【技術實現步驟摘要】
道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法
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[0001]本專利技術涉及城市道路交通信號控制領域，尤其涉及道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法。
技術介紹
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[0002]隨著城市的快速發展，汽車保有量日益增加，城市交通問題日益突出，交叉口作為城市道路的重要節點，在路口交通的分流任務中充當著關鍵角色。目前，我國城市交叉口基本上都在使用信號燈來引導和管理交叉口處的交通流，無信號控制的交叉口在其中只占有一小部分，因此，合理的信號控制方案對于引導交通流、提高交叉口的運行效率以及減少交通擁堵具有十分重要的作用。然而，我國城市中依舊有很多的交叉口，存在交叉口渠化不正確、信號相位方案不適配、信號配時不合理等缺陷。
[0003]以上缺陷導致城市交叉口通行效率低下、道路交通擁堵嚴重、交通事故頻發等問題。目前，針對城市交叉口的改善方法大多以人工現場調研，以找到路口存在的渠化、信號相位和信號配時存在的問題，然后提出優化方案，再通過信號機執行方案。在對這些交叉口進行調研及優化時，會花費大量的人力物力。因此，急需一種能夠通過交叉口現狀自動識別出該口存在的渠化問題以及提供相應優化方案的系統和方法。
技術實現思路
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[0004]為了彌補現有技術問題的不足，本專利技術的目的在于提供道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，根據當前交叉口各進口道的行駛方向以及建立的交叉口類別劃分標準，就可以實現對當前交叉口進行種類劃分，進而選擇交叉口信號相位方案，解決了現在技術方案在對交叉口的改善過程中，需要進
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)以各進口道行駛方向為對象，建立交叉口類別劃分標準；(2)獲取當前交叉口各進口道的行駛方向，根據步驟(1)中的交叉口類別劃分標準，對當前交叉口進行種類劃分；(3)根據當前交叉口所屬的種類類別，判斷該交叉口的渠化設計合理性，提供適合該交叉口渠化設計的信號相位方案，選用其中任一種適合的信號相位方案；(4)根據交叉口各進口道人行橫道的長度，計算相位全紅時間；(5)針對于具有交通流量數據的交叉口，采集該交叉口歷史交通流量數據，計算周期流量比總和，給出周期流量比的閾值，當周期流量比小于閾值時，按照韋伯斯特方法進行配時，校核各相位的最短綠燈時長，生成各相位最終顯示綠燈時長；當周期流量比大于閾值時，則改進當前交叉進口道設計，返回步驟(2)；針對于無交通流量數據的交叉口，根據其他有歷史流量數據的相似交叉口獲取平峰系數、高峰系數，利用交叉口各進口道人行橫道長度、行人過街速度求解低峰、平峰及高峰時段信號配時，生成各相位最終顯示綠燈時長。2.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(2)中對當前交叉口進行種類劃分，具體如下：交叉口各進口道車道編號由道路內側向外側遞增；所述劃分交叉口類別的判斷標準如下：交叉口東進口或西進口存在包含直行和左轉共用車道、包含直行和掉頭共用車道,視為特征1；交叉口東進口或西進口存在左轉車道編號、掉頭車道編號、或者包含左轉或掉頭功能的共用車道的編號大于直行車道或包含直行功能的共用車道編號，視為特征2；交叉口南進口或北進口存在包含直行和左轉共用車道、包含直行和掉頭共用車道,視為特征3；交叉口南東進口或北進口存在左轉車道編號、掉頭車道編號、或者包含左轉或掉頭功能的共用車道的編號大于直行車道或包含直行功能的共用車道編號，視為特征4；根據當前交叉口各進口道通行方向是否存在上述的4種特征，將當前交叉口劃分為16種類型。3.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(3)中所述信號相位方案包括：方案1為[(a1,a5),(a2,a6),(a3,a7),(a4,a8)]，方案2為[(a1,a5),(a2,a6),(a3,a4),(a7,a8)]，方案3為[(a1,a2),(a5,a6),(a3,a7),(a4,a8)]，方案4為[(a1,a2),(a5,a6),(a3,a4),(a7,a8)]；其中，a1、a5分別為東向直行、西向直行，a2、a6分別為東向左轉、西向左轉，a3、a7分別為南向直行、北向直行，a4、a8分別為南向左轉、北向左轉。4.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(3)中所述信號相位方案選擇方法如下：
(4.1)若特征2和4存在，特征1和3不存在，使用方案1；(4.2)若特征2和3存在，特征1不存在，使用方案2；(4.3)若特征1和4存在，特征3不存在，使用方案3；(4.4)若特征1和3存在，使用方案4；(4.5)若特征1存在，特征3和4不存在，使用方案3或方案4；(4.6)若特征2存在，特征1、3和4不存在，使用方案1或方案2；(4.7)若特征3存在，特征1和2不存在，使用擇方案2或方案4；(4.8)若特征4存在，特征1、2和3不存在，使用方案1或方案3；(4.9)若特征1、2、3和4均不存在，使用方案1或方案2或方案3或方案4。5.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(4)中計算相位全紅時間，包括以下步驟：(5.1)判斷max(L
ps
,L
pn
)＜L
l
是否成立，若成立，R
sn
＝0；否則，判斷L
l
≤max(L
ps
,L
pn
)≤L
h
是否成立，若成立，否則R
sn
＝R
max
；其中L
ps
,L
pn
分別為南北進口人行橫道長度；R
sn
為南北向全紅時長；L
l
為設置全紅時間的最小長度閾值；L
h
為設置最大全紅時長的長度閾值；τ為增加單位紅燈時長所需長度；R
max
為最大全紅時長閾值；(5.2)判斷max(L
pe
,L
pw
)＜L
l
是否成立，若成立，R
ew
＝0；否則，判斷L
l
≤max(L
pe
,L
pw
)≤L
h
是否成立，若成立，否則R
ew
＝R
max
；其中L
pe
,L
pw
分別為東西進口人行橫道長度；R
ew
為東西向全紅時長；(5.3)獲取各信號相位方案各相位全紅時長，R
i1
＝R
sn
，R
i2
＝R
sn
，R
i3
＝R
ew
，R
i4
＝R
ew
；其中R
i1
、R
i2
、R
i3
、R
i4
分別為第i種信號相位方案各相位的全紅時長。6.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(5)中對于具有交通流量數據的交叉口，按照韋伯斯特方法進行配時，具體步驟如下：(6.1)利用式(1)計算信號損失時長L；式(1)中，L
s
為啟動損失時間；I為綠燈時間間隔，包括黃燈及全紅時長；A為黃燈時長；k為一個周期內綠燈間隔數；(6.2)利用式(2)計算周期流量比總和Y
i
，判斷Y
i
≤Y0，Y0為周期流量比的閾值，是否成立，進行下一步；否則，改進當前交叉口進口道設計，返回到步驟(2)；式(2)中，Y
i
為組成周期的全部信號相位的各個最大流量比y
j
值之和；i為信號相位方案；j為一個周期內的相位數；y
jn
為第j相中第n個流向的流量比；q
djn
為第j相中第n個流向的設計交通量；S
djn
為第j相中第n個流向的設計飽和流量；(6.3)利用式(3)計算最佳信號周期時長C
i
，判斷C
i
≤C0是否成立，若不成立，取C
i
＝C0，其中C0為最大周期時長閾值；
(6.4)利用式(4)計算總有效綠燈時長G
ei
；G
ei
＝C
i
?
L
?????????
(4)式(4)中，G
ei
為第i種信號相位方案的總有效綠燈時長；(6.5)利用式(5)計算各相位有效綠燈時長g
eij
；式(5)中，g
eij
為第i種信號相位方案第j相位的有效綠燈時長；(6.6)利用式(6)計算各相位顯示綠燈時長g
ij
；g
ij
＝g
eij
?
A+L
s
????????
(6)式(6)中，g
ij
為第i種信號相位方案第j相位的顯示綠燈時長；(6.7)利用式(7)計算各向最短綠燈時長g
dmin
；式(7)中，g
dmin
為d進口道過街最短綠燈時長；d為東南西北方向進口道；L
pd
為d進口道行人過街道長度；v
p
為行人過街平均步速。7.根據權利要求1所述道路交叉口車道分布特征的信號相位方案選擇及配時方法，其特征在于，步驟(5)中對于具有交通流量數據的交叉口，校核各相位最短綠燈時長，具體如下：若步驟(2)中選用的信號相位方案為方案1，則校核信號相位方案1的最短綠燈時長，并生成各相位最終顯示綠燈時長g
′
11
、g
′
12
、g
′
13
、g
′
14
；其中g
′
11
＝max(g
11
,g
smin
,g
nmin
)，g
′
12
＝max(g
12
,g
dx
)，g
′
13
＝max(g
13
,g
emin
,g...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張衛華，王騰飛，施康，陳小慶，丁恒，劉慧文，陳廣柱，邱竹中，
申請(專利權)人：安徽超遠信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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