饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法与流程

本发明涉及交通控制技术领域，特别涉及一种饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法。

背景技术：

在城市中，交叉口是城市交通的咽喉，而信号配时控制作为交叉口控制方式的一种，广泛的应用于城市的各类交叉口。但是，信号配时方案在实际应用经常会出现一些问题，导致道路交叉口通行效率不高，因此需要对信号配时方案进行评价。

但是，现有的信号配时方案评价方法存在明显的缺点：一是，目前对于交叉口信号配时方案效果的评价主要集中于给出信号配时方案实施后的评价结果，却不能给出信号配时方案的优化方向。二是，现有的信号配时方案评价方法中选用的指标过多，存在评价指标过多、评价指标相互交叉以及重要指标不能突出等问题。三是，现有的信号配时方案评价方法没有考虑到交叉口的交通状态，评价结果不准确。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法，在对交叉口信号配时方案进行评价的同时给出信号配时方案的优化方向。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法，该方法包括：

获取饱和状态下交叉口信号配时方案优化前后评价指标的实测值；

根据所述配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后的差值；

根据所述交叉口各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过根据信号配时方案优化前后的评价指标的实测值，计算各进口道不同流向的评价指标优化前后的差值，并将交叉口各流向与信号相位方案进行对应，从而得到不同相位下评价指标的差值，能明确指出各个相位的优化方向，得到优化步长，根据各个相位的优化方向对信号配时方案进行优化。

附图说明

图1是本发明一实施例中饱和状态下信号配时方案评价方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中步骤s2的细分步骤的流程示意图；

图3是本发明一实施例中的评价信号配时方案优化方向的流程示意图；

图4是本发明一实施例中另一种评价信号配时方案优化方向的流程示意图；

图5是本发明一实施例中另一种饱和状态下信号配时方案评价方法的流程示意图；

图6是本发明一实施例中另一种饱和状态下信号配时方案评价方法的流程示意图；

图7是本发明一实施例中另一种饱和状态下信号配时方案评价方法的流程示意图；

图8是本发明一实施例中另一种饱和状态下信号配时方案评价方法的整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图8，对本发明做进一步详细叙述。

如图1所示，本实施例提供了一种饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法，该方法包括如下步s1至s3：

s1、获取饱和状态下交叉口信号配时方案优化前后评价指标的实测值；

s2、根据所述配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各相位上评价指标优化前后的差值；

s3、根据所述交叉口各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。

本实施例中的信号配时方案评价方法通过根据优化前后的评价指标的实测值，结合交叉口的信号相位信息，得到不同相位上评价指标的差值，从而为信号配时方案的优化提供了优化方向。

具体地，如图2所示，本实施例中的步骤s2具体包括如下细分步骤s21至s22：

s21、根据信号配时方案优化前后评价指标的实测值，计算交叉口各进口道不同流向上的评价指标优化前后的差值；

s22、基于信号配时方案中车辆放行方案，将交叉口各进口道的流向与交叉口的各相位进行对应，得到各相位上评价指标优化前后的差值。

其中，这里的信号配时方案评价指标从交通参数中选取，本实施例中的评价指标优选为排队长度或交通流量或占用率。

具体地，上述步骤s22中的各相位上评价指标优化前后的差值的计算方式，具体为：

其中，δ(r)i为信号配时方案优化前后相位i的评价指标差值，δ(r)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的评价指标差值，n为相位i包含的流向总数。

比如，如果选择排队长度作为信号配时方案的评价指标为例，则信号配时方案优化前后交叉口各相位排队长度的差值计算公式为：δ(q)i为信号配时方案优化前后相位i的排队长度差值，δ(q)ij为信号配时方案优化前后相位i中流向j的排队长度差值。其中，δ(q)为信号配时方案优化前后排队长度的差值，δ(q)＝qafter-qbefore，qafter为信号配时方案优化后的排队长度，qbefore为信号配时方案优化前的排队长度。

具体地，如图3所示，上述实施例中的步骤s3中评价信号配时方案的优化方向，具体包括如下步骤s31至s34：

s31、判断各相位中评价指标优化前后的差值大于零的相位的个数是否大于1；

s32、如果各相位中车头时距优化前后差值大于零的相位的个数大于1，则获取所述信号配时方案当前的优化次数；

s33、判断所述信号配时方案当前的优化次数是否大于预设次数u1；

需要说明的是，这里的u1为常数，本实施例中将u1取值为3作为优选方案，具体流程详见图3。

s34、如果不大于预设次数u1，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。

需要说明的是，在如果各相位中排队长度优化前后差值大于零的相位的个数不大于1或者信号配时方案当前的优化次数大于预设次数u1，则不进行反馈优化，评价过程结束。

这里以选择排队长度作为评价指标，对如何根据信号配时方案优化前后的排队长度差值，给出信号配时方案的优化方向为例进行说明：如果优化前后的某相位的排队长度差值大于零，则向信号配时优化程序反馈增加该相位绿灯时间的指令，反之，则不进行反馈。

如图4所示，本实施例提供了另一饱和状态下交叉口信号配时方案评价方法，该方法在上述实施例公开的内容的基础上，以排队长度和交叉口延误作为评价指标，此时，在上述实施例的基础上，步骤s3还包括如下细分步骤s35至s38：

s35、在判断各相位中评价指标优化前后的差值大于零的相位的个数等于1时，判断交叉口平均延误δ(d)总的值是否大于零；

s36、如果交叉口平均延误δ(d)总的值大于零，则获取所述信号配时方案当前的优化次数；

s37、判断信号配时方案优化次数是否大于预设次数u2；

s38、如果不大于预设次数u2，根据所述各相位上评价指标优化前后的差值，评价信号配时方案的优化方向。

需要说明的是，这里的预设次数u2为常数，本实施例中优选取值为3。

另外，在如果各相位中交叉口总延误优化前后差值小于零或者信号配时方案当前的优化次数大于预设次数u1，则不进行反馈优化，评价过程结束。

具体地，这里的交叉口平均延误差值δ(d)总的计算方式为：其中，δ(d)总为信号配时方案优化前后交叉口的平均延误差值，δ(d)ij为信号配时方案优化前后交叉口第i进口道第j流向的车距延误差值，m为交叉口进口道的个数，n为交叉口每个进口道的流向数量，n为相位i包含的流向总数。其中，δ(d)＝dafter-dbefore，δ(d)为信号配时方案优化前后交叉口延误的差值，dafter为信号配时方案优化后的交叉口延误，dbefore为信号配时方案优化前的交叉口延误。

本实施例通过采用信号配时方案优化前后交叉口延误的变化值作为评价结果反馈的辅助判断，直至信号配时方案中所有相位的排队长度差值均小于零，或者达到迭代次数，则反馈终止。这样就避免了采用单一的评价指标进行优化反馈时发生误判的情况，使对信号配时方案优化反馈更加科学精确，提高了信号配时方案优化方向评价的准确性，具体的流程参见图5。

如图6所示，在上述步骤s34以及步骤s38之后还包括步骤s39：

s39、根据信号配时方案的优化方向，对信号配时方案进行优化后执行步骤s1。

本实施例通过实时的对信号配时方案进行优化，并对优化后的信号配时方案进行优化方向评价，如此循环反馈以使最终得到最优的信号配时方案。

如图7至8所示，在上述步骤s3之后，还包括步骤s4：

s4、根据交叉口平均延误，对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价。

这里的交叉口平均延误的计算方式为：其中，为交叉口平均延误，为交叉口第i进口道第j流向的车距延误。

其中，对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价，具体包括如下步骤：

根据交叉口各进口道在各流向上的平均延误，计算交叉口的平均延误；

在预设的效果评价标准中查找所述交叉口的平均延误所在的范围，确定优化后的信号配时方案的整体效果。

该处的预设的效果评价标准如表1所示：

表1

具体地，本实施例中在对信号配时方案进行优化后，采用交叉口平均延误对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价，因为交叉口延误能反映车辆在交叉口的受阻情况，综合反映出交叉口的服务水平。通过对优化后的信号配时方案的整体效果进行评价，能直观的判断信号配时方案的优化效果。