专利名称：城市路网交通控制子区动态划分方法
技术领域：
本发明涉及一种城市交通控制方法，更确切地说，本发明涉及一种城市路网交通控制子区动态划分方法。
背景技术：
城市路网由成百上千个不同类型的信号交叉口组成，交通信号控制系统为了提高其稳定性和控制效益，需要将路网划分成多个不同形态的区域，每个区域就是一个交通控制子区，它由多个联系紧密的相邻信号交叉口组成。为了提高交通控制系统的自适应水平，交通控制子区划分方法需要具备动态性、准确性和快速性等三个特征。然而现有的交通控制子区划分方法还存在以 下几点不足I.交通控制子区划分方法与交通控制系统理论体系相脱离，大多只针对中饱和状态的信号交叉口，忽略了处于其他状态的信号交叉口和无信号交叉口 ；2.交通控制子区划分指标缺乏理论依据，交通控制子区划分指标只分析相邻两个信号交叉口之间的相关性，未涉及多个相邻信号交叉口，而且无法科学确定划分指标阈值；3.交通控制子区划分方法缺乏系统性，划分目标单一，而且划分之后不再进行调整，难以适应交通状态的变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有的交通控制子区划分方法存在缺乏系统性，划分目标单一，而且划分之后不再进行调整，难以适应交通状态变化的问题，提供了一种城市路网交通控制子区动态划分方法。为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的所述的城市路网交通控制子区动态划分方法步骤如下I.交通控制计算机初始化；2.判断当前时刻是否已经到达^而未到达tb 如果是，代表路网交通状态处于低峰，不必进行交通控制子区划分；ta为夜间低峰开始时刻，tb为夜间低峰结束时刻，由交通工程师确定ta为22:00点，tb为6:00点；3.如果不是已经到达1而未到达tb，判断当前时刻是否是tb 如果当前时刻恰好到达tb，进行交通控制子区初始划分；4.如果当前时刻不是tb，判断当前时刻距上次交通控制子区划分是否已经过去Tk分钟？如果是，进行交通控制子区动态调整，Tk代表交通控制子区划分方案的动态调整时间间隔，计算公式如下Tk = N2 ts式中N2.正整数，N2的取值与路网交通状态存在密切关系，当路网交通为高峰状态时，N2等于I ;当路网为平峰或者低峰状态时，N2等于2;
ts.信号控制系统配时方案优化的时间间隔，单位.分钟；ts由信号控制系统自身特性决定，取值为5 15分钟；5.如果当前时刻不是tb，且当前时刻距上次交通控制子区划分没过去Tk分钟，维持交通控制子区方案不变。技术方案中所述的交通控制计算机初始化是指I)交叉口检测器布设在每个信号交叉口每个进口道停车线后40m位置处布设一个感应线圈检测器，并通过电缆将感应线圈检测器与交通信号机相连接，以5分钟为统计间隔，获取该进口道过去5分钟的到达的车辆数。2 )预测各个进口道交通流量以5分钟为统计间隔，设第n个统计间隔内第i个信号交叉口第j条进口道经过感应线圈检测器的车辆数为@，那么第n+1个统计间隔内该进口道的预测交通流率g+1等于Qn+l =-单位 pcu
Hlj3，式中.第n-1个统计间隔内第i个信号交叉口第j条进口道经过感应线圈检
测器的车辆数，单位.PCU ；Qn~2 .第n-2个统计间隔内第i个信号交叉口第j条进口道经过感应线圈检测器的车辆数，单位.PCUo3)采用测距工具人工采集路网内各相邻信号交叉口之间的距离。4)人工采集各信号交叉口相位相序与相位绿灯损失时间。5)人工采集各信号交叉口每条进口道的饱和流率。6)计算所有信号交叉口执行单点控制时的最佳配时方案计算第i个信号交叉口执行单点信号控制时的最佳周期时长，采用下述公式
T 1.5/. +5Ti = '式中IV第i个信号交叉口执行单点控制时的最佳周期时长，单位.s ；Li.第i个信号交叉口各个相位总绿灯损失时间之和，单位.s ；Ai.第i个信号交叉口各个相位对应的关键车道的流量比之和；其中
KLi=YJ";
k=l式中K.第i个信号交叉口的相位数；Iik.第i个信号交叉口相位k的绿灯损失时间，单位，s ；4 = S =S 夺
k=l k=l式中aik.第i个信号交叉口相位k的流量比； 第i个信号交叉口相位k对应关键车道的预测流率，单位.pcu/h ；
Sik.第i个信号交叉口相位k对应关键车道的饱和流率，单位.pcu/h ；计算第i个信号交叉口执行单点控制时各相位的绿灯时间，采用下述公式
权利要求
1.一种城市路网交通控制子区动态划分方法，其特征在于，所述的城市路网交通控制子区动态划分方法步骤如下 1)交通控制计算机初始化； 2)判断当前时刻是否已经到达&而未到达tb 如果是，代表路网交通状态处于低峰，不必进行交通控制子区划分；ta为夜间低峰开始时刻，tb为夜间低峰结束时刻，由交通工程师确定ta为22:00点，tb为6:00点； 3)如果不是已经到达ta而未到达tb，判断当前时刻是否是tb 如果当前时刻恰好到达tb，进行交通控制子区初始划分； 4)如果当前时刻不是tb，判断当前时刻距上次交通控制子区划分是否已经过去Tk分钟？如果是，进行交通控制子区动态调整，Tk代表交通控制子区划分方案的动态调整时间间隔，计算公式如下 Tk = N2 ts 式中N2.正整数，N2的取值与路网交通状态存在密切关系，当路网交通为高峰状态时，N2等于I ;当路网为平峰或者低峰状态时，N2等于2; ts.信号控制系统配时方案优化的时间间隔，单位.分钟；ts由信号控制系统自身特性决定，取值为5 15分钟； 5)如果当前时刻不是tb，且当前时刻距上次交通控制子区划分没过去Tk分钟，维持交通控制子区方案不变。
2.按照权利要求I所述的市路网交通控制子区动态划分方法，其特征在于，所述的交通控制计算机初始化是指 1)交叉口检测器布设 在每个信号交叉口每个进口道停车线后40m位置处布设一个感应线圈检测器，并通过电缆将感应线圈检测器与交通信号机相连接，以5分钟为统计间隔，获取该进口道过去5分钟的到达的车辆数； 2)预测各个进口道交通流量 以5分钟为统计间隔，设第n个统计间隔内第i个信号交叉口第j条进口道经过感应线圈检测器的车辆数为@ ,那么第n+1个统计间隔内该进口道的预测交通流率等于
3.按照权利要求I所述的市路网交通控制子区动态划分方法，其特征在于，所述的交通控制子区初始划分是指 1)判别路网内是否有信号交叉口尚未划入确定交通控制子区，如果有，进入下一步骤2)，否则进入下面的步骤10); 2)建立临时交通控制子区 临时交通控制子区用来暂时存放满足划入同一交通控制子区条件的信号交叉口，当临时交通控制子区无法向外扩张时，临时交通控制子区转为确定交通控制子区；在划分过程中路网内的信号交叉口分为两类，第一类为已经划入确定交通控制子区或者临时交通控制子区的信号交叉口，简称为“确定信号交叉口 ” ;第二类为尚未划入确定交通控制子区或者临时交通控制子区的信号交叉口，简称为“非确定信号交叉口 ” ； 3)确定关键交叉口并划入临时交通控制子区 (1)以周期时长最大为原则，将路网内“非确定信号交叉口
4.按照权利要求I所述的市路网交通控制子区动态划分方法，其特征在于，所述的交通控制子区动态调整是指 1)计算路网内所有信号交叉口的饱和度； 2)判断路网内第f 个交通控制子区的关键交叉口状态等级是否发生变化； 孤立信号交叉口自身成为孤立交通控制子区，设路网内交通控制子区个数为N4，对于第f 个交通控制子区，I彡f 彡N4，其关键交叉口 h之前饱和度等于xh，此时变为X ' h，判断关键交叉口 h的状态等级是否发生变化，如果发生改变，进入下一步骤3)，否则进入交通控制子区动态调整流程的步骤4)； 3)将第f个交通控制子区解散，交通控制子区内的信号交叉口全部变为孤立交通控制子区，进入交通控制子区动态调整流程的步骤6)，即判断路网中是否存在未标记为“已搜索”的交通控制子区； 4)判断第f个交通控制子区的关键交叉口是否发生变化，如果变化，进入交通控制子区动态调整流程的步骤3)，否则进入交通控制子区动态调整流程的步骤6)； 5)将第f个交通控制子区标记为“已搜索”； 6)判断路网中是否存在未标记为“已搜索”的交通控制子区，如果有，将f 值加1，进入交通控制子区动态调整流程的步骤2);否则删除所有交通控制子区的“已搜索”标记，进入交通控制子区动态调整流程的步骤7)； 7)比较路网内各个未标记交通控制子区关键交叉口的饱和度，并进行排序，设未标记的第f个交通控制子区的关键交叉口饱和度最大； 8)计算第f个交通控制子区中各个信号交叉口与关键交叉口的综合关联度Cl； 9)判断第f 个交通控制子区中是否存在信号交叉口与关键交叉口的综合关联度小于0，如果没有，进入交通控制子区动态调整流程的步骤15)，否则进入交通控制子区动态调整流程的步骤10)； 10)与第f个交通控制子区中关键交叉口的综合关联度小于0的信号交叉口为m； 11)将第f 个交通控制子区中信号交叉口m与关键交叉口相连的路径上存在的信号交叉口全部删除，其中包含信号交叉口 m，变为孤立交通控制子区；第f个交通控制子区包括5个信号交叉口，其中第2个信号交叉口为关键交叉口，第4个信号交叉口与第2个信号交叉口的综合关联度小于0，那么将第4个信号交叉口以及通过第4个信号交叉口与第2个信号交叉口相连的第5个信号交叉口全部从第f个交通控制子区中删除，并将第4个和第5个信号交叉口变为孤立交通控制子区； 12)将第f个交通控制子区标记；.13)路网中是否有尚未标记的交通控制子区，如果没有，进入下一步骤，否则进入交通控制子区动态调整流程中的步骤7)，即比较路网内各个未标记交通控制子区关键交叉口的饱和度； . 14)删除所有交通控制子区的标记，所有孤立信号交叉口作为孤立交通控制子区，将路网内所有交通控制子区设为非确定交通控制子区； .15)判断路网内是否存在非确定交通控制子区，如果存在，进入下一步骤，否则进入交通控制子区动态调整流程中的步骤23)，即交通控制子区动态调整结束； . 16)比较所有非确定交通控制子区的关键交叉口的饱和度大小 设交通控制子区E的关键交叉口饱和度最大； .17)判断交通控制子区E的关键交叉口的交通状态等级 如果关键交叉口不是中饱和状态的信号交叉口，那么将交通控制子区E转为确定交通控制子区，进入交通控制子区动态调整流程中的步骤15)，即判断路网内是否存在非确定交通控制子区；否则进入下一步骤； .18)判断交通控制子区E是否有相邻且未标记的信号交叉口，如果有，进入下一步骤，否则将交通控制子区E转为确定交通控制子区，进入交通控制子区动态调整流程中的步骤.15)，即判断路网内是否存在非确定交通控制子区； .19)计算交通控制子区E与其相邻且未标记的信号交叉口的综合关联度Cl； .20)判断是否有相邻信号交叉口与交通控制子区E的综合关联度大于0，如果有，进入下一步骤，否则将交通控制子区E转为确定交通控制子区，进入交通控制子区动态调整流程中的步骤15)，即判断路网内是否存在非确定交通控制子区； .21)设信号交叉口r与交通控制子区E的关联度最大，判断信号交叉口 r是否与交通控制子区E形成闭环，如果形成闭环，那么对信号交叉口 r进行标记，返回交通控制子区动态调整流程中的步骤18)，即判断交通控制子区E是否有相邻且未标记的信号交叉口 ；否则进入下一步骤； .22)判断信号交叉口r所在交通控制子区的交叉口数目或者信号交叉口 r是否为孤立子区，如果信号交叉口 r所在子区的交叉口数目等于2或者信号交叉口 r为非孤立子区的关键交叉口，那么对信号交叉口 r进行标记，返回交通控制子区动态调整流程中的步骤.18)，即判断交通控制子区E是否有相邻且未标记的信号交叉口 ；否则将信号交叉口 r划入交通控制子区E中，返回交通控制子区动态调整流程中的步骤18)，即判断交通控制子区E是否有相邻且未标记的信号交叉口； .23)交通控制子区动态调整结束。
全文摘要
本发明公开了一种城市路网交通控制子区动态划分方法，步骤如下1.交通控制计算机初始化；2.判断当前时刻是否已经到达ta而未到达tb？如果是，代表路网交通状态处于低峰，不必进行交通控制子区划分；ta为夜间低峰开始时刻，tb为夜间低烽结束时刻，由交通工程师确定ta为22:00点,tb为6:00点；3.如果不是已经到达ta而未到达tb，判断当前时刻是否是tb？如果当前时刻恰好到达tb，进行交通控制子区初始划分;4.如果当前时刻不是tb，判断当前时刻距上次交通控制子区划分是否已经过去Tk分钟？如果是，进行交通控制子区动态调整,Tk为交通控制子区动态调整时间间隔;5.如果当前时刻不是tb，且当前时刻距上次交通控制子区划分没过去Tk分钟，维持交通控制子区方案不变。
文档编号G08G1/065GK102722986SQ201210218000
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者别一鸣, 宋现敏, 曲昭伟, 李志慧, 段宇洲, 王殿海, 胡宏宇, 邢岩, 陈永恒, 魏巍 申请人:吉林大学