными сигналами.

Первый вариант осуществления

Информация для назначения дорожных маршрутов движения перекрестка может включать различную информацию в диаграмму принципов технического расчета назначения дорожных маршрутов движения перекрестка.

Фиг.3 иллюстрирует релевантные факторы для определения минимального времени A действия желтого света.

Используется информация для назначения дорожных маршрутов движения, показанного на фиг.1. Номер каждой полосы дорожного движения выражается следующим образом: восток прямо N₁=2, запад налево N₂=1, север прямо N₃=2, юг налево N₄=1, запад прямо N₅=2, восток налево N₆=1, юг прямо N₇=2 и север налево N₈=1. Положение каждого из положений критических точек 1-10 определяется в схеме назначения маршрутов движения по фиг.1, и максимальное расстояние s_i(m) освобождения и минимальное расстояние s_j(m) вхождения измеряются, соответственно, как показано в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 Максимальное расстояние si освобождения и минимальное расстояние sj вхождения каждого основного потока транспортных средств на перекрестке на фиг.1
Прямо					Поворот налево
Конфликтная точка	Восток	Запад	Юг	Север	Конфликтная точка	Восток	Запад	Юг	Север
Вхождение пешехода во въезд	2	2	2	2	Вхождение пешехода во въезд	2	2	2	2
Вхождение безмоторного ТС во въезд	10	10	10	10	Вхождение безмоторного ТС во въезд	10	10	10	10
Освобождение пешеходом въезда	30	30	30	30	Освобождение пешеходом въезда	30	30	30	30
Освобождение безмоторным ТС въезда	38	38	38	38	Освобождение безмоторным ТС въезда	38	38	38	38
Вхождение прямо рядом с 6	24	24	24	24	Вхождение в 7	18	18	18	18
Освобождение прямо далеко от 6	30	30	30	30	Освобождение 4	43	43	43	43
Вхождение в 2	74	68	74	80	Вхождение рядом с 1	39	39	39	39
Освобождение 8	92	87	92	98	Вхождение рядом с 3	84	86	76	82
Вхождение в 4	83	78	83	89	Освобождение далеко от 3	55	55	55	55
Освобождение прямо далеко от 6	107	102	107	113	Освобождение далеко от 1	95	97	87	93
Освобождение 7	110	105	110	116	Вхождение в 8	98	100	90	96
Освобождение прямо рядом с 6	113	108	113	119	Вхождение налево в 5	126	128	118	124
Вхождение прямо в 5	154	150	154	159	Освобождение 2	126	128	118	124
Освобождение налево 5	160	156	160	165	Освобождение прямо 5	130	134	124	130
Вхождение безмоторного ТС на выезд	148	144	148	153	Вхождение безмоторного ТС на ыезд	110	112	102	108
Вхождение пешехода на выезд	166	162	166	171	Вхождение пешехода на выезд	114	116	106	112
Освобождение безмоторным ТС выезда	162	158	162	167	Освобождение безмоторным ТС выезда	120	122	112	118
Освобождение пешеходом выезда	170	166	170	176	Освобождение пешеходом выезда	128	130	120	126

Таблица 2 Максимальные расстояния освобождения и минимальные расстояния вхождения поворачивающего направо транспортного средства, пешехода и безмоторного транспортного средства на перекрестке на фиг.1 (новое)
Конфликтная точка	Восток направо	Запад направо	Юг направо	Север направо	Конфликтная точка	Пешеходы в двух направлениях	Безмоторное транспортное средство
Вхождение пешехода во въезд	2	2	2	2	Вхождение на выезд	0,25	1,25
Вход безмоторного ТС во въезд	10	10	10	10	Выход из выезда	10,75	13,75
Освобождение пешеходом въезда	30	30	30	30	Вхождение налево во въезд	0,20	19,70
Освобождение безмоторным ТС въезда	38	38	38	38	Вхождение прямо на въезд	3,10	22,60
Вхождение безмоторного ТС на выезд	71	71	72	84	Вхождение направо на въезд	0,20	28,40
Вхождение пешехода на выезд	79	79	80	92	выход налево из въезда	11,80	24,60
Освобождение безмоторным ТС выезда	85	85	86	98	выход прямо из въезда	8,90	30,40
Освобождение пешеходом выезда	91	91	92	104	выход направо из въезда	11,80	33,30

Примечание 1: в таблицах 1 и 2 "вхождение" указывает минимальное расстояние вхождения; "освобождение" указывает максимальное расстояние освобождения, длина транспортного средства составляет 6 м, а ширина дороги составляет 2 м; "без" указывает конфликтную точку безмоторного транспортного средства, "пешеход" указывает конфликтную точку пешехода, конфликтные точки 5 и 6 являются, соответственно, конфликтными точками вследствие перекрывающегося слияния 5 прямо, 5 налево, 6 рядом прямо и 6 далеко прямо. Эти точки могут показывать 16 видов конфликтов пересечения и 4 вида конфликтов слияния в 2 разных временных последовательностях в основных потоках транспортных средств по фиг.1.

Примечание 2: в таблице 2 "выезд" указывает конфликтную точку области выезда для моторного транспортного средства, "въезд" указывает конфликтную точку области въезда для моторного транспортного средства. В таблице 3 "налево", "прямо", "направо" указывают относительно конфликтные точки моторного транспортного средства налево, моторного транспортного средства прямо, моторного транспортного средства направо.

Способ для определения минимального интервала I_ij между двумя зелеными сигналами в течение часов пик может включать в себя следующие этапы:

- определение параметров условий скорости в часы пик в традиционном и правовом объеме, при этом параметры условий скорости включают в себя минимальную среднюю скорость v_i(м/с) освобождения освобождающего хвостового транспортного средства i, максимальное среднее ускорение a_j(м²/с) входящего головного транспортного средства и верхний предел v_j(м/с) скорости вхождения.

В настоящем варианте осуществления при условии, что пределы самой высокой скорости основных потоков транспортных средств в каждом из путей вхождения составляют 60 км/час, параметры условий скорости, включающие в себя скорость безмоторного транспортного средства v_j=4 м/с/час, скорость ходьбы пешеходов v_i=1,5 м/с и время действия желтого света=4 с, вычисляются со следующими параметрами условий скорости: скорость освобождения моторного транспортного средства v_i=12 м/с, среднее ускорение входящего транспортного средства a_j=4 м/с² и максимальная скорость входящего транспортного средства v_j=10 м/с.

- вычисление максимального времени освобождения Max{t_i}=s_i/v_i (с) в секундах посредством округления до 2 десятичных разрядов;

- вычисление минимального времени вхождения в секундах посредством округления до 2 десятичных разрядов:

i) время, когда входящее головное транспортное средство достигает верхнего предела скорости, составляет t_0j=v_j/a_j (с);

ii) расстояние, проходимое входящим головным транспортным средством, когда входящее головное транспортное средство достигает верхнего предела скорости, составляет s_0j=a_jt_0j ²/2 (m);

iii) если расстояние вхождения s_j<s_0j, минимальное время вхождения составляет Min{t_j}=[s_j/2]^1/2 (с); и

iv) если расстояние вхождения s_j≥s_0j, минимальное время вхождения составляет Min{t_j}=t_0j+(s_j-s_0j)/v_j (с).

- вычисление минимального интервала между двумя зелеными сигналами I_ij=A+Max{t_i}-Min{t_j} от освобождающего хвостового транспортного средства i до входящего головного транспортного средства j.

Таблица 3 матрицы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами может быть получена посредством размещения каждого из освобождающих потоков дорожного движения последовательно в продольном направлении, размещения каждого из входящих потоков дорожного движения последовательно в горизонтальном направлении и заполнения таблицы с каждым минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами соответственно.

Чтобы упростить вычисление, минимальный интервал между двумя зелеными сигналами основного потока транспортных средств в течение непикового периода может на 1-2 секунды превышать интервал между двумя зелеными сигналами в течение часов пик, соответственно.

2. Полная классификация семейств цепочек и способы для определения семейства цепочек Ванга и подсемейства цепочек Ванга

Предусмотрено 40 минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами для основных потоков транспортных средств, тем не менее, предусмотрено только 4 минимальных интервала между двумя зелеными сигналами в уравнении (6). Все варианты выбора связаны с ключевыми путями.

В настоящей заявке все пути цикла, которые могут быть ключевыми путями, упоминаются как цепочки потоков дорожного движения. Отличие между цепочкой потоков дорожного движения и ключевым путем состоит в том, что цепочка потоков дорожного движения также связана с другими основными потоками транспортных средств, которые пропускаются на той же стадии основного потока транспортных средств, а именно со структурой фаз в базовой фазовой стадии.

На перекрестке только двум видам основного потока транспортных средств может быть разрешено проходить без конфликта во время каждой фазовой стадии. Возникает по меньшей мере четыре вида различных неконфликтных фазовых стадий в цикле, при этом восемь видов основных потоков транспортных средств могут получать фазовые стадии неконфликтного прохождения соответственно. Эта комбинированная фазовая стадия в структуре неконфликтных фаз упоминается как базовая фазовая стадия; комбинированная фазовая стадия в других структурах фаз, сформированных посредством раннего включения или позднего отключения либо перекрывающегося зеленого света в некоторых основных потоках транспортных средств, упоминается как производная фазовая стадия.

Цепочки потоков дорожного движения с одной и той же базовой структурой фаз и последовательностью фазовых стадий принадлежат одному и тому же семейству цепочек.

В случае если общая сумма времени действия зеленого света определенного основного потока транспортных средств и предыдущего и последующего минимального интервала между двумя зелеными сигналами меньше минимального интервала переключения зеленого света пересекающихся стадий между предыдущим основным потоком транспортных средств и последующим основным потоком транспортных средств, то цепочки потоков дорожного движения, сформированные таким образом посредством соединения межстадийной направленной дуги, упоминаются как цепочка потоков транспортных средств пересекающихся стадий.

Диаграмма семейств цепочек состоит из семейств цепочек: каждое ограничение на интервал между двумя зелеными сигналами указывается посредством направленной стрелки с числом, которое упоминается как дуга. Время действия зеленого света каждого из основных потоков транспортных средств упоминается как узел. Таким образом, каждая из диаграмм семейств цепочек может формировать диаграмму топологии сети, как показано посредством условных обозначений семейств цепочек на фиг.6. На диаграмме семейств цепочек представлены ограниченные цепочки потоков дорожного движения от начального узла к конечному узлу. Диаграмма семейств цепочек сосредоточена только на порядке и не учитывает то, какой поток дорожного движения начинается.

Согласно настоящей заявке, нет необходимости рассматривать цепочку потоков транспортных средств пересекающихся стадий на основе минимального времени действия зеленого света по Вангу, поясненную в следующих трех разделах.

Диаграмма семейств цепочек без цепочки потоков транспортных средств пересекающихся стадий и конфликта потоков дорожного движения имеет структуру с двумя строками, каждая из которых является сквозной, так что они формируют цикл.

Уравнение (6) для вычисления, которое является независимым от интенсивности потока, может быть расширено для вычисления потерянного времени цикла цепочки общих потоков дорожного движения.

Цепочка потоков дорожного движения и диаграмма семейств цепочек изучаются для того, чтобы помочь найти цепочку ключевых потоков дорожного движения.

Для определенной диаграммы семейств цепочек каждая из цепочек потоков дорожного движения может стать цепочкой ключевых потоков дорожного движения при условии, что требование по дорожному движению для потока дорожного движения, связанного с цепочкой потоков дорожного движения, является достаточно большим, чтобы быть цепочкой ключевых потоков дорожного движения, которая может определять временную синхронизацию для времени действия зеленого света на фазовой стадии; потерянное время цикла каждой из цепочек потоков дорожного движения может становиться фактически потерянным временем цикла и должно учитываться. Потерянное время цикла для различных цепочек потоков дорожного движения отличается, и разности являются очень большими и не могут игнорироваться.

Настоящее изобретение в большей степени относится к регулированию схемы для семейства цепочек и среднего значения потерянного времени цикла в семействе цепочек.

Потерянное время цикла каждой из цепочек потоков дорожного движения (за исключением цепочек потоков транспортных средств пересекающихся стадий) в семействе цепочек суммируется и затем делится на число цепочек потоков дорожного движения в семействах цепочек для того, чтобы получить среднее значение потерянного времени цикла цепочек потоков дорожного движения

, $$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(9)

где L является средним значением потерянного времени цикла; I_i является интервалом между двумя зелеными сигналами каждой из цепочек потоков дорожного движения; m является числом цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек; A является временем действия желтого света; l является потерянным временем при трогании с места; и n является числом интервалов между двумя зелеными сигналами в цепочке потоков дорожного движения.

В случае ненасыщенного традиционного дорожного движения любая диаграмма семейств цепочек может иметь свою цепочку ключевых потоков дорожного движения при условии, что требование по дорожному движению для потока дорожного движения, связанного с цепочкой потоков дорожного движения, является достаточно большим, чтобы быть цепочкой ключевых потоков дорожного движения, которая может определять временную синхронизацию для времени действия зеленого света на фазовой стадии. Следовательно, может быть 22 вида различных цепочек ключевых потоков дорожного движения для 22 диаграмм семейств цепочек. До того как требование по дорожному движению определяется, хотя конкретная цепочка ключевых потоков дорожного движения не может быть выбрана искусственно, цепочка ключевых потоков дорожного движения может быть задана посредством выбора семейства цепочек для того, чтобы задавать возможный диапазон потерянного времени цикла. Таким образом, особенно важно выбирать наилучшее семейство цепочек из полной классификации цепочек потоков дорожного движения, т.е. семейство цепочек.

Сумма всех времен действия зеленого света и интервалов между двумя зелеными сигналами для цепочки потоков дорожного движения упоминается как длина цепочки. Минимальная длина цепочки потоков дорожного движения отличается от уравнения (4) пути цикла тем, что минимальная длина цепочки потоков дорожного движения означает сумму каждого времени действия зеленого света и каждого минимального интервала между двумя зелеными сигналами для цепочки потоков дорожного движения

где C_L является минимальной длиной цепочки потоков дорожного движения; G является временами действия зеленого света каждого из потоков дорожного движения; и I является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами.

Второй вариант осуществления

Полная классификация семейств цепочек и семейство цепочек с минимальным средним значением потерянного времени цикла: семейство цепочек Ванга

Перекресток, показанный на фиг.1, имеет всего 114 цепочек потоков дорожного движения, которые могут быть полностью разделены на 9 семейств цепочек с конфликтом потоков дорожного движения и 13 семейств цепочек без конфликта потоков дорожного движения. Семейства цепочек перечисляются, и потерянные времена циклов цепочек потоков дорожного движения вычисляются согласно таблице 3, а результаты перечисляются в таблице 4.

В таблице 4, если имеется только одно число после основного потока транспортных средств, число указывает минимальный интервал между двумя зелеными сигналами в случае, если основной поток транспортных средств находится в конце действия зеленого света. Если имеются два числа после каждого основного потока транспортных средств, числа указывают соответственно 2 минимальных интервала между двумя зелеными сигналами в случае, если основной поток транспортных средств находится в конце действия зеленого света, а последующие два основных потока транспортных средств находятся в начале действия зеленого света, при этом первое число соответствует вышеуказанному основному потоку транспортных средств, а второе число соответствует следующему основному потоку транспортных средств. В случае, если существует не только один основной поток транспортных средств для конца действия зеленого света или существует не только один основной поток транспортных средств для начала действия зеленого света (к примеру, смешанный поток транспортных средств в первых 9 структурах последовательностей), минимальный интервал между двумя зелеными сигналами между конфликтующим зеленым светом для всех возможных i и j составляет I=Max{I_ij}. Здесь параметры условий скорости выбираются для различных схем управления сигналами без конфликта потоков дорожного движения. Поскольку пространство ограничено, параметры условий скорости повторно не выбираются для смешанных схем пропускания с конфликтом потоков дорожного движения. Теоретически скорость транспортного средства в последующих схемах меньше, и тем самым минимальный интервал между двумя зелеными сигналами между конфликтующим зеленым светом может превышать значения в таблице 07-1. Следовательно, это не рекомендуется здесь и перечисляется только для качественного сравнения.

В таблице 4 перечисляются все семейства цепочек, и числа, присоединяемые к правому нижнему углу порядковых номеров в первой колонке, являются средними значениями потерянного времени цикла.

Семейство цепочек с минимальным средним значением L потерянного времени цикла задается как семейство цепочек Ванга, и семейство цепочек с субминимальным средним значением L потерянного времени цикла задается как подсемейство цепочек Ванга.

Диаграмма семейств цепочек, в которой определяются время {G_i} действия зеленого света и интервал {I_i} между двумя зелеными сигналами, упоминается как схема семейств цепочек. Бесконечные схемы семейств цепочек полностью классифицируются на конечные семейства цепочек для того, чтобы упрощать исследование общностей и характера схемы семейств цепочек, к примеру, базовой структуры фаз и структуры последовательностей.

В таблице 4 все цепочки потоков дорожного движения в итоге разделяются на 22 семейства цепочек. Фактически, все бесконечные схемы семейств цепочек в итоге разделяются согласно базовым структурам фаз и структурам последовательностей фаз. Традиционный способ также может перечислять множество структур фаз и структур последовательностей фаз, тем не менее к настоящему моменту отсутствуют документы, которые могут обоснованно заявлять, что "определенная структура фаз и структура последовательностей фаз являются наилучшими, чтобы достигать высокой эффективности", поскольку отсутствует показатель эффективной производительности и способ для сравнения и отбора.

Как видно из фиг.4, семейство цепочек 19 является подсемейством цепочек Ванга. Цепочка потоков дорожного движения с минимальным потерянным временем принадлежит семейству цепочек 19. Тем не менее, среднее значение потерянного времени цикла семейства цепочек 19 составляет -4,375 секунды, а не минимум, и может возникать положительное значение потерянного времени цикла. Конечно, если цепочка потоков дорожного движения с минимальным потерянным временем цикла может быть выбрана согласно предварительной проектной интенсивности {Q_j} потока в каждом временном кванте, это семейство цепочек может рассматриваться при управлении на основе временной синхронизации по временным квантам, не связанном с динамической адаптацией схемы.

Среднее значение потерянного времени цикла семейства цепочек 12 составляет -9,75 секунд и является минимумом, так что семейство цепочек 12 является семейством цепочек Ванга, которое должно быть предпочтительно выбрано. По сравнению со схемой с 2 фазовыми стадиями, в которой различные потоки дорожного движения пропускаются посредством смешения, порядок дорожного движения, полученный таким образом, является более оптимальным и безопасным и позволяет достигать большей интенсивности дорожного движения.

При регулировании многофазной схемы, если только длина цикла и временная синхронизация действия зеленого света изменяются, а структура базовых фазовых стадий и последовательность фазовых стадий не изменяются, т.е. семейство цепочек не изменяется, цепочка ключевых потоков дорожного движения и соответствующее потерянное время цикла могут быть изменены только в одном и том же семействе цепочек и может не возникать структурного изменения, так что нет необходимости в схеме изменения.

В схеме временной синхронизации с равным насыщением, в которой различные ограничения удовлетворяются, минимальная длина цепочки ключевых потоков дорожного движения максимизируется, что позволяет достигать или приблизительно приравниваться к циклу. Посредством задания стадии раннего включения или позднего отключения либо перекрывающейся стадии для некоторых основных потоков транспортных средств интервалы между двумя зелеными сигналами для всего потока дорожного движения цепочки ключевых потоков дорожного движения могут достигать или приблизительно равняться их минимальным интервалам между двумя зелеными сигналами соответственно. Таким образом, задача нахождения цепочки ключевых потоков дорожного движения изменяется, чтобы находить цепочку потоков дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки и находить продолжительность цикла для схемы через минимальную длину цепочки ключевых потоков дорожного движения.

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанный способ управления сигналами регулирования движения, включающий в себя выбор и определение схемы управления для базовой структуры фаз и структуры последовательностей:

(1) выбор базовой структуры фаз и структуры последовательностей по меньшей мере одного из семейств цепочек с минимальными средними значениями потерянного времени цикла;

(2) достижение того, что время действия зеленого света равно или превышает минимальное время {G_mi} действия зеленого света по Вангу, и интервалы между двумя зелеными сигналами равны или превышают минимальный интервал между двумя зелеными сигналами; вычерчивание диаграммы семейств цепочек и определение периода между двумя зелеными сигналами, регулируемого времени действия зеленого света и совместимой схемы {I_i} по принципу минимума; вычисление общей суммы отношений интенсивностей потоков каждой из цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек согласно числу {n_i} потоков дорожного движения и полос дорожного движения, интенсивности {Q_si} насыщенного потока полосы дорожного движения, требованию {Q_i} по интенсивности потока для потока дорожного движения и требованию q по максимальному насыщению и получение максимальной общей суммы отношений Y интенсивностей потоков; обозначение как L' потерянного времени цикла в пути, в котором общая сумма отношения интенсивностей потоков является максимальной в семействе цепочек;

(3) если L' некоторых семейств цепочек не превышают 0, определение схем временной синхронизации действия зеленого света и ключевых путей только для семейств цепочек с L'<0 и вычисление потерянного времени цикла для полученных схем, выбор схемы, отношение потерянного времени цикла к циклу которой относительно меньше, и выполнение этой схемы, в противном случае продолжение этапа; и

(4) определение схем временной синхронизации действия зеленого света и ключевых путей и вычисление потерянного времени цикла для полученных схем для того, чтобы выбирать схему, отношение потерянного времени цикла к циклу которой относительно меньше, и выполнение этой схемы.

Если расчет временной синхронизации только выполняется для семейства цепочек Ванга, схема управления фактически может иметь сравнительно меньшее потерянное время цикла для различных требований по интенсивности потока дорожного движения, и имеется сверхсильная устойчивость к уменьшению скорости. Если все потерянные времена циклов в семействе цепочек Ванга являются отрицательными, можно обеспечивать то, что потерянное время цикла может становиться отрицательным, посредством динамичного регулирования временной синхронизации или схемы семейства цепочек Ванга независимо от изменения требования по дорожному движению.

3. Способ для определения совместимой схемы по принципу минимума

Если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов на диаграмме семейств цепочек, то считается, что соответствующие 4 интервала между двумя зелеными сигналами являются совместимыми. Все из схем управления принадлежат совместимым схемам.

Некоторые интервалы между двумя зелеными сигналами могут надлежащим образом суммироваться с 4 несовместимыми интервалами между двумя зелеными сигналами, чтобы приводить к тому, что они становятся совместимыми. Должна быть совместимая схема, в которой общая сумма суммированных интервалов между двумя зелеными сигналами является минимальной, и эта совместимая схема для краткости упоминается как совместимая схема по принципу минимума. Существует не только одна совместимая схема по принципу минимума. Надлежащим образом суммированный интервал между двумя зелеными сигналами упоминается как регулируемый интервал между двумя зелеными сигналами. Кроме того, в различных совместимых схемах по принципу минимума предусмотрена схема, в которой интервал между двумя зелеными сигналами, соответствующий любой из ограничивающих дуг для минимального интервала между двумя зелеными сигналами, больше не увеличивается.

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанный способ управления сигналами регулирования движения, включающий в себя регулирование совместимой схемы по принципу минимума:

1) перекодирование двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшими суммами в качестве начального времени, если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов на диаграмме семейств цепочек;

2) запись одного из двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшими суммами, который появляется много раз в цепочке ключевого дорожного движения, в качестве первого интервала между двумя зелеными сигналами, суммирование предварительно определенного значения со вторым интервалом между двумя зелеными сигналами и регулирование первого интервала между двумя зелеными сигналами таким образом, что суммы первых интервалов между двумя зелеными сигналами равны суммам вторых интервалов между двумя зелеными сигналами;

- вычисление для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек суммы минимального времени G_mk действия зеленого света по Вангу и интервалов между двумя зелеными сигналами потоков дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и задание цепочки дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек в качестве цепочки ключевого дорожного движения, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки является первым временем C₀ цикла;

- определение, равен ли или меньше первый интервал между двумя зелеными сигналами, чем начальное время, соответствующее первому интервалу между двумя зелеными сигналами, либо нет, выполнение 3), если да; в противном случае выполнение 2);

3) если первый интервал между двумя зелеными сигналами является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами, регулирование других интервалов между двумя зелеными сигналами таким образом, что сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий, регулирование набора {G_mk} минимальных времен действия зеленого света, так что общая сумма набора и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения; использование каждого из интервалов между двумя зелеными сигналами совместимой схемы, полученной при расчете схемы управления.

Третий вариант осуществления

Совместимая схема по принципу минимума семейства цепочек Ванга для перекрестка, показанного на фиг.1, {I_i}: I₁=1 с, I₂=-2 с, I₂=-1 с, I₃=3 с, I₄=-1 с, I₄=-1 с, I₅=1 с, I₆=-1 с, I₆=-2 с, I₇=1 с, I₈=-1 с, I₈=-1 с, I_1,3=11 с, I_5,7=11 с, I_7,1=12 с, I_3,5=12 с, как показано на фиг.7.

4. Способ для определения минимального времени действия зеленого света по Вангу

Статистическая регулярность указывает, что имеются значительные различия в скорости пешеходов в зависимости от пола, возраста и физического состояния. Группа людей с различными скоростями имеет право проходить через улицу безопасно, и простая обработка с использованием однородной средней скорости не должна приспосабливаться. Группа людей с различными скоростями должна быть задана согласно статистической регулярности следующим образом. Группа людей со скоростью, превышающей определенное пороговое значение, к примеру, 1,5 м/с, упоминается как быстро ходящие люди, а группа людей со скоростью примерно 1,0 м/с упоминается как среднестатистически ходящие люди. Время, расходуемое для перехода улицы пешеходом, включает в себя время действия зеленого света для пешеходов, время мигающего сигнала зеленого света для пешеходов и время освобождения для пешеходов. Зеленый свет для пешеходов является сигналом начала движения, и дети, пожилые или медленно ходящие люди с физическими недостатками начинают движение по пешеходному переходу только тогда, когда зеленый свет начинает гореть. Среднестатистически ходящие люди должны начинать движение по пешеходному переходу в течение цикла действия зеленого света. Мигающий сигнал зеленого света для пешеходов является предупредительным сигналом для указания того, что красный свет скоро будет включен, и только быстро ходящим людям разрешено начинать движение по пешеходному переходу в течение цикла мигающего сигнала зеленого света. Красный свет запрещает людям начало движения по пешеходному переходу; пешеход, начавший движение по пешеходному переходу, должен проходить через конфликтную область с максимально возможной скоростью для того, чтобы заранее попадать в безопасную область. Независимо от того, включен или нет зеленый свет, все конфликтующие транспортные средства должны останавливаться и уступить пешеходам при условии, что есть пешеходы, идущие по пешеходному переходу. Длительность мигающего сигнала зеленого света для пешеходов вместе со временем освобождения быстро ходящих людей после мигающего сигнала зеленого света может обеспечивать то, что среднестатистически ходящие люди, которые начинают движение по пешеходному переходу, могут безопасно достигать другого конца пешеходного перехода, когда зеленый свет выключается, и тем самым является временем освобождения для среднестатистически ходящих людей. Время освобождения быстро ходящих людей после мигающего сигнала зеленого света может обеспечивать то, что быстро ходящие люди, которые начинают движение по пешеходному переходу, могут безопасно достигать другого конца пешеходного перехода, когда зеленый свет выключается. По существу, минимальное время G_{pedestrian min} действия зеленого света для пешеходов, в общем, не меньше 3 секунд в цикле действия зеленого света. Может не быть медленно ходящих людей каждый раз, и безопасность перехода улицы для медленно ходящих людей главным образом базируется на транспортных средствах, которые уступают дорогу, так что нет необходимости увеличивать длительность минимального времени действия зеленого света, как показано на фиг.4.

Как показано на фиг.5, предусмотрена иллюстративная диаграмма взаимосвязи минимального времени действия зеленого света по Вангу едущего прямо транспортного средства в случае перехода улицы пешеходом.

Настоящая заявка предоставляет способ для расчета вышеуказанной системы управления сигналами регулирования движения, включающий в себя определение минимального времени действия зеленого света по Вангу, при этом максимальное время из группы, состоящей из 3 секунд, первого времени действия зеленого света и второго времени действия зеленого света, задается как минимальное время действия зеленого света для потока дорожного движения;

- при этом способ для определения первого времени действия зеленого света включает в себя:

- вычитание суммы совместимых интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения из минимального интервала между двумя зелеными сигналами между предыдущим потоком дорожного движения и последующим потоком дорожного движения в цепочке потоков дорожного движения, чтобы задавать первое время действия зеленого света,

- при этом второе время действия зеленого света следующее:

G=G_pedestrian+G_{pedestrian flash}+(I₂₁+I₂₂)-(I₁₁+I₁₂), $$\begin{array}{cccc}& & & \end{array}$$

(10)

где G_pedestrian является минимальными временем действия зеленого света для потока пешеходного движения в том же направлении, что и поток дорожного движения;

G_{pedestrian flash} является разностью между временем, необходимым при прохождении среднестатистически ходящими людьми расстояния освобождения с обычной скоростью ходьбы, и временем, необходимым при прохождении быстро ходящими людьми расстояния освобождения со скоростью, превышающей определенное пороговое значение, на основе расстояния освобождения для потока пешеходного движения,

G_{pedestrian flash}=время освобождения для "среднестатистически ходящих людей" - время освобождения для "быстро ходящих людей" (11),

I₂₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, I₂₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения, I₁₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и предыдущим потоком дорожного движения, и I₁₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и последующим потоком дорожного движения.

Очевидно то, что минимальное время действия зеленого света по Вангу равно или превышает традиционное минимальное время действия зеленого света. Кроме того, минимальное время действия зеленого света пересекающихся стадий для цепочки потоков транспортных средств пересекающихся стадий уже используется посредством потоков дорожного движения пересекающихся стадий и тем самым не должно больше включаться во время простоя системы. Следовательно, больше нет необходимости рассматривать цепочку потоков транспортных средств пересекающихся стадий, и сложные трудоемкие вычисления могут опускаться и исключаться.

Четвертый вариант осуществления описывается следующим образом.

На фиг.1 ширина дороги составляет 36 м и предусмотрен островок безопасности в 8 квадратных метров посередине. Следовательно, максимальное пройденное расстояние составляет 14 м, т.е. половину ширины дороги. В случае, если минимальное время действия зеленого света для пешеходов составляет 3 с, скорость среднестатистически ходящих людей составляет 1,0 м/с, и скорость "быстро ходящих людей" может быть равной или превышать 1,5 м/с, можно определять, что время мигающего сигнала зеленого света для пешеходов составляет 4 с, и минимальное время {G_mi} действия зеленого света основных потоков транспортных средств следующее: G_m1=9 с для восточного направления прямо, G_m2=12 с для западного направления налево, G_m3=10 с для северного направления прямо, G_m4=9 с для южного направления налево, G_m5=11 c для западного направления прямо, G_m6=11 c для восточного направления налево, G_m7=10 с для южного направления прямо и G_m8=10 с для северного направления налево.

5. Определение способа управления в случае L'<0

Некоторые исследования сосредоточены на случае L'>0, тем не менее традиционно определенный способ управления не подходит в случае L'<0.

В заявке путь с максимальной общей суммой отношений Y интенсивностей потоков не обязательно является ключевым путем в цепочке семейств, поскольку отсутствует учет эффекта минимального интервала между двумя зелеными сигналами. В случае L'<0 для возможного минимального цикла C₀, включающего в себя минимальное время действия зеленого света, если 1-L'/C₀≥Y, требование по интенсивности потока, безусловно, превышает пропускную способность дороги на перекрестке, и может быть выбрана только схема с минимальным циклом C₀, чтобы обеспечивать пропускание потока дорожного движения с максимальной пропускной способностью до тех пор, пока дорожное движение не уменьшится; в противном случае может быть такое решение, когда требование {Q_i} по фактической интенсивности потока дорожного движения и требование q по обоснованной максимальной степени насыщения удовлетворяются в максимально возможной степени, цикл C₀ и эффективное время G_ei действия зеленого света ключевых потоков дорожного движения постепенно увеличиваются от возможного минимального цикла при постоянном эффективном времени G_ei действия зеленого света для неключевого дорожного движения, так что цикл C₀ и эффективное время G_ei действия зеленого света могут удовлетворять требованию {λ_i} по разделению. Время G_i действия зеленого света и минимальный цикл C₀ потоков дорожного движения в ключевом пути рассчитанной системы управления сигналами удовлетворяются раньше, и затем определяются периоды времени включения и выключения зеленого света и другие параметры каждого из основных потоков дорожного движения. Тем не менее, когда возможное значение цикла превышает ожидаемый максимальный цикл во время последовательного процесса решения от малого к большому, достигается критическое насыщение, и требование по интенсивности потока приближается к пропускной способности дороги на перекрестке. В этом случае только полученная схема на основе максимального цикла может быть выбрана таким образом, чтобы пропускать поток дорожного движения с удовлетворением требования по отношению в максимально возможной степени до тех пор, пока дорожное движение не уменьшится, хотя некоторые потоки дорожного движения с большой интенсивностью потока могут не пропускаться полностью. Поскольку L'<0, неравенство в качестве необходимого условия для решения 1-L'/C₀≥Y фактически обеспечивает до определенной степени то, что максимальная общая сумма отношений интенсивностей потоков Y>1, так что верхний предел разрешенной общей суммы отношений интенсивностей потоков значительно увеличивается, и цикл имеет верхний предел как -L'/(Y-1).

Настоящая заявка предоставляет способ управления для вышеуказанной системы управления сигналами регулирования движения, которая включает в себя следующие этапы.

Следующий расчет схемы управления выполняется для выбранного семейства цепочек:

1) определение требования {λ_i} по разделению для основного потока транспортных средств согласно равному насыщению, где λ_i=Q_i/qn_iQ_si; если L'≥0, предоставление максимального разрешенного цикла C;

2) начало с набора {G_mi} минимальных времен действия зеленого света по Вангу и совместимой схемы {I_i} по принципу минимума и переход к следующему этапу;

3) вычисление минимальной длины цепочки для цепочки потоков дорожного движения в семействе цепочек и задание максимального значения минимальной длины цепочки в качестве минимального времени C₀ цикла, которое должно быть выбрано;

4) если Y>1-(L'/C₀), что означает перенасыщение, задание {G_i}={G_mi} и переход к 8), в противном случае переход к следующему этапу;

5) назначение, соответствующее целочисленному времени {G_i} действия зеленого света для основного потока транспортных средств, посредством использования C₀ согласно следующему уравнению:

G_j=Max{C₀λ_i-A+1, G_mj}, $$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}& & & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(12)

где λ_i является требованием по разделению основного потока j транспортных средств; G_j является временем действия зеленого света для потока дорожного движения; A является временем действия желтого света; l является потерянным временем при трогании с места; C₀ является циклом; и G_mj является минимальным временем действия зеленого света;

- переход к 8), если {G_i} равен предыдущему {G_i} или {G_mi}; в противном случае присвоение {G_i}={G_mi} и переход к следующему этапу;

6) подстановка набора {G_i} времен действия зеленого света в уравнение, вычисляющее минимальную длину цепочки для цепочки потоков дорожного движения, чтобы получать максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла;

7) переход к следующему этапу, если время цикла C₁≤C₀; в противном случае присвоение C₀=C₁, и если C₀ превышает ожидаемый максимальный цикл, т.е. C₀>-L'/(Y-1), когда L'<0 и Y>1, или C₀ превышает данный максимальный допустимый цикл C, когда L'≥0, что означает критическое насыщение, переход к следующему этапу; в противном случае возврат к 5);

8) при наборе {G_i} целочисленных времен действия зеленого света и совместимых схемах {I_i} по принципу минимума для ключевого основного потока транспортных средств, связанного с максимальным значением минимальных длин цепочки, в качестве минимального периода, увеличение целочисленного времени действия зеленого света для других основных потоков транспортных средств так, что оно удовлетворяет промежутку диаграммы семейств цепочек, а также определение схемы семейств цепочек и определение периодов времени включения и выключения зеленого света для каждого из основных потоков транспортных средств;

9) сравнение времени {G_i} действия зеленого света и интервалов {I_i} между двумя зелеными сигналами согласно схемам семейств цепочек, определение каждой из производных фазовых стадий, сформированных, поскольку зеленый свет включается рано или выключается поздно либо перекрывается, и определение каждого времени фазовой стадии и фазовых интервалов;

10) с учетом минимального интервала между двумя зелеными сигналами как ограничения, определение времени раннего включения и времени позднего отключения зеленого света для потоков дорожного движения для пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающих направо транспортных средств, и конфигурирование времени действия зеленого света, при этом потоку дорожного движения с большей интенсивностью потока присваивается относительно большее время действия зеленого света при условии гарантии того, что предусмотрен зеленый свет для потоков дорожного движения пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающих направо транспортных средств;

11) вычерчивание диаграммы фазовых стадий групп световых сигналов, верификация и применение данных временной синхронизации; отправка данных временной синхронизации в каждое из устройств отображения для отображения.

Пятый вариант осуществления

Определение минимального цикла и цепочки ключевых потоков дорожного движения согласно требованию {Q_i } по интенсивности потока дорожного движения

Блок-схема последовательности операций способа для расчета схемы управления сигналами является такой, как показано на фиг.14. Следующие операции выполняются для семейства цепочек Ванга.

1) Определение требования {λ_i} по разделению основного потока транспортных средств согласно проектному набору интенсивностей {Q_i} потока.

Проектные интенсивности потока соответственно следующие: Q₁=778 транспортных средств/час для восточного направления прямо, Q₂=475 транспортных средств/час для западного направления налево, Q₃=835 транспортных средств/час для северного направления прямо, Q₄=374 транспортных средства/час для южного направления налево, Q₅=893 транспортных средства/час для западного направления прямо, Q₆=432 транспортных средства/час для восточного направления налево, Q₇=835 транспортных средств/час для южного направления прямо и Q₈=403 транспортных средства/час для северного направления налево. Интенсивность потока насыщения одной полосы дорожного движения составляет Q_si=1600 транспортных средств/час, i∈8. Время действия желтого света для всех направлений потока составляет A=4 с. Потерянное время для всех направлений потока составляет l=1,5 с. Максимальное допустимое насыщение q=0,9. Требование по разделению для каждого из направлений потока может определяться следующим образом: λ₁=0,27; λ₂=0,33; λ₃=0,29; λ₄=0,26; λ₅=0,31; λ₆=0,30; λ₇=0,29; λ₈=0,28.

2) Задание максимального значения минимальной длины цепочки из цепочек потоков дорожного движения в качестве возможного минимального времени C₀ цикла согласно минимальному времени действия зеленого света, т.е.

Из вычисления для возможного минимального цикла C₀ обнаруживается, что возможной цепочкой ключевых потоков дорожного движения являются цепочки 3 и 4, которые не могут регулироваться. Общая сумма Y максимальных отношений интенсивностей потоков семейства цепочек Ванга верифицируется:

- если L' обозначает потерянное время цикла пути с максимальной общей суммой отношений интенсивностей потоков, то L'=-10<0;

- проверяется то, что 1-(L'/C₀)=1+10/42=1,238>Y, и, следовательно, может быть решение.

Цикл составляет C₀=42<-L'/(Y-1)=10/0,19=52,6, и именно поэтому не аналитический способ используется для того, чтобы непосредственно задавать C₀=52. Поиск начинается с минимального возможного цикла C₀=42, и можно получать решение по минимальному циклу.

3) Прием времени действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения.

Назначение времени действия зеленого света происходит соответственно следующим образом согласно выражению (12): G₁=9, G₂=12, G₃=10, G₄=9, G₅=11, G₆=11, G₇=10, G₈=10.

4) Сравнение {G_i} с {G_mi} и переход к 6), если нет изменения; в противном случае вычисление максимального значения минимальной длины цепочки из цепочек потоков дорожного движения в качестве минимального времени C₁ цикла согласно результату назначения, т.е.:

C₁=Max{∑_i=1 ⁴(G_mi+I_i), G_m1+I₁+G_m2+I_2'+G_m7+I₇+G_m8+I_8',

G_m5+I₅+G_m6+I_6'+G_m3+I₃+G_m4+I_4', ∑_i=5 ⁸(G_mi+I_i)}.

5) Выполнение этапа 6), если время цикла C₁≤C₀; в противном случае присвоение C₀=C₁ и возврат к этапу 3).

6) Определение отношения потерянного времени цикла к циклу для цепочки ключевого дорожного движения со временем C₁ цикла; в настоящем варианте осуществления ключевой путь является цепочкой дорожного движения 4, и потерянное время цикла составляет 10 с, отношение потерянного времени цикла к циклу составляет -0,238, следовательно, цикл задается как C₀=42 с.

7) Дополнительное определение цепочки ключевых потоков дорожного движения и времени действия зеленого света для ключевых потоков дорожного движения и совместимой схемы по принципу минимума при определении цикла, улучшение схемы согласно этому периоду схемы и расширение набора {G_i} целочисленных времен действия зеленого света каждого из неключевых потоков дорожного движения до тех пор, пока промежутки на диаграмме семейств цепочек не удовлетворятся, предусмотрено G₁=10 с, так что схема временных периодов для перекрестка на фиг.1 следующая: G₁=10, G₂=12, G₃=10, G₄=9, G₅=11, G₆=11, G₇=10, G₈=10;

- насыщение q_i каждого из основных потоков транспортных средств соответственно следующее: q₁=C₀Q₁/(G₁+2,5)n₁Q_s1=0,817, q₂=0,860, q₃=0,877, q₄=0,854, q₅=0,868, q₆=0,840, q₇=0,877, q₈=0,846, обоснованно допустимая максимальная степень насыщения составляет q=0,9.

8) Точное управление схемой семейств цепочек посредством управления временем, в которое зеленый свет включается, и длительностью времени работы каждого из сигналов через контроллер сигналов, при этом схема семейств цепочек с определенным временем действия зеленого света и определенным интервалом между двумя зелеными сигналами имеет соответствие "один к одному" со схемой управления основным потоком транспортных средств посредством сигналов регулирования движения и является другой формой выражения схемы для управления основным потоком транспортных средств посредством сигналов регулирования движения.

Схема семейства цепочек Ванга дополнительно включает в себя 24 вида схем управления сигналами для основного потока транспортных средств, включающих в себя производные фазовые стадии, сформированные вследствие раннего включения или позднего отключения или перекрытия, помимо схемы управления сигналами основного потока транспортных средств, включающей в себя базовые фазовые стадии.

Время фазовой стадии схемы управления сигналами основного потока транспортных средств обозначается посредством G_i, i∈4; фазовый интервал обозначается посредством T_i, i∈4; время возможно существующей перекрывающейся стадии составляет G'_I; фазовые интервалы до и после времени G'_i обозначаются посредством T_i и T'_i, i∈4; время раннего включения основных потоков транспортных средств обозначается посредством T_i1, i∈8; и время позднего отключения основных потоков транспортных средств обозначается посредством T_i2, i∈8.

Посредством последовательного сравнения времени {G_i} действия зеленого света и соответствующего интервала {I_i} между двумя зелеными сигналами может быть определена разность времен между временем {G_i} действия зеленого света и соответствующим интервалом {I_i} между двумя зелеными сигналами, и определенная схема семейств цепочек соответствует схеме управления сигналами основного потока транспортных средств, включающей в себя какую-либо производную фазовую стадию.

Для всех i∈4 может быть предусмотрено только одно из пары времени раннего включения {T_i1, T_(i+4)1} и может быть предусмотрено только одно из пары времени позднего отключения {T_i2, T_(i+4)2}, время раннего включения и время позднего отключения, которые не предусмотрены, рассматриваются как равные 0.

1) время фазовой стадии получается посредством вычитания возможно существующего времени раннего включения и времени позднего отключения из времени действия зеленого света

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& \end{array}& & & \end{array}$$

(13)

2) для фазового интервала без ограничения на интервал между двумя зелеными сигналами с наклонным направлением

T_i2+I_i=T_(i+5)1+I_(i+4), T_(i+4)2+I_(i+4)=T_(i+1)1+I_i, i∈4 $$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& \end{array}& & & \end{array}$$

(14)

и фазовый интервал следующий:

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{cc}\begin{array}{cc}& \end{array}& \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(15)

- если T_i2>I_(i+4)1 или T_(i+4)2>I_i, имеется перекрывающаяся фазовая стадия, и длительность перекрывающейся фазовой стадии следующая:

G'_i=T_i2-I_(i+4) или G'_i=T_(i+4)2-I_i, i∈4 $$\begin{array}{ccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & \end{array}$$

(16)

фазовые интервалы T_i и T'_i до и после перекрывающейся фазовой стадии соответственно составляют I_i и I _(i+4)1;

3) для фазового интервала с ограничением на интервал между двумя зелеными сигналами с наклонным направлением:

, $$\begin{array}{ccc}\begin{array}{ccc}& & \end{array}& & \end{array}$$

(17)

, $$\begin{array}{ccc}& & \end{array}$$

(18)

фазовые интервалы до и после фазового интервала следующие:

$$\begin{array}{cccc}\begin{array}{cccc}\begin{array}{ccc}\begin{array}{cc}& \end{array}& & \end{array}& & & \end{array}& & & \end{array}$$

(19)

Схема управления сигналами для основного потока транспортных средств определяется, и сравнение и вычисление параметров для производной фазовой стадии показано в таблице 5.

Таблица 5 Сравнение и вычисление параметров для производной фазовой стадии для перекрестка, показанного на фиг.1
Уровень сравнения	Параметр для сравнения		Определение времени раннего включения и времени(ен) позднего отключения		Время фазовой стадии	Фазовый интервал
1	I4=-1	I4'=-1	G1, нормальное включение, T11=0	G5, нормальное включение, T51=0		T4=-1+T42
2	G1=10	G5=11	G1, нормальное отключение, T12=0	G5, позднее отключение, T52=1	G1=10
	I1=1	I5+T52=2	G2, включение зеленого света с опережением, T21=1	G6, нормальное включение, T61=0		T1=2
4	G2-T21=11	G6=11	G2, нормальное отключение, T22=0	G6, нормальное отключение, T62=0	G2=11
1	I2=-2	I6=-1	G3, включение зеленого света с опережением, T31=1	G7, нормальное включение, T71=0		T2=-1
2	G3-T31=9	G7=10	G3, нормальное отключение, T32=0	G7, позднее отключение зеленого света, T72=1	G3=9
3	I3=3	I7+T72=2	G4, нормальное включение, T41=0	G8, раннее включение зеленого света, T81=1		T3=3
4	G4=9	G9-T81=9	G4, нормальное отключение, T42=0	G8, нормальное отключение, T82=0	G4=9	T4= -1+T42=-1
	цикл	Σ(Gi+Ti)	10+11+9+9+2-1+3-1=42			Удовлет-воряется

В схеме временной синхронизации для перекрестка, показанного на фиг.1, время каждой фазовой стадии следующее: 10 с, 11 с, 9 с и 9 с, фазовые интервалы следующие: 2 с, -1 c, 3 с и -1 c, время фазовой стадии для западного направления налево и северного направления прямо включается раньше на 1 c, а время фазовой стадии для западного направления прямо и южного направления прямо выключается позднее на 1 c, и отсутствует перекрывающаяся фазовая стадия.

9) С учетом минимального интервала между двумя зелеными сигналами как ограничения, определение времени раннего включения или позднего включения и времени раннего отключения или позднего отключения зеленого света для потоков дорожного движения для пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающего направо транспортного средства и конфигурирование времени действия зеленого света, при этом потоку дорожного движения с большей интенсивностью потока присваивается относительно большее время действия зеленого света при условии гарантии того, что предусмотрен зеленый свет для потоков дорожного движения пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающих направо транспортных средств.

10) Вычерчивание диаграммы фазовых стадий групп световых сигналов, как показано на фиг.8. Таким образом расчет схемы управления сигналами регулирования движения в настоящем варианте осуществления завершается. Все данные временной синхронизации верифицируются и применяются и отправляются в каждое из устройств отображения для отображения.

Минимальный интервал между двумя зелеными сигналами является видом преобразования временных ограничений, которое преобразует конфликт в ключевой конфликтной точке в поток дорожного движения, проходящий через стоп-линию перекрестка. Традиционный стандарт контроллера сигналов, в котором "конфликт запрещенного зеленого света" может не соответствовать принципу конфликта, должен отменяться. Нельзя допускать операций с влиянием на схему управления сигналами регулирования движения посредством контроллера сигналов с неправильной функцией определения.

6. Настоящая заявка предоставляет вышеуказанный способ управления сигналами регулирования движения, в котором схема назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка и вычисленный минимальный интервал между двумя зелеными сигналами отбираются посредством следующего способа.

Минимальное среднее значение потерянного времени цикла определяется соответственно для каждой из по меньшей мере двух схем назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка, и схема назначения дорожных маршрутов движения с минимальным средним значением системного простоя выбирается в качестве схемы назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка, и выводится информация выбранной схемы назначения дорожных маршрутов движения и вычисленного минимального интервала между двумя зелеными сигналами.

В различных схемах назначения маршрутов движения могут быть критические точки в различных положениях и при различных длинах освобождения и длинах вхождения и минимальных интервалах между двумя зелеными сигналами, и средние значения потерянного времени цикла семейства цепочек Ванга отличаются. Средние значения потерянного времени цикла семейства цепочек Ванга могут быть использованы в качестве предпочтительного численного показателя для отбора схем назначения маршрутов движения. Назначение маршрутов движения Ванга с относительно меньшими средними значениями отбирается и находится. В настоящей заявке назначение дорожных маршрутов движения, при котором все потерянное время цикла семейства цепочек Ванга является отрицательным, упоминается как назначение маршрутов движения Ванга. Назначение маршрутов движения Ванга определенно выполняется (См. фиг.7).

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанную систему управления сигналами регулирования движения, которая дополнительно включает в себя схему назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка, причем схема назначения дорожных маршрутов движения, используемая для перекрестка, включает в себя кольцевую дорогу и дорогу, пересекающую кольцевую дорогу, при этом кольцевая дорога используется для едущего прямо транспортного средства и безмоторного транспортного средства, и центральная область внутри кольцевой дороги является запретной зоной для едущих прямо транспортных средств; дорога, пересекающая кольцевую дорогу и центральную область, используется для поворачивающих налево транспортных средств и формирует перекресток на одном уровне с кольцевой дорогой для едущих прямо моторных транспортных средств.

Шестой вариант осуществления

Отбор доступных схем назначения дорожных маршрутов движения на основе потерянного времени цикла семейства цепочек Ванга

Различные возможные назначения дорожных маршрутов движения сравниваются и выбираются посредством использования того факта, который уменьшает потерянное время цикла семейства цепочек Ванга, в качестве показателя. Блок-схема последовательности операций технологического процесса для отбора и приспособления схемы назначения маршрутов движения Ванга показана на фиг.13.

Общепринято применять стандартное назначение маршрутов движения, как показано на фиг.9, к перекрестку на одном уровне (мосту), на котором невозможно построить эстакаду.

Тем не менее стандартное назначение маршрутов движения для перекрестка, как показано на фиг.9, не принадлежит схеме назначения маршрутов движения Ванга. Цифровые данные являются самыми убедительными.

Вычисленный цифровой результат указывает, что семейство цепочек Ванга является семейством цепочек 12 в перекрестке на фиг.1 и фиг.9. Тем не менее среднее значение семейства цепочек Ванга на фиг.9 составляет только 0, что существенно больше среднего значения на фиг.1. Следовательно, фиг.1 принадлежит схеме назначения маршрутов движения Ванга.

Техническое решение настоящей заявки также может применяться к перекрестку под мостом с проездом понизу, как показано на фиг.1.

Техническое решение настоящей заявки также может применяться к небольшому перекрестку, даже небольшому перекрестку только с двумя полосами дорожного движения, т.е. полосе дорожного движения в двух направлениях, как показано на фиг.12.

7. Отображение обратного отсчета

В таблице 4, в случае если общая сумма потерянного времени при трогании с места составляет 4,0, что превышает пороговое значение назначения маршрутов движения Ванга S=3,75, потерянные времена циклов цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек Ванга на фиг.1 соответственно составляют 0, 0, 1, 0, так что это не может быть схема назначения маршрутов движения Ванга. Конечно, порог S=3,75 связан с конкретными параметрами скорости конкретного перекрестка, которые должны удовлетворяться, чтобы обеспечивать наличие назначения маршрутов движения Ванга.

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанный способ управления сигналами регулирования движения, который дополнительно включает в себя использование отображения обратного отсчета, чтобы синхронно непрерывно дегрессивно отображать в секундах оставшееся время, определенное посредством соответствующего сигнала светового сигнала по меньшей мере в течение последних 5 или 6 секунд.

Отображение обратного отсчета предоставляется рядом со световым сигналом для того, чтобы своевременно предоставлять помощь на основе информации относительно оставшегося времени от времени, когда сигнал будет выключен. Таким образом, водители могут решать самостоятельно, когда тормозить или ускоряться, чтобы проходить стоп-линию, согласно информации, нагрузкам их транспортного средства, скорости, трению с поверхностью дороги и расстоянию между транспортным средством и стоп-линией. Они в полной мере пользуются преимуществом времени прохождения вместо незаконного вождения на красный свет для того, чтобы уменьшать потерянное время при трогании с места. Уменьшение потерянного времени при трогании с места может не влиять на безопасность дорожного движения и время интервала i-j после желтого света i и перед зеленым светом j, но может фактически улучшать эффективное время действия зеленого света.

Многоразрядное отображение обратного отсчета уже используется для управления сигналами регулирования движения. Тем не менее многоразрядное отображение обратного отсчета должно регулировать время работы зеленого света и красного света при выполнении адаптивного управления в реальном времени, тем самым приводя к неточной смене данных обратного отсчета, что влияет на расширение функций многоразрядного отображения обратного отсчета. Следовательно, от многоразрядного отображения обратного отсчета все чаще отказываются.

При динамическом управлении в реальном времени единичное время не должно регулироваться, так что единичное время может гармонически применяться в динамическом управлении в реальном времени. Чтобы соответствовать способу для уменьшения потерянного времени цикла, уменьшать пороговое значение схемы назначения маршрутов движения Ванга, добиваться вышеуказанных различных преимуществ вследствие отрицательного потерянного времени цикла и обеспечивать совместимость с адаптивным управлением в реальном времени, "специально сконструированное" одноразрядное устройство отображения обратного отсчета устанавливается согласно настоящему изобретению, при этом одноразрядное устройство отображения обратного отсчета включает в себя устройство временной синхронизации CPU и устройство отображения, и не предусмотрена цифровая связь и выделенные линии между одноразрядным устройством отображения обратного отсчета и контроллером сигналов.

Дисплей обратного отсчета подключается к устройству отображения сигналов регулирования движения. Дисплей обратного отсчета извлекает второй управляющий сигнал из сигналов, которые отправляются посредством контроллера сигналов и принимаются посредством устройства отображения обратного отсчета, затем отображает обратный отсчет, который начинается с предварительно установленного числа согласно второму управляющему сигналу, и прекращает отображение, когда обратный отсчет завершается.

Блок-схема работы "специально сконструированного" одноразрядного дисплея обратного отсчета является такой, как показано на фиг.10.

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанный "специально сконструированный" контроллер сигналов, который своевременно накладывает второй управляющий сигнал при отправке первого управляющего сигнала в устройство отображения сигналов регулирования движения, при этом второй управляющий сигнал имеет частоту, отличающуюся от частоты первого управляющего сигнала.

8. Настоящая заявка предоставляет систему управления сигналами регулирования движения для перекрестка, которая включает в себя контроллер сигналов и устройство отображения сигналов регулирования движения, при этом контроллер сигналов используется для того, чтобы выполнять схему управления для перекрестка, определенного посредством способа по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7, и отправлять команду в устройство отображения сигналов регулирования движения в реальном времени для отображения сигналов регулирования движения.

9. Устройство определения

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанную систему управления сигналами регулирования движения, которая дополнительно включает в себя устройство определения для перекрестка, при этом устройство определения информации для определения скорости освобождающего транспортного средства предоставляется в области около конца пешеходного перехода и принимает законные скорости транспортных средств в качестве скорости освобождающего транспортного средства; устройство определения информации для определения скорости и ускорения входящего транспортного средства предоставляется в области около начала пешеходного перехода и принимает законную скорость и ускорение головного транспортного средства, каждый раз пропускаемого на зеленый свет, в качестве скорости и ускорения входящего транспортного средства; эти устройства определения информации дополнительно могут определять интенсивности потока дорожного движения в различных направлениях потока и предоставлять их в контроллер сигналов.

Настоящая заявка предоставляет вышеуказанную систему управления сигналами регулирования движения, которая выполняет динамический расчет схемы управления только для семейства цепочек Ванга посредством использования способа по пунктам 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7 и не учитывает другие семейства цепочек.

Седьмой вариант осуществления

Осуществление динамического регулирования схемы управления

В этом варианте осуществления система управления сигналами регулирования движения дополнительно включает в себя детектор. Обработка данных, сетевая связь и модельное прогнозирование выполняются для определенных данных, так что данные являются как надежными, так и чувствительными и могут быть своевременно преобразованы в интенсивность потока дорожного движения и статистический параметр скорости дорожного движения для следующего цикла, так что они участвуют в вычислении для расчета в реальном времени минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами и схемы временной синхронизации в следующем цикле. Таким образом может выполняться динамическое моделирование согласно измеренным данным в реальном времени.

Этапы, выполняемые посредством контроллера сигналов, являются фактически аналогичными этапам в пятом варианте осуществления, которые выполняются только для семейства цепочек Ванга, и другие семейства цепочек отменяются. Конечно, нет ни вычисления отношения потерянного времени цикла к циклу в 6), ни сравнения и выбора в 7). Схема улучшается непосредственно на основе периода схемы, применяется и отправляется в каждое из устройств отображения сигналов для отображения сигналов.

Восьмой вариант осуществления

Координационная система управления сигналами для дорожной сети на местности, сформированной посредством множественного пересечения

Настоящая заявка предоставляет координационную систему управления сигналами для дорожной сети на местности, сформированной посредством множественного пересечения, которая включает в себя вышеуказанную систему управления сигналами регулирования движения для пересечения, может обеспечивать то, что потерянное время цикла каждого из пересечений поддерживается постоянным, и может обеспечивать то, что каждое из пересечений не должно обязательно иметь минимальный цикл для того, чтобы иметь возможность иметь тот же цикл, требуемый для того, чтобы принимать участие в координационном управлении.

Хотя описание настоящей заявки приведено для сложного перекрестка, настоящая заявка может применяться к другим перекресткам.

Система управления сигналами регулирования движения согласно настоящему изобретению главным образом включает в себя контроллер сигналов, устройство отображения сигналов и дополнительно включает в себя детектор в случае схемы динамического регулирования, который может быть подключен в беспроводном режиме либо через волоконно-оптический кабель или провод. Система управления сигналами регулирования движения дополнительно включает в себя схему назначения дорожных маршрутов движения для определения минимального интервала между двумя зелеными сигналами и минимального времени действия зеленого света по Вангу.

Вариант осуществления указывает, что дополнительное эффективное время пропускания в 10 секунд увеличивается для каждого цикла в 42 секунды, что означает то, что эффективное время пропускания за один день, т.е. 24 часа, составляет приблизительно 29,714 часов. Если вычисление выполняется согласно традиционному способу посредством "использования минимального предельного значения в 4 с в качестве минимального интервала между двумя зелеными сигналами" и "назначения 3 секунд для потерянного времени при трогании с места", как описано на двенадцатой странице описания патента ZL 200710055390.2, невозможно рассчитать систему управления с циклом в 42 секунды. Если система управления с четырьмя фазовыми стадиями с циклом в 42 секунды и временем действия желтого света в 4 с может быть смоделирована случайно, потерянное время цикла в цикле достигает 24 секунд, и эффективное время пропускания за один день составляет приблизительно 10,286 часов. Проходит 19,428 часов между эффективными временами пропускания за один день в случае системы управления с отрицательным потерянным временем цикла и эффективными временами пропускания за один день в случае системы управления с положительным потерянным временем цикла. Эффективное время пропускания увеличивается почти в два раза в сравнении с эффективным временем пропускания в традиционном случае.

Согласно вышеуказанному техническому решению, способ и система управления сигналами регулирования движения согласно настоящему изобретению могут обеспечивать безопасность дорожного движения посредством точного задания относительно большего минимального интервала между двумя зелеными сигналами. Потерянное время цикла может становиться отрицательным посредством четырех технических средств, дополняющих друг друга, для уменьшения потерянного времени цикла. Имеются следующие преимущества, если система управления сигналами имеет отрицательное потерянное время цикла. Общая сумма эффективного времени действия зеленого света для потока дорожного движения в ключевом пути превышает цикл, и предусмотрено дополнительное эффективное время пропускания. Чем меньше потерянное время цикла, тем больше дополнительное эффективное время пропускания. Посредством использования минимизации отношения потерянного времени цикла к циклу в качестве показателя оптимизации в случае обоснованно допустимого максимального насыщения, абсолютное значение отрицательного потерянного времени цикла может достигать максимума, системный цикл может достигать минимума, доля дополнительного эффективного времени пропускания может достигать максимума, пропускная способность дороги и эффективность дорожного движения перекрестка могут достигать максимума, и время задержки вследствие остановки транспортного средства может достигать минимума. Таким образом, пропускная способность дороги для основного потока транспортных средств увеличивается, тогда как цикл сигнала сокращается, время остановки ожидания пешехода и безмоторного транспортного средства уменьшается, и уровень предоставления услуг по регулированию дорожного движения повышается при условии обеспечения безопасности дорожного движения и порядка.

Кроме того, повышение эффективности работы системы управления сигналами для каждого из ключевых перекрестков безусловно может приводить к повышению общей эффективности системы управления сигналами дорожной сети на местности, так что затор дорожного движения в дорожной сети на местности значительно уменьшается.

Девятый вариант осуществления

Способ управления сигналами регулирования движения для перекрестка согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя следующие этапы:

- определение области перекрытия между потоком дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, и потоком дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, согласно информации перекрестка;

- определение первого времени, расходуемого потоком дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы проходить через область, от времени, когда первый зеленый свет выключается, и второго времени, расходуемого потоком дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, чтобы достигать области, от времени, когда включается второй зеленый цвет;

- определение третьего времени, расходуемого транспортным средством в потоке дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы завершать торможение, согласно информации перекрестка;

- определение минимального интервала между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света посредством суммирования разности между первым временем и вторым временем с третьим временем, которое является предварительно установленным временем реакции, необходимым для водителя, от обращения внимания на смену сигнала до реакции выполнения торможения;

- определение способа управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света и отправка команды в устройство отображения сигналов регулирования движения для отображения сигнала регулирования движения согласно способу управления.

Вышеуказанный способ может быть выполнен посредством контроллера сигналов регулирования движения и также может быть выполнен посредством одного или более серверов. Кроме того, последовательность выполнения вышеуказанных этапов может регулироваться по мере необходимости.

Вышеуказанный способ дополнительно может включать в себя:

- определение, посредством по меньшей мере одного детектора, первой скорости для потока дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы проходить через область в момент, когда первый зеленый свет выключается, и определение ускорения или второй скорости для потока дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, чтобы перемещаться в область в момент, когда второй зеленый свет включается, и предоставление первой скорости, ускорения или второй скорости в контроллер сигналов в качестве информации перекрестка.

В вышеуказанном способе определение способа управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света может, в частности, включать в себя следующие этапы:

- назначение по меньшей мере одного неконфликтного потока дорожного движения в группе и размещение каждой группы в различном порядке для того, чтобы получать несколько семейств цепочек, которые представляют порядки пропускания каждого из потоков дорожного движения, и перечисление всех семейств цепочек согласно различным режимам группировки;

- вычисление среднего значения потерянного времени цикла $$\overline{L}=\frac{{\displaystyle \sum _m({\displaystyle \sum _{\text{i}}{I}_i)}}}{m}-(A-l)\times n$$

для каждого из семейств цепочек, при этом в семействе цепочек поток дорожного движения выбирается для каждой группы в качестве ключевого потока, используемого для того, чтобы формировать цепочку дорожного движения, I_i является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между двумя смежными группами ключевых потоков в каждой из цепочек дорожного движения; m является числом цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек; A является суммой третьего времени и времени реакции; l является предварительно установленным потерянным временем при трогании с места потока дорожного движения; и n является числом групп в семействах цепочек; и

- определение порядков прохождения относительно каждого из потоков дорожного движения в схеме управления согласно по меньшей мере одному из семейств цепочек с минимальными средними значениями потерянного времени цикла.

Вышеуказанный способ дополнительно может включать в себя определение минимального среднего значения потерянного времени цикла для каждой из по меньшей мере двух схем назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка соответственно, и выбор схемы назначения дорожных маршрутов движения с минимальным значением минимального среднего значения потерянного времени цикла в качестве схемы назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка и вывод информации выбранной схемы назначения дорожных маршрутов движения.

В вышеуказанном способе определение способа управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света дополнительно включает в себя вычисление минимального времени действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения и определение схемы назначения согласно временной синхронизации каждого зеленого света в схеме управления согласно минимальному времени действия зеленого света, семейству цепочек с минимальным средним значением потерянного времени цикла и предварительно установленным проектным параметрам.

В вышеуказанном способе этапы для вычисления минимального времени действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения могут, в частности, включать в себя:

- выбор одного из группы, состоящей из 3 секунд, первого времени действия зеленого света и второго времени действия зеленого света, в качестве минимального времени действия зеленого света для потока дорожного движения,

- причем способ для определения первого времени действия зеленого света включает в себя

- задание времени действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещение узла согласно способу группировки для семейства цепочек и последовательности прохождения и представление минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, принадлежащими смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

- если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, увеличение одного из минимального интервала между двумя зелеными сигналами, так что вышеуказанные две суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

- если общая сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения, вычитание суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения из минимального интервала между двумя зелеными сигналами между предыдущим потоком дорожного движения и последующим потоком дорожного движения, чтобы получать первое время действия зеленого света,

- при этом второе время действия зеленого света следующее:

G=G_pedestrian+G_{pedestrian flash}+(I₂₁+I₂₂)-(I₁₁+I₁₂),

где G_pedestrian является минимальным временем действия зеленого света для потока пешеходного движения в том же направлении, что и поток дорожного движения; G_{pedestrian flash} является разностью между временем, необходимым при прохождении расстояния перекрестка с обычной скоростью ходьбы, и временем, необходимым при прохождении расстояния перекрестка на скорости движения на основе расстояния перекрестка для потока пешеходного движения, I₂₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, I₂₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения, I₁₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, и I₁₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения.

В вышеуказанном способе определение схемы назначения согласно временной синхронизации каждого зеленого света в схеме управления может, в частности, включать в себя

- вычисление для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек суммы минимального времени действия зеленого света каждого потока дорожного движения и минимального интервала между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения, выбор цепочки дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек и задание максимального значения минимальной длины цепочки в качестве первого времени цикла;

- назначение времени действия зеленого света для потоков дорожного движения в каждой из цепочек дорожного движения согласно первому времени цикла, вычисление минимальной длины цепочки каждой из цепочек дорожного движения и задание максимального значения минимальной длины цепочки в качестве второго времени цикла; и

- выбор цепочки дорожного движения, соответствующей второму времени цикла, если второе время цикла равно или меньше первого времени цикла; задание первого времени цикла равным второму времени цикла и назначение времени действия зеленого света, если второе время цикла превышает первое время цикла.

В вышеуказанном способе определение схемы назначения согласно временной синхронизации каждого зеленого света в схеме управления может, в частности, включать в себя назначение времени действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения в цепочке дорожного движения согласно требованию по разделению и первому минимальному времени цикла и вычисление минимальной длины цепочки каждой из цепочек дорожного движения по меньшей мере в одной цепочке дорожного движения согласно результату назначения, при этом разделением является отношение эффективного времени действия зеленого света ко времени цикла.

В вышеуказанном способе определение схемы назначения согласно временной синхронизации каждого зеленого света в схеме управления может, в частности, включать в себя:

A. задание времени действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещение узла согласно способу группировки для семейства цепочек и последовательности прохождения и представление минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, принадлежащими смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

- если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, увеличение одного из минимального интервала между двумя зелеными сигналами, так что вышеуказанные две суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

B. определение требования λ_k по разделению для каждого из основных потоков транспортных средств согласно насыщению потока дорожного движения;

- вычисление для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек суммы требований по разделению каждого из основных потоков транспортных средств в цепочке дорожного движения и задание максимального значения суммы в качестве максимальной общей суммы Y отношений интенсивностей потоков, вычисление потерянного времени цикла цепочки дорожного движения с максимальной суммой $$L=({\displaystyle \sum _n{I}_i})-(A-l)\times n$$

, где I_i является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между двумя смежными группами ключевых потоков в цепочке дорожного движения; l является предварительно установленным потерянным временем при трогании с места потока дорожного движения; и n является числом групп в семействе цепочек;

C. вычисление для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек суммы минимального времени действия зеленого света G_mk каждого потока дорожного движения и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбор цепочки дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки является первым временем C₀ цикла; переход к D, если L<0; и выполнение этапа F, если L≥0;

D. выполнение этапа H, если $$C_0>\frac{-L}{Y-1}$$

;

E. назначение времени $$G_k=Max\left\{C_0\times {\lambda }_k-A+l,G_{mk}\right\}$$

действия зеленого света потоков дорожного движения для цепочек дорожного движения; задание {G_mk}={G_k} и возврат к E, если G_mk не равен G_k; в противном случае, вычисление минимальной длины цепочки каждой из цепочек дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и максимального значения минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задание C₀=C₁ и возврат к этапу D, если C₁>C₀; в противном случае задание C₀=C₁ и выполнение этапа H;

F. определение, меньше или нет первое время C₀, чем цикл C, согласно предварительно установленному максимальному пороговому значению цикла C, и переход к этапу H, если C₀>C;

G. назначение времени $$G_k=Max\left\{C_0\times {\lambda }_k-A+l,G_{mk}\right\}$$

действия зеленого света для потоков дорожного движения; задание {G_mk}={G_k} и возврат к этапу G, если G_mk не равен G_k; в противном случае вычисление минимальной длины цепочки каждой из цепочек дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и задание максимального значения минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задание C₀=C₁ и возврат к этапу F, если C₁>C₀; в противном случае задание C₀=C₁ и переход к этапу H;

H. на основе набора {G_mk} времен действия зеленого света цепочек дорожного движения, соответствующих времени C₀ цикла, увеличение минимального времени действия зеленого света для других потоков дорожного движения в каждой из групп для того, чтобы удовлетворять промежутку диаграммы семейств цепочек, и определение схемы семейств цепочек, определение времени включения и отключения зеленого света для каждого из потоков дорожного движения и использование минимального времени действия зеленого света потоков дорожного движения и интервала между двумя зелеными сигналами в качестве схемы управления;

I. определение того, разрешается или нет одновременное включение зеленого света конфликтующих потоков дорожного движения согласно предварительно установленному параметру, и проверка того, возникает или нет случай, в котором зеленый свет конфликтующих потоков дорожного движения включается одновременно в случае, если не разрешается одновременное включение зеленого света конфликтующих потоков дорожного движения, уменьшение времени действия зеленого света и назначение уменьшенного времени для времени действия желтого света, если такой случай возникает.

В вышеуказанном способе схема назначения согласно временной синхронизации для каждого зеленого света в определенной схеме управления может, в частности, дополнительно включать в себя:

J. Задание времени действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещение узла согласно способу группировки семейства цепочек и последовательности прохождения и представление минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, принадлежащими смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

K. если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов на диаграмме семейств цепочек, перекодирование двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшей суммой в качестве начального времени;

L. увеличение первого минимального интервала между двумя зелеными сигналами из двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшей суммой на предварительно установленное значение и регулирование второго минимального интервала между двумя зелеными сигналами таким образом, что суммы вышеуказанных двух интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

- вычисление для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек суммы минимального времени действия зеленого света G_mk каждого потока дорожного движения и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбор цепочки дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек, и максимальное значение минимальной длины цепочки задается как первое время C₀ цикла;

- определение, равен или меньше второй минимальный интервал между двумя зелеными сигналами, чем начальное время, соответствующее второму минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами, либо нет, и переход к этапу M, если второй минимальный интервал между двумя зелеными сигналами равен или меньше начального времени, или в противном случае переход к этапу L;

M. получение минимального значения минимального интервала между двумя зелеными сигналами, который возникает много раз в цепочке ключевого дорожного движения, и регулирование других минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами таким образом, что сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, и регулирование набора {G_mk} минимальных времен действия зеленого света, так что общая сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после каждого из потоков дорожного движения меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения;

N. определение требования λ_k по разделению для каждого из основных потоков k транспортных средств согласно требованию по насыщению потока дорожного движения;

O. назначение времени действия зеленого света Ck=Max{C₀×λ_k -A+l, G_mk} для потоков k дорожного движения для цепочек дорожного движения; задание {G_mk}={G_k} и возврат к этапу O, если G_mk не равен G_k; в противном случае вычисление минимальной длины цепочки дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и задание максимального значения минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задание C₀=C₁ и возврат к этапу O, если C₁>C₀; в противном случае задание C₀=C₁ и переход к этапу P;

P. на основе набора {G_mk} времен действия зеленого света цепочек дорожного движения, соответствующих времени C₀ цикла, увеличение минимального времени действия зеленого света для других потоков дорожного движения в группе для того, чтобы удовлетворять промежутку диаграммы семейств цепочек, и определение схемы семейств цепочек, определение времени включения и отключения зеленого света для каждого потока дорожного движения и использование минимального времени действия зеленого света для потока дорожного движения и интервалов между двумя зелеными сигналами в качестве схемы управления;

I. определение того, разрешается или нет одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения, и когда не разрешается одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения, проверка того, возникает или нет случай, в котором зеленый свет конфликтующего потока дорожного движения включается одновременно, уменьшение времени действия зеленого света и назначение уменьшенного времени для времени действия желтого света, если такой случай возникает.

В вышеуказанном способе схема назначения дорожных маршрутов движения, используемая для перекрестка, включает в себя кольцевую дорогу и дорогу, пересекающую кольцевую дорогу, кольцевая дорога используется для едущих прямо транспортных средств и безмоторных транспортных средств, и центральная область внутри кольцевой дороги является запретной зоной для едущих прямо транспортных средств; и дорога, пересекающая кольцевую дорогу и центральную область, используется для поворачивающих налево транспортных средств и формирует перекресток на одном уровне с кольцевой дорогой для едущих прямо моторных транспортных средств.

Вышеуказанный способ дополнительно может включать в себя предоставление отображения обратного отсчета, при этом дисплей обратного отсчета подключается к устройству отображения сигналов регулирования движения; контроллер сигналов накладывает второй управляющий сигнал на первый управляющий сигнал, отправленный в устройство отображения сигналов регулирования движения, при этом второй управляющий сигнал имеет частоту, отличающуюся от частоты первого управляющего сигнала; дисплей обратного отсчета извлекает второй управляющий сигнал из сигналов, отправленных посредством контроллера сигналов и принимаемых посредством устройства отображения обратного отсчета, затем отображает обратный отсчет, который начинается с предварительно установленного числа согласно второму управляющему сигналу, и прекращает отображение, когда затем обратный отсчет завершается. Предварительно установленное число может быть произвольным числом, к примеру числом, равным или меньшим 9.

Вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет систему управления сигналами регулирования движения для перекрестка, включающую в себя устройство определения схем управления, контроллер сигналов и устройство отображения сигналов регулирования движения. Устройство определения схем управления может быть одним устройством или несколькими устройствами и также может быть единичным модулем в контроллере сигналов.

Устройство определения схем управления выполнено с возможностью

- определять область перекрытия между потоком дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, и потоком дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, согласно информации перекрестка;

- определять первое время, расходуемое потоком дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы проходить через область, от времени, когда первый зеленый свет выключается, и второе время, расходуемое потоком дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, чтобы достигать области, от времени, когда включается второй зеленый цвет;

- определять третье время, расходуемое транспортным средством в потоке дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы завершать торможение, согласно информации перекрестка; и определять минимальный интервал между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света посредством суммирования разности между первым временем и вторым временем с третьим временем, которое является предварительно установленным временем реакции, необходимым для водителя, от обращения внимания на смену сигнала до реакции выполнения торможения;

- определять способ управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами от первого зеленого света до второго зеленого света и предоставлять схему управления для контроллера сигналов.

Контроллер сигналов выполнен с возможностью отправлять инструкцию в устройство отображения сигналов регулирования движения согласно схеме управления, чтобы отображать сигналы регулирования движения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вышеуказанная система дополнительно может включать в себя

- по меньшей мере один детектор, выполненный с возможностью определять первую скорость для потока дорожного движения, пропускаемого на первый зеленый свет, чтобы проходить через область в момент, когда первый зеленый свет выключается, и ускорение или вторую скорость для потока дорожного движения, пропускаемого на второй зеленый свет, чтобы перемещаться в область в момент, когда второй зеленый свет включается, и предоставлять первую скорость, ускорение или вторую скорость в контроллер сигналов в качестве информации перекрестка.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления дополнительно может быть выполнено с возможностью

- назначать по меньшей мере один неконфликтный поток дорожного движения в группе и размещать каждую группу в различном порядке для того, чтобы получать несколько семейств цепочек, которые представляют порядки пропускания каждого из потоков дорожного движения, и перечислять все семейства цепочек согласно режимам группировки;

- вычислять среднее значение потерянного времени цикла для каждого из семейств $$\overline{L}=\frac{{\displaystyle \sum _m({\displaystyle \sum _{\text{i}}{I}_i)}}}{m}-(A-l)\times n$$

цепочек, при этом в каждом из семейств цепочек поток дорожного движения выбирается из каждой группы в качестве ключевого потока, чтобы формировать цепочку дорожного движения, I_i является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между двумя смежными группами ключевого потока в цепочке дорожного движения; m является числом различных цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек; A является суммой третьего времени и времени реакции; l является предварительно установленным потерянным временем при трогании с места потока дорожного движения; и n является числом групп в семействе цепочек; и

- определять порядки прохождения относительно каждого из потоков дорожного движения в схеме управления согласно по меньшей мере одному из семейств цепочек с минимальными средними значениями потерянного времени цикла.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вышеуказанная система дополнительно может включать в себя устройство выбора схемы назначения маршрутов движения, выполненное с возможностью

- определять минимальное среднее значение потерянного времени цикла, соответственно, по меньшей мере для двух схем назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка, выбирать схему назначения дорожных маршрутов движения с минимальным значением минимального среднего значения системного простоя в качестве схемы назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка и выводить информацию выбранной схемы назначения дорожных маршрутов движения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью вычислять минимальное время действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения и определять схему назначения согласно временной синхронизации для каждого зеленого света в схеме управления согласно минимальному времени действия зеленого света, семейству цепочек с минимальным средним значением системного простоя и предварительно установленным проектным параметрам.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью выбирать одно из группы, состоящей из 3 секунд, первого времени действия зеленого света и второго времени действия зеленого света, в качестве минимального времени действия зеленого света для потока дорожного движения.

Дополнительно, способ для определения первого времени действия зеленого света включает в себя:

- задание времени действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещение узла согласно способу группировки для семейства цепочек и последовательности прохождения и представление минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, принадлежащими смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

- если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, увеличение одного из минимального интервала между двумя зелеными сигналами, так что вышеуказанные две суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

- если общая сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения, первое время действия зеленого света вычисляется посредством вычитания суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения из минимального интервала между двумя зелеными сигналами между предыдущим потоком дорожного движения и последующим потоком дорожного движения,

- при этом второе время действия зеленого света следующее:

G=G_pedestrian+G_{pedestrian flash}+(I₂₁+I₂₂)-(I₁₁+I₁₂),

где G_pedestrian является минимальным временем действия зеленого света для потока пешеходного движения в том же направлении, что и поток дорожного движения; G_{pedestrian flash} является разностью между временем, необходимым при прохождении расстояния перекрестка с обычной скоростью ходьбы, и временем, необходимым при прохождении расстояния перекрестка на скорости движения, которое определяется на основе расстояния перекрестка для потока пешеходного движения, I₂₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, I₂₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения, I₁₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, и I₁₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью

- вычислять для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек сумму минимального времени действия зеленого света каждого потока дорожного движения и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбирать цепочку дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки является первым временем цикла;

- назначать время действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения в цепочках дорожного движения согласно первому времени цикла, вычислять минимальную длину цепочки каждой из цепочек дорожного движения и задавать максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве второго времени цикла; и

- выбирать цепочку дорожного движения, соответствующую второму времени цикла, если второе время цикла равно или меньше первого времени цикла; задавать первое время цикла равным второму времени цикла и назначать время действия зеленого света, если второе время цикла превышает первое время цикла.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью назначать время действия зеленого света для каждого из потоков дорожного движения в цепочке дорожного движения согласно разделению потока дорожного движения и минимальному первому времени цикла и вычислять минимальную длину цепочки каждой из цепочек дорожного движения по меньшей мере в одной цепочке дорожного движения согласно результату назначения, при этом разделением является отношение эффективного времени действия зеленого света ко времени цикла.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью

A. задавать время действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещать узел согласно способу группировки для семейства цепочек и последовательности прохождения и представлять минимальный интервал между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, которые принадлежат смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

- если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, увеличивать один из минимального интервала между двумя зелеными сигналами, так что вышеуказанные две суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

B. определять требование λ_k по разделению для каждого из потоков транспортных средств согласно требованию по насыщению потока дорожного движения;

- вычислять для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек сумму требований по разделению потоков транспортных средств в цепочке дорожного движения и задавать максимальную сумму в качестве максимальной общей суммы Y отношений интенсивностей потоков, вычислять потерянное время цикла цепочки дорожного движения с максимальной суммой $$L=({\displaystyle \sum _n{I}_i})-(A-l)\times n$$

, где I_i является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между двумя смежными группами ключевых потоков в цепочке дорожного движения; l является предварительно установленным потерянным временем при трогании с места потока дорожного движения; и n является числом групп в семействе цепочек;

C. вычислять для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек сумму минимального времени действия зеленого света G_mk каждого потока дорожного движения и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбирать цепочку дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки является первым временем C₀ цикла; переходить к этапу D, если L<0; и переходить к этапу F, если L≥0;

D. переходить к этапу H, если $$C_0>\frac{-L}{Y-1}$$

;

E. назначать время $$G_k=Max\left\{C_0\times {\lambda }_k-A+l,G_{mk}\right\}$$

действия зеленого света для потоков k дорожного движения для цепочек дорожного движения; задавать {G_mk}={G_k} и возвращаться к этапу E, если G_mk не равен G_k; в противном случае вычислять минимальную длину цепочки каждой из цепочек дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и задавать максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задавать C₀=C₁ и возвращаться к этапу D, если C₁>C₀; в противном случае задавать C₀ =C₁ и переходить к этапу H;

F. определять то, меньше или нет первое время C₀, чем цикл C, согласно предварительно установленному максимальному пороговому значению цикла C, и переходить к этапу H, если C₀>C;

G. назначать время $$G_k=Max\left\{C_0\times {\lambda }_k-A+l,G_{mk}\right\}$$

действия зеленого света для потоков k дорожного движения для цепочек дорожного движения соответственно; задавать {G_mk}={G_k} и возвращаться к этапу G, если G_mk не равен G_k; в противном случае вычислять минимальную длину цепочки каждой из цепочек дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и задавать максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задавать C₀=C₁ и возвращаться к этапу F, если C₁>C₀; в противном случае выбирать C₀=C₁ и переходить к этапу H;

H. на основе набора {G_mk} времен действия зеленого света цепочек дорожного движения, соответствующих времени C₀ цикла, увеличивать минимальное время действия зеленого света для других потоков дорожного движения в группе для того, чтобы удовлетворять промежутку диаграммы семейств цепочек и определять схему семейств цепочек, определять времена включения и отключения зеленого света для каждого из потоков дорожного движения и использовать время действия зеленого света для потока дорожного движения и интервалы между двумя зелеными сигналами в качестве схемы управления;

I. определять то, разрешается или нет одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения согласно предварительно установленному параметру, и когда не разрешается одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения, проверять то, возникает или нет случай, в котором зеленый свет конфликтующего потока дорожного движения включается одновременно, уменьшать время действия зеленого света и назначать уменьшенное время для времени действия желтого света, если такой случай возникает.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, устройство определения схем управления может быть выполнено с возможностью:

J. задавать время действия зеленого света в каждом из потоков дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещать узел согласно способу группировки семейства цепочек и последовательности прохождения и представлять минимальный интервал между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, которые принадлежат смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;

K. записывать два минимальных интервала между двумя зелеными сигналами с меньшими суммами в качестве начального времени, если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов на диаграмме семейств цепочек;

L. увеличивать первый минимальный интервал между двумя зелеными сигналами из двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшим значением на предварительно установленное значение и регулировать второй минимальный интервал между двумя зелеными сигналами таким образом, что суммы вышеуказанных двух интервалов между двумя зелеными сигналами равны;

- вычислять для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек сумму минимального времени действия зеленого света G_mk каждого потока дорожного движения и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбирать цепочку дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки задается как первое время C₀ цикла;

- определять то, равен или меньше второй минимальный интервал между двумя зелеными сигналами, чем начальное время, соответствующее второму минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами, либо нет, и переходить к этапу M, если да, в противном случае переходить к этапу L;

M. получать минимальное значение минимального интервала между двумя зелеными сигналами, который возникает много раз в цепочке ключевого дорожного движения, и регулировать другие минимальные интервалы между двумя зелеными сигналами таким образом, что сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий между двумя группами узлов, и регулировать набор {G_mk} минимальных времен действия зеленого света, так что общая сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после каждого из потоков дорожного движения меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения;

N. определять требование λ_k по разделению для каждого из основных потоков k транспортных средств согласно требованию по насыщению потока дорожного движения;

O. назначать время действия зеленого света Ck=Max{C₀×λ_k -A+l, G_mk} для потоков k дорожного движения для цепочек дорожного движения; задавать {G_mk}={G_k} и возвращаться к этапу O, если G_mk не равен G_k; в противном случае вычислять минимальную длину цепочки из цепочек дорожного движения согласно полученному набору {G_mk} времен действия зеленого света и задавать максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве времени C₁ цикла; задавать C₀=C₁ и возвращаться к этапу O, если C₁>C₀; в противном случае задавать C₀ =C₁ и переходить к этапу P;

P. на основе набора {G_mk} времен действия зеленого света цепочек дорожного движения, соответствующих времени C₀ цикла, увеличивать минимальное время действия зеленого света для других потоков дорожного движения в группе для того, чтобы удовлетворять промежутку диаграммы семейств цепочек и определять схему семейств цепочек, определять времена включения и отключения зеленого света для каждого из потоков дорожного движения и использовать минимальное время действия зеленого света для потока дорожного движения и интервал между двумя зелеными сигналами в качестве схемы управления;

I. определять то, разрешается или нет одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения, и когда не разрешается одновременное включение зеленого света конфликтующего потока дорожного движения, проверять то, возникает или нет случай, в котором зеленый свет конфликтующего потока дорожного движения включается одновременно, уменьшать время действия зеленого света и назначать уменьшенное время для времени действия желтого света, если такой случай возникает.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вышеуказанная система может включать в себя по меньшей мере один дисплей обратного отсчета, подключенный к устройству отображения сигналов регулирования движения. Дисплей обратного отсчета выполнен с возможностью: принимать второй управляющий сигнал, который накладывается на первый управляющий сигнал, отправленный в устройство отображения сигналов регулирования движения посредством контроллера сигналов, при этом второй управляющий сигнал имеет частоту, отличающуюся от частоты первого управляющего сигнала; извлекать второй управляющий сигнал; и отображать обратный отсчет, который начинается с предварительно установленного числа согласно второму управляющему сигналу, и прекращать отображение, когда затем обратный отсчет завершается. Предварительно установленное число может быть произвольным числом, к примеру числом, равным или меньшим 9.

Подводя итог вышесказанному, эта заявка предоставляет сверхнадежную и высокоэффективную систему управления сигналами на ключевом перекрестке, способ расчета и специальное устройство согласно предпочтительным показателям, таким как система, назначение дорожных маршрутов движения и структура фаз и способам оптимизации расчета. Таким образом, настоящая заявка имеет абсолютно новую технологическую производительность и в истории нет прецедента. Настоящая заявка создает новый аспект для разработки способа управления и принадлежит новаторскому изобретению. Настоящая заявка полностью изменяет такие традиционные принципы, что "чем больше фазовых стадий, тем больше потерянное время цикла", "лучше концентрировать конфликтные точки моторного транспортного средства в центре перекрестка в максимально возможной степени в назначении маршрутов движения пересечения", "чем более длительный цикл, тем больше пропускная способность дороги" и т.д.

Claims (14)

1. Способ управления сигналами регулирования движения, содержащий определение минимального интервала между двумя зелеными сигналами, при этом способ управления сигналами регулирования движения содержит этапы, на которых:
1) определяют положения критической точки для потока дорожного движения согласно техническому расчету для назначения дорожных маршрутов движения перекрестка;
2) определяют максимальное расстояние s_i(m) освобождения хвостовой единицы в конце дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет i, и минимальное расстояние s_j(m) вхождения головной единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет j, конфликтующий с зеленым светом i;
3) вычисляют максимальное время Max{t_i} освобождения хвостовой единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет i, и минимальное время Min{t_j} вхождения головной единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет j;
4) вычисляют минимальный интервал между двумя зелеными сигналами I_ij=A+Max{t_i}-Min{t_j}, где A является временем действия желтого света; и
5) определяют схему управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами и управляют работой светового сигнала согласно схеме управления.

2. Способ управления сигналами регулирования движения по п.1, в котором определение схемы управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами дополнительно содержит этапы, на которых:
1) последовательно соединяют времена действия зеленого света и интервалы между двумя зелеными сигналами основного потока транспортных средств, который возможно представляет собой путь цикла, так чтобы формировать цепочку потоков транспортных средств; классифицируют цепочки потоков транспортных средств с той же базовой фазовой стадией и последовательностью в семейство цепочек, независимо от начала и конца потока транспортных средств; вычисляют минимальный интервал I_i между двумя зелеными сигналами для потока дорожного движения; вычисляют среднее значение потерянного времени цикла для каждой цепочки потоков транспортных средств в том же семействе цепочек за исключением цепочки потоков транспортных средств пересекающихся стадий:

, где m является числом цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек; l является потерянным временем при трогании с места; n является числом интервалов между двумя зелеными сигналами в цепочке потоков дорожного движения; семейство цепочек с минимумом L задают как семейство цепочек Ванга, и семейство цепочек с субминимумом L задают как подсемейство цепочек Ванга;
2) приспосабливают базовую структуру фаз и структуру последовательностей по меньшей мере одного из семейств цепочек с минимальным средним значением потерянного времени цикла;
3) достигают того, что время действия зеленого света равно или превышает минимальное время {G_mi} действия зеленого света по Вангу, и интервал между двумя зелеными сигналами равен или превышает минимальный интервал между двумя зелеными сигналами; вычерчивают диаграмму семейств цепочек и определяют регулируемый интервал между двумя зелеными сигналами, регулируемое время действия зеленого света и совместимую схему {I_i} по принципу минимума; вычисляют общую сумму отношения интенсивностей потоков каждой из цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек согласно числу {n_i} полос дорожного движения каждого из потоков дорожного движения, интенсивности {Q_si} насыщенного потока полосы дорожного движения, требованию {Q_i} по интенсивности потока для потоков дорожного движения и требованию q по максимальному насыщению и вычисляют общую сумму требований λ_i по разделению в семействе цепочек и обозначают максимальную общую сумму как Y; обозначают как L' потерянное время цикла пути с максимальной общей суммой требований λ_i по разделению в семействе цепочек;
4) если не все из L' семейств цепочек не превышают 0 одновременно, то определяют схему временной синхронизации действия зеленого света и ключевой путь только для семейств цепочек с L'<0 и вычисляют потерянное время цикла для полученных схем для того, чтобы выбрать схему с относительно меньшим отношением потерянного времени цикла к циклу, и осуществляют выбранную схему; в противном случае переходят дальше; и
5) определяют схему временной синхронизации действия зеленого света и ключевого пути для каждого из семейств цепочек и вычисляют потерянное время цикла для полученных схем для того, чтобы выбрать схему с относительно меньшим отношением потерянного времени цикла, и осуществляют выбранную схему.

3. Способ управления сигналами регулирования движения по п.2, в котором определение совместимой схемы {I_i} по принципу минимума дополнительно содержит этапы, на которых:
1) задают время действия зеленого света для потока дорожного движения в семействе цепочек в качестве узла, размещают узел согласно способу группировки и последовательности прохождения семейства цепочек и представляют минимальный интервал между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения, принадлежащими смежным группам, посредством направленной стрелки с числом, для того чтобы формировать диаграмму семейств цепочек с циркуляционной структурой;
2) если сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии между двумя группами узлов, отличается от суммы минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий, то задают два минимальных интервала между двумя зелеными сигналами с меньшими суммами в качестве начального времени;
3) вычисляют для каждой цепочки дорожного движения из семейства цепочек сумму минимального времени G_mk действия зеленого света по Вангу каждого потока дорожного движения и интервалов между двумя зелеными сигналами между потоками дорожного движения в качестве минимальной длины цепочки дорожного движения и выбирают цепочку дорожного движения с максимальным значением минимальной длины цепочки из семейства цепочек в качестве цепочки ключевого дорожного движения, при этом максимальное значение минимальной длины цепочки задается как первое время C₀ цикла;
- записывают один из двух минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами с меньшими суммами, который появляется много раз в цепочке ключевого дорожного движения, в качестве первого интервала между двумя зелеными сигналами, суммируют предварительно определенное значение со вторым интервалом между двумя зелеными сигналами и регулируют первый интервал между двумя зелеными сигналами таким образом, что сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии между двумя группами узлов, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий;
- определяют, равен ли или меньше первый интервал между двумя зелеными сигналами, чем начальное время, соответствующее первому интервалу между двумя зелеными сигналами; если да, выполняют этап 4), в противном случае выполняют этап 3);
4) задают первый интервал между двумя зелеными сигналами в качестве минимального интервала между двумя зелеными сигналами, регулируют другие интервалы между двумя зелеными сигналами таким образом, что сумма минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством параллельных стрелок в виде прямой линии, равна сумме минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами, указываемых посредством пересекающихся наклонных линий, регулируют набор {G_mk} минимальных времен действия зеленого света так, что общая сумма набора минимальных времен действия зеленого света и минимальных интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения не меньше минимального интервала между двумя зелеными сигналами между двумя потоками дорожного движения до и после потока дорожного движения;
- используют интервалы между двумя зелеными сигналами полученной совместимой схемы для расчета схемы управления.

4. Способ управления сигналами регулирования движения по п.2, содержащий определение минимального времени действия зеленого света по Вангу, дополнительно содержит этап, на котором:
- выбирают максимальное время из группы, состоящей из 3 секунд, первого времени действия зеленого света и второго времени действия зеленого света, в качестве минимального времени действия зеленого света для потока дорожного движения;
при этом способ для определения первого времени действия зеленого света содержит этап, на котором:
- получают первое время действия зеленого света посредством вычитания суммы совместимых интервалов между двумя зелеными сигналами до и после потока дорожного движения из минимального интервала между двумя зелеными сигналами между предыдущим потоком дорожного движения и последующим потоком дорожного движения в цепочке потоков дорожного движения; и
при этом второе время действия зеленого света следующее:
G=G_pedestrian+G_{pedestrian flash}+(I₂₁+I₂₂)-(I₁₁+I₁₂),
где G_pedestrian является минимальным временем действия зеленого света для потока пешеходного движения в том же направлении, что и поток дорожного движения; G_{pedestrian flash} является разностью между временем, необходимым при прохождении среднестатистически ходящими людьми расстояния освобождения с обычной скоростью ходьбы, и временем, необходимым при прохождении быстроходящими людьми расстояния освобождения со скоростью, превышающей определенное пороговое значение, которое определяется на основе расстояния освобождения для потока пешеходного движения; I₂₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения до пешеходного движения, I₂₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком пешеходного движения и потоком дорожного движения после пешеходного движения, I₁₁ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения до потока дорожного движения, и I₁₂ является минимальным интервалом между двумя зелеными сигналами между потоком дорожного движения и потоком дорожного движения после потока дорожного движения.

5. Способ управления сигналами регулирования движения по любому из пп.2-4, в котором определение схемы временной синхронизации действия зеленого света и ключевого пути для семейств цепочек и вычисление потерянного времени цикла для полученных схем дополнительно содержат этап, на котором:
- выполняют расчет схемы в выбранном семействе цепочек, при этом расчет схемы содержит этапы, на которых:
1) определяют, с равным насыщением, требование {λ_i} по разделению для основного потока транспортных средств, где λ_i=Q_i/qn_iQ_si; если L'≥0, то предоставляют максимальный разрешенный цикл C, вычисляют общую сумму требований λ_i по разделению для цепочки дорожного движения в семействе цепочек и обозначают максимальную общую сумму как Y;
2) начинают с набора {G_mi} минимальных времен действия зеленого света по Вангу и совместимой схемы {I_i} по принципу минимума и переходят к следующему этапу;
3) вычисляют минимальную длину цепочки для каждой из цепочек потоков дорожного движения в семействе цепочек и задают максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве минимального времени C₀ цикла, которое должно быть выбрано;
4) задают {G_i}={G_mi} и переходят к 8), если Y>1-(L'/C₀), что означает перенасыщение, в противном случае переходят к следующему этапу;
5) назначают целочисленное время {G_i} действия зеленого света для основного потока транспортных средств согласно следующему уравнению, которое использует C₀:
G_j=Max{C₀λ_i-A+1, G_mj},
где λ_i является требованием по разделению основного потока j транспортных средств; G_j является временем действия зеленого света основного потока транспортных средств; A является временем действия желтого света; l является потерянным временем при трогании с места; C₀ является циклом; и G_mj является минимальным временем действия зеленого света;
- переходят к 8), если {G_i} равен предыдущему {G_i} или {G_mi}; в противном случае задают {G_i}={G_mi} и переходят к следующему этапу;
6) подставляют набор {G_i} времен действия зеленого света в уравнение для вычисления минимальной длины цепочки для каждой из цепочек потоков дорожного движения и задают максимальное значение минимальной длины цепочки в качестве минимального времени C₁ цикла, регулируют совместимую схему по принципу минимума, если совместимая схема по принципу минимума имеет способность регулирования, чтобы другие регулируемые интервалы между двумя зелеными сигналами были совместимыми по принципу минимума с совместимой схемой по принципу минимума; и регулируют соответствующий набор {G_j} времен действия зеленого света и вычисляют время C₁ цикла;
7) переходят к следующему этапу, если время цикла C₁≤C₀; в противном случае задают C₀=C₁; и затем переходят к следующему этапу, если C₀ превышает ожидаемый максимальный цикл, т.е. C₀>-L'/(Y-1), когда L'<0 и Y>1, или C₀ превышает данный максимальный допустимый цикл C, когда L'≥0, что означает критическое насыщение; в противном случае возвращаются к этапу 5);
8) задают набор {G_i} целочисленных времен действия зеленого света и совместимые схемы {I_i} по принципу минимума для ключевых основных потоков транспортных средств с максимальным значением минимальных длин цепочки в группе в качестве минимального периода, увеличивают целочисленное время действия зеленого света для других основных потоков транспортных средств так, что оно удовлетворяет промежутку диаграммы семейств цепочек, и определяют схему семейств цепочек и определяют периоды времени включения и выключения зеленого света для каждого из основных потоков транспортных средств;
9) определяют производную фазовую стадию, сформированную, поскольку зеленый свет включается рано или выключается поздно либо перекрывается, и определяют время фазовой стадии и фазовый интервал посредством сравнения времени {G_i} действия зеленого света и интервала {I_i} между двумя зелеными сигналами согласно схеме семейств цепочек;
10) задают минимальный интервал между двумя зелеными сигналами в качестве ограничения, определяют время раннего включения и время позднего отключения зеленого света для потоков дорожного движения для пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающих направо транспортных средств, и конфигурируют время действия зеленого света, при этом потоку дорожного движения с большей интенсивностью потока присваивается относительно большее время действия зеленого света при условии гарантии того, что предусмотрен зеленый свет для потоков дорожного движения пешеходов, безмоторных транспортных средств и поворачивающих направо транспортных средств; и
11) вычерчивают диаграмму фазовых стадий групп световых сигналов, верифицируют и применяют каждые данные временной синхронизации в операции; отправляют данные временной синхронизации в устройство отображения для отображения.

6. Способ управления сигналами регулирования движения по п.1, в котором отбор схем назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка дополнительно содержит этап, на котором:
- определяют среднее значение потерянного времени цикла семейства цепочек Ванга для каждой из по меньшей мере двух схем назначения дорожных маршрутов движения для перекрестка, выбирают схему назначения дорожных маршрутов движения с минимальным значением среднего значения потерянного времени цикла семейства цепочек Ванга в качестве схемы назначения дорожных маршрутов движения перекрестка и выводят информацию выбранной схемы назначения дорожных маршрутов движения.

7. Способ управления сигналами регулирования движения по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором:
- используют отображение обратного отсчета, чтобы синхронно непрерывно с уменьшением отображать оставшееся время, определенное посредством соответствующего сигнала светового сигнала в секундах, в течение по меньшей мере последних 5 или 6 секунд.

8. Система управления сигналами регулирования движения для перекрестка, содержащая контроллер сигналов и устройство отображения сигналов регулирования движения, причем контроллер сигналов используется для того, чтобы выполнять схему управления для перекрестка, при этом схема управления содержит:
1) определение положений критической точки для потока дорожного движения согласно техническому расчету для назначения дорожных маршрутов движения перекрестка;
2) определение максимального расстояния s_i(m) освобождения хвостовой единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет i, и минимального расстояния s_j(m) вхождения головной единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет j, конфликтующий с зеленым светом i;
3) вычисление максимального времени Max{t_i} освобождения хвостовой единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет i, и минимального времени Min{t_j} вхождения головной единицы дорожного движения, пропускаемой на зеленый свет j;
4) вычисление минимального интервала между двумя зелеными сигналами I_ij=A+Max{t_i}-Min{t_j}, где A является временем действия желтого света; и
5) определение схемы управления для перекрестка согласно минимальному интервалу между двумя зелеными сигналами и управлению работой светового сигнала согласно схеме управления.

9. Система управления сигналами регулирования движения по п.8, дополнительно содержащая:
- по меньшей мере одно устройство определения информации, при этом устройство определения информации для определения скорости освобождающего транспортного средства предоставляется в области около конца пешеходного перехода и принимает все законные скорости транспортных средств в качестве скоростей освобождающего транспортного средства; устройство определения информации для определения скорости и ускорения входящего транспортного средства предоставляется в области около начала пешеходного перехода и принимает законную скорость и ускорение головного транспортного средства, каждый раз пропускаемого на зеленый свет, в качестве скорости и ускорения входящего транспортного средства; эти устройства определения информации дополнительно могут определять интенсивности потока дорожного движения в разных направлениях потока и предоставлять определенные интенсивности потока дорожного движения в контроллер сигналов.

10. Система управления сигналами регулирования движения по любому из пп.8, 9, в которой устройство отображения дополнительно содержит дисплей обратного отсчета.

11. Система управления сигналами регулирования движения по п.10, в которой дисплей обратного отсчета содержит устройство приема сигналов возбуждения, модем задания исходных данных, модем формирования данных обратного отсчета и модем синхронного отображения, и дополнительно содержит устройство временной синхронизации CPU и устройство отображения, и не предусмотрена цифровая связь и выделенные линии цифровой связи между одноразрядным дисплеем обратного отсчета и контроллером сигналов:
- дисплей обратного отсчета подключен к устройству отображения сигналов регулирования движения; и
- дисплей обратного отсчета извлекает второй управляющий сигнал из сигналов, которые отправляются посредством контроллера сигналов и принимаются посредством дисплея обратного отсчета, отображает обратный отсчет, который начинается с предварительно установленного числа, согласно второму управляющему сигналу, и прекращает отображение тогда, когда обратный отсчет завершается.

12. Система управления сигналами регулирования движения по п.10, в которой контроллер сигналов своевременно накладывает второй управляющий сигнал на первый управляющий сигнал, отправленный в устройство отображения сигналов регулирования движения, при этом второй управляющий сигнал имеет частоту, отличающуюся от частоты первого управляющего сигнала.

13. Система управления сигналами регулирования движения по любому из пп.8, 9, в которой схема назначения дорожных маршрутов движения, используемая для перекрестка, содержит кольцевую дорогу и дорогу, пересекающую кольцевую дорогу, при этом кольцевая дорога используется для движения едущих прямо транспортных средств и безмоторных транспортных средств, и центральная область внутри кольцевой дороги является запретной зоной для едущих прямо транспортных средств; дорога, пересекающая кольцевую дорогу и центральную область, используется для движения поворачивающих налево транспортных средств и формирует перекресток на одном уровне с кольцевой дорогой для едущих прямо моторных транспортных средств.

14. Система управления сигналами регулирования движения по любому из пп.8, 9, в которой динамический расчет схемы управления выполняется только для семейства цепочек Ванга посредством использования способа по пп.1-7, без учета других семейств цепочек.

Images