一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法
【专利摘要】本发明涉及一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，属于交通信号控制【技术领域】。本发明包括步骤：A、确定处于过饱和状态且有展宽段的信号交叉口；B、根据交叉口信号相位数确定信号控制周期时长；C、根据交叉口信号周期时长和相位流量比确定相位绿灯时间作为初始方案；D、计算展宽段内排队车辆释放完全所需时间；E、比较展宽段内排队车辆释放完全最多所需时间与展宽段所在车流相位的最短绿灯时间大小来形成信号配时方案。本发明可提高交叉口总体通行能力，减少累积滞留车辆数，降低下游排队车辆阻塞上游交叉口的可能性，优化具有展宽段交叉口在过饱和状态下的控制效果。
【专利说明】一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，属于交通信 号控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 随着城市经济和路网规模的不断发展，交通拥堵问题已经日益突出，目前解决交 通拥堵主要有道路网改建和信号优化控制两种方法。进行大规模的道路网改建可以从物理 结构上打破交通瓶颈，提高路网总体通行能力和可达性，但是随着我国城市发展的基本成 型，在现阶段继续进行路网改建的性价比已经越来越低，所需的巨额费用对交通建设者和 管理者都是沉重的负担。而且路网改建周期持续时间较长，在建设过程中还会破坏现有路 网交通流的正常运行，造成种种负面影响。与道路改建相比，交通信号优化配时具有性价比 高、见效快、易对比、负面影响小等优点，因此通过合理优化交叉口信号配时来缓解交通压 力已成为公认的解决城市交通拥堵问题的主要方法。针对信号控制交叉口交通状态有针对 性的确定相应交通控制目标，进而制定适宜的信号控制策略和算法，是科学合理的交通信 号优化逻辑。
[0003] 但是目前城市交叉口信号控制中，很多地方依然存在单纯依靠管理者经验进行信 号控制的方法，在一些特殊的交通条件下，由于未能制定有针对性的交通信号配时方案，使 得交叉口时空资源浪费严重，交通信号控制未能达到应有的最佳效果。特别严重的是交叉 口信号配时与交通渠划相互脱节，在信号配时中较少考虑到交叉口实际渠划状况，由此造 成了某些特殊情况下交通信号控制效果不佳的负面后果。交叉口在交通高峰时期经常会处 于过饱和状态，一旦交叉口长时间处于过饱和状态后，不断累积的滞留车辆将向上游交叉 口蔓延，严重时会出现下游排队车辆阻塞上游交叉口的交通"多米诺"现象。针对这种情况， 提高交叉口通行能力成为此时交通控制的首要目标。而具有展宽段的交叉口由于展宽段长 度和车道数等因素的影响，与普通交叉口在过饱和状况下的控制方法是有差异的，只有综 合考虑交叉口展宽段渠划状况因素，建立相应的交通信号配时模型才能实现最大程度提高 交叉口总体通行能力的目标，减少每周期末的累积滞留车辆数，降低下游排队阻塞上游交 叉口的可能性。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：本发明针对具有展宽段交叉口在过饱和状态下的交 通特性，提供了一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，通过优化交叉口 信号配时参数，可提高交叉口总体通行能力，减少累积滞留车辆数，降低下游排队车辆阻塞 上游交叉口的可能性，优化具有展宽段交叉口在过饱和状态下的控制效果。
[0005] 本发明的技术方案是：一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法， 所述方法的具体步骤如下： A、首先在物理结构上判断进口道上具有展宽段的交通信号交叉口；在进口道交叉口 上，比较交叉口总的通行能力与总的交通需求大小，如果交叉口总的交通需求大于总的通 行能力，即Γζ>§ζ,则此时交叉口处于过饱和状态，交叉口为具有展宽段的交通信号交叉 Π ； 其中Γζ是指交叉口总的交通需求，这是指交叉口总的通行能力； Β、调查交叉口信号相位划分状况，根据交通信号控制交叉口的相位数确定交叉口信号 控制周期时长；一般根据公式C =6Cte确定过饱和状态下的信号周期时长； 其中σ是指交叉口信号周期时长(秒)，η是指交叉口的相位数； 由步骤Α知此时交叉口已处于过饱和状态，因此此时交通控制的目标应是尽量增大交 叉口通行能力，信号周期时长在允许的范围内应尽量增大以提高交叉口总的通行能力。但 是交叉口周期时长过大会导致各个相位红灯时间过长，使交通参与者产生焦躁心理，造成 交通违规率的提升，因此一般根据公式C = ?h+ι确定过饱和状态下的信号周期时长。
[0006] C、调查交叉口相关交通参数，相关交通参数包括各条车道的实际交通需求、 饱和流率，根据交叉口信号周期时长和相位流量比，采用传统等饱和度原则利用公式
【权利要求】
1. 一种考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，其特征在于：所述方法的 具体步骤如下： A、首先在物理结构上判断进口道上具有展宽段的交通信号交叉口；在进口道交叉口 上，比较交叉口总的通行能力与总的交通需求大小，如果交叉口总的交通需求大于总的通 行能力，即Γζ>ρζ,则此时交叉口处于过饱和状态，交叉口为具有展宽段的交通信号交叉 Π ； 其中?是指交叉口总的交通需求，这是指交叉口总的通行能力； Β、调查交叉口信号相位划分状况，根据交通信号控制交叉口的相位数确定交叉口信号 控制周期时长；一般根据公式C = 60?确定过饱和状态下的信号周期时长； 其中C是指交叉口信号周期时长，η是指交叉口的相位数； C、 调查交叉口相关交通参数，相关交通参数包括各条车道的实际交通需求、饱和流率， 根据交叉口信号周期时长和相位流量比，采用传统等饱和度原则利用公式
计算交叉口各个相位有效绿灯时间； 其中是指相位i的有效绿灯时间，￡是指受叉口各个相位损失时间之和，h是指相 位i的流量比，Γ是指交叉口各个相位流量比之和； D、 调查交叉口展宽段长度、阻塞密度、展宽段车流的饱和流率，根据公式
计算得到展宽段内排队车辆释放完全最多所需时间； 其中&是指展宽段内排队车辆释放完全最多所需时间，D是指展宽段长度，Γ是指展 宽段阻塞密度，￡是指展宽段所在车流的饱和流率； E、 调查展宽段车流所在相位的最小绿灯时间，比较展宽段内排队车辆释放完全最多所 需时间&与展宽段所在车流相位的最短绿灯时间大小I.; 如果& 2 ^，则调整展宽段车流所在相位有效绿灯时间为其它相位则根据流量比 分配剩余的绿灯时间； 如果I <&,则调整展宽段车流所在相位有效绿灯时间为&^，其它相位则根据流量比 分配剩余的绿灯时间。
2. 根据权利要求1所述的考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，其特征 在于：所述步骤C中，需要调查的各条车道实际交通需求，在实际调查中应该在进口道排队 末尾上游某个断面进行调查。
3. 根据权利要求1所述的考虑展宽段长度的单个交叉口过饱和信号配时方法，其特征 在于：所述具有展宽段的交通信号交叉口具有对称形式，即同一个相位中若某股车流所在 车道设置了展宽段，则其相对方向上同一个相位车流也应同时设置有展宽段与之相对称。
【文档编号】G08G1/08GK104123848SQ201410332788
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】成卫, 陈昱光, 肖海承, 别一鸣, 王鹏, 苏林永 申请人:昆明理工大学