利用信號燈控制進入城市區域交通需求的方法技術

本發明專利技術涉及交通信號控制方法，旨在提供一種利用信號燈控制進入城市區域交通需求的方法。包括：根據路網拓撲結構，篩選出一級需求控制交叉口和二級需求控制交叉口；根據區域邊界各個交叉口的交通強度來確定各自合適的信號周期；通過各路段的檢測器判斷擁擠情況，如果狀態指標達到預先設定的閾值，則依次觸發一級交通需求控制和二級交通需求控制的請求；根據控制需求，確定各個交叉口的允許流入率，進而確定各交叉口需求控制相位綠信比。本發明專利技術所需數據少，只需要流量數據、占有率數據；對路網拓撲結構依賴性不強，適用于任意拓撲結構的路網；使得區域邊界向區域內部的流入量等于區域內部所能承載的交通量，緩解區域交通擁堵，提高交通運行效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種交通信號控制方法，具體涉及。
技術介紹
交通需求超過交通供給是導致交通擁堵的根源，一般通過改變人們的出行方式和出行時間以緩解交通擁堵，提高交通運行效率。但由于配套交通設施建設落后，改變出行者的行為并沒有得到顯著的成效。目前，區域擁堵就需求方面的原因主要是外圍交通需求通過主干路、快速路進入中心城區，次干路和支路交通需求通過與主路相連的交叉口進入主路，加劇了主路的擁堵。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提出，對區域交通需求進行信號控制，限制進入中心城區以及主干路的交通量，從而緩解區域交通壓力，提高交通運行效率。為解決技術問題，本專利技術提供了， 包括在城市區域路網中的每個路段安裝線圈檢測器、每個交叉口安裝信號機和信號燈，并用光纜將其依次連接；其特征在于，該方法是將城市區域的路網根據交通需求控制分為一級交通需求控制和二級交通需求控制這兩個級別，其中一級交通需求控制是控制區域外部進入區域內部的交通需求，二級交通需求控制是控制進入主路的次干路和支路交通需求; 該方法具體包括下述步驟(I)根據路網拓撲結構，篩選出一級需求控制交叉口和二級需求控制交叉口 ；(2)根據區域邊界各個交叉口的交通強度來確定各自合適的信號周期；(3)通過各路段的檢測器判斷擁擠情況，如果狀態指標達到預先設定的閾值，則依次觸發一級交通需求控制和二級交通需求控制的請求；根據控制需求，確定各個交叉口的允許流入率，進而確定各交叉口需求控制相位綠信比。本專利技術中，根據路網的拓撲結構，將區域邊界的交叉口作為一級需求控制交叉口， 流入區域的流量所在相位作為一級需求控制相位；將主支路相交交叉口作為二級需求控制交叉口，進入主路的流量所在相位作為二級需求控制相位。本專利技術中，在對擁擠情況進行判斷時，使用交通強度和最大流入量作為共同的判斷標準，當兩者共同超過某個限值時觸發需求控制。本專利技術中，所述對路段擁擠情況進行判斷是指，利用各個交叉口指定相位的交通強度的平均值與預設的閾值進行比較。本專利技術中，所述各交叉口需求控制相位是指直行進入區域的相位以及左轉進入區域的相位。本專利技術中，需求控制相位的綠信比是通過最大允許流入量確定的。本專利技術中，所述線圈檢測器分別設于路段中部、路段入口和路段出口，稱為中部檢測器、入口檢測器和出口檢測器；其中，入口檢測器、出口檢測器只檢測流量，而中部檢測器同時檢測占有率和流量。相對于現有技術，本專利技術的有益效果是I、所需數據少，只需要流量數據、占有率數據；2、對路網拓撲結構依賴性不強，適用于任意拓撲結構的路網；3、通過控制區域交通需求，使得區域邊界向區域內部的流入量等于區域內部所能承載的交通量，從而緩解區域交通擁堵，提高交通運行效率。附圖說明圖I為路網以及檢測器鋪設；圖2為一級需求控制的拓撲結構；圖3為一級需求控制交通流的表示；圖4為二級需求控制的拓撲結構；圖5為二級需求控制交通流的表示；圖6為一級交通需求控制觸發條件；圖7為二級交通需求控制觸發條件；圖8為交通需求控制結束。具體實施方式本專利技術根據區域交通需求的特征，采用兩個級別的需求控制思路(I) 一級交通需求控制。控制區域外部進入區域內部的交通需求；(II) 二級交通需求控制。控制進入主路的次干路和支路交通需求；本專利技術包括下述步驟(I)設定區域內部主要交叉口，通過檢測器判斷擁擠情況，如果狀態指標達到預先設定的閾值，則觸發一級需求控制和二級需求控制；(2)根據路網拓撲結構，篩選出一級需求控制交叉口和二級需求控制交叉口 ；(3)根據區域邊界各個交叉口的交通強度來確定各自合適的信號周期；(4)根據交通需求，確定各個交叉口的允許流入率，從而確定各交叉口需求控制相位綠信比。一級需求控制和二級需求控制是根據交通需求特征分類的，一級需求控制是壓縮進入區域內的交通需求，相應的交叉口為一級需求控制交叉口 ；二級需求控制是壓縮進入主干路的次干路和支路的交通需求，相應的交叉口為二級需求控制交叉口。路段擁擠情況判斷是利用內部主要交叉口的特定相位(事先確定)的交通強度的平均值。信號周期是根據邊界各個交叉口的交通強度來確定，即需求控制時邊界交叉口采用各自合適的信號周期。下面結合附圖對本專利技術做進一步的詳細描述。在圖I中，線圈檢測器分別設于路段中部、路段入口和路段出口，且分別稱之為中部檢測器、入口檢測器和出口檢測器，用以檢測各個車道的流量、占有率等信息。其中入口、出口檢測器只檢測流量，而中部檢測器同時檢測占有率和流量。圖2、3為一級需求控制的示意圖，B=IbijI代表區域W的邊界節點集合，用來表達其邊界，bu=l說明i、j同為邊界交叉口且相連，除此以外的bifO ；A={aiJ.}為區域邊界B外圍節點集合，au=l說明i、j同為邊界外圍交叉口且相連，除此以外的Sij=O ；AB= {abij}表示 B外圍節點和邊界節點的鄰接關系，Bbij=I說明i為邊界外圍交叉口，j為邊界交叉口且相連，除此以外的abfO !C=(Cij)代表區域W的內部節點集合，Cij =1說明i、j同為區域內部交叉口且相連，除此以外的Cij=O ；BC= {bCij}表示邊界和W內部節點的鄰接關系，bCij=l說明i為邊界交叉口，j為內部交叉口且相連，除此以外的abfO。因此，直行進入區域交通流Qijk7ABij=LBCjk=I ;左轉進入區域交通流QijkiBij=LBCjk=I15圖3中直行進入區域交通流 q258, AB25=I, BC58=I ;左轉進入區域交通流 q658, B65=I, BC58=I。圖4、5為二級需求控制的示意圖，圖中交叉口 mk(k=2，3…s-1)的所有相位分成二級需求控制相位和非需求控制相位，二級需求控制相位存在著向主路注入的車流。圖中的黃色車流都屬于二級需求控制相位。針對二級需求控制，需要表達出道路的等級，具體表示如下L={1U}道路等級矩陣，Iij=I表示路段i j為主干路，Iij^表示路段i j為次干路，Iij=S 表示路段ij為支路。因此，支路進入次干路交通流quk，1^=3, lJk=2 ;次干路進入主干路交通流qijk，lij=2, Ijk=I。圖5中支路進入次干路交通流q325, 132=37 125=2 ;次干路進入主干路父通流 l25_2 j I56-I。圖6-8為二級需求控制觸發結束示意圖。設定區域內部主要交叉口，作為觸發一級需求控制和二級需求控制的判斷數據來源。當同時滿足兩個條件時，需求控制觸發一是權利要求1.一種，包括在城市區域路網中的每個路段安裝線圈檢測器、每個交叉口安裝信號機和信號燈，并用光纜將其依次連接；其特征在于，該方法是將城市區域的路網根據交通需求控制分為一級交通需求控制和二級交通需求控制這兩個級別，其中一級交通需求控制是控制區域外部進入區域內部的交通需求，二級交通需求控制是控制進入主路的次干路和支路交通需求；該方法具體包括下述步驟(1)根據路網拓撲結構，篩選出一級需求控制交叉口和二級需求控制交叉口；(2)根據區域邊界各個交叉口的交通強度來確定各自合適的信號周期；(3)通過各路段的檢測器判斷擁擠情況，如果狀態指標達到預先設定的閾值，則依次觸發一級交通需求控制和二級交通需求控制的請求；根據控制需求，確定各個交叉口的允許流入率，進而確定各交叉口需求控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用信號燈控制進入城市區域交通需求的方法，包括在城市區域路網中的每個路段安裝線圈檢測器、每個交叉口安裝信號機和信號燈，并用光纜將其依次連接；其特征在于，該方法是將城市區域的路網根據交通需求控制分為一級交通需求控制和二級交通需求控制這兩個級別，其中一級交通需求控制是控制區域外部進入區域內部的交通需求，二級交通需求控制是控制進入主路的次干路和支路交通需求；該方法具體包括下述步驟：（1）根據路網拓撲結構，篩選出一級需求控制交叉口和二級需求控制交叉口；（2）根據區域邊界各個交叉口的交通強度來確定各自合適的信號周期；（3）通過各路段的檢測器判斷擁擠情況，如果狀態指標達到預先設定的閾值，則依次觸發一級交通需求控制和二級交通需求控制的請求；根據控制需求，確定各個交叉口的允許流入率，進而確定各交叉口需求控制相位綠信比。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：祁宏生，王殿海，葉盈，韋薇，馬東方，金盛，陳鵬，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：