交叉口流量密度感应控制方法与流程

本发明涉及交通控制技术领域，特别涉及交叉口流量密度感应控制方法。

背景技术：

城市核心区交通流密切相关的交叉口越来越需要采用区域联网协调控制系统。但在如郊区、高科技园区等交通流量并不是很大的主干路支路相交、次干路支路相交的交叉口，联网控制费用太高，定时控制又会造成绿灯使用效率的浪费。

现有交通信号控制包括单点控制，联网控制。单点控制包括定时控制、多时段控制。联网控制，包括定时控制、自适应控制。现有的这些控制方法基本上以断面流量为输入，根据一定的计算得到相位绿灯时长，因此在实际应用中会产生费用过高或者绿灯使用效率的浪费。

因此，如何使交叉口的信号灯能够根据各进口道的流量需求和交通流密度自动调节，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供交叉口流量密度感应控制方法，实现的目的是能够根据各进口道的流量需求和交通流密度，自动计算相位初始绿灯时长，并且根据车辆的到达车头时距进行动态调整延长绿灯的时间长度，以此响应交通需求，减少车辆等待时间，有效提高绿灯的使用效率。

为实现上述目的，本发明公开了交叉口流量密度感应控制方法，包括设置在道路交叉口的各个进口道的检测器。

所述检测器采集所述交叉口是否有车辆到达，以及所述车辆的到达时间，并将采集到的数据分批发出；

根据所述检测器采集到的数据获得交通流的实时变化，通过调整可变初始绿灯时间长度gi,ci和延长绿灯时间长度gi,yi，调整信号相位配时；

在相位初始时刻，设定最小绿灯时间长度gimin，所述可变初始绿灯时间长度gi,ci＞所述最小绿灯时间长度gimin；

根据所述检测器在所述交叉口的黄灯和红灯期间采集到的所述数据计算所述交叉口绿灯阶段的绿灯时间长度gi；

所述绿灯时间长度gi是所述可变初始绿灯时间长度gi,ci加上延长绿灯时间长度gi,yi，公式如下：

gi＝gi,ci+gi,ye。

优选的，所述可变初始绿灯时间长度gi,ci的计算公式如下：

gi,ci＝a*qi,yr；

其中，gi,ci为所述可变初始绿灯时长；a为车辆从启动到可以通过交叉口的平均放行时长，单位为秒/车；qi,yr为本相位黄红灯期间累积的车辆数；gimax为最大绿灯时长；gimin为预设的最小绿灯时长，数值小于预设的最大绿灯。

优选的，所述延长绿灯时间长度gi,yi是按照固定步长计算的延长绿灯时间长度gi,ygi与可变延长绿灯时间长度gybi之和，公式如下：

其中：gi为第i相位绿灯时长；gi,yi为延长绿灯时间长度；gi,ygi为按照固定步长计算的延长绿灯时间长度；gybi是按照可变缩短步长计算的延长绿灯时间长度；b为固定步长；qygi为本相位固定步长延长绿期间陆续到达的车辆数；ci,ybi为动态缩短步长；qybi为动态延长绿期间车辆到达；gapq,q+1为相邻2辆车的车头时距；gap为预设的最小车头时距。

优选的，所述检测器与所述交叉口的停车线之间的距离d的计算公式如下：

d＝s*b；

其中，d为所述检测器与所述停车线之间的距离；s为每一所述车辆通过所述检测器位置的平均速度；b为所述检测器感应控制的单位延长时间。

优选的，在设定缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi前相位的绿灯时间时，要按照统一的所述延长绿灯时间长度gi,yi，根据所述车辆到达情况，对所述绿灯时间长度gi进行延长，在到达缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi的时刻时，动态缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi，直至最大绿灯时间长度，或者到达的所述车辆的车头时距减小到设定的最小车头时距。

优选的，所述检测器为环形线圈检测器、视频检测器或者雷达。

本发明的有益效果：

本发明通过适合交通需求的初始绿灯时长和动态变化的延长绿控制方式，提高了绿灯时长的有效利用率，降低延误。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例的流量-密度感应控制流程图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，本发明公开了交叉口流量密度感应控制方法，包括设置在道路交叉口的各个进口道的检测器。

所述检测器采集所述交叉口是否有车辆到达，以及所述车辆的到达时间，并将采集到的数据分批发出；

根据所述检测器采集到的数据获得交通流的实时变化，通过调整可变初始绿灯时间长度gi,ci和延长绿灯时间长度gi,yi，调整信号相位配时；

在相位初始时刻，设定最小绿灯时间长度gimin，所述可变初始绿灯时间长度gi,ci＞所述最小绿灯时间长度gimin；

根据所述检测器在所述交叉口的黄灯和红灯期间采集到的所述数据计算所述交叉口绿灯阶段的绿灯时间长度gi；

所述绿灯时间长度gi是所述可变初始绿灯时间长度gi,ci加上延长绿灯时间长度gi,yi，公式如下：

gi＝gi,ci+gi,ye。

本发明的原理在于：如图1所示，流量-密度感应控制就是根据交通流的实时变化，通过初始绿灯可变、延长绿灯可变的设置，调整信号相位配时，使得感应控制参数更加适合交通流，提高绿信比的使用率，减少延误。按照统一延长绿根据车辆到达进行绿灯时长延长，在到达缩短延长绿时刻，动态缩短延长绿，直至最大绿或者到达车头时距减小到设定的最小车头时距。

在本发明中，每个信号灯循环的初始绿灯时长，即相位1绿灯时长是可变的；而延长绿灯时间长度是根据在上一个信号灯循环中所有的相邻2辆车之间的gap(间距)来累计获得的，如果gap减小到设定的最小车头时距，则终止，或者总体超过预设的最大绿灯时长就结束。

本发明主要输入参数是本相位黄灯和红灯期间采集的流量以及车与车之间的间隔(也就是密度)，根据这2个参数，确定该相位的绿灯时长。本发明适用于郊区等车流量少的路口，能够避免绿灯空放，能够最大限度的保证绿灯时长得以利用。

在某些实施例中，所述可变初始绿灯时间长度gi,ci的计算公式如下：

gi,ci＝a*qi,yr；

其中，gi,ci为所述可变初始绿灯时长；a为车辆从启动到可以通过交叉口的平均放行时长，单位为秒/车；qi,yr为本相位黄红灯期间累积的车辆数；gimax为最大绿灯时长；gimin为预设的最小绿灯时长，数值小于预设的最大绿灯。

在某些实施例中，所述延长绿灯时间长度gi,yi是按照固定步长计算的延长绿灯时间长度gi,ygi与可变延长绿灯时间长度gybi之和，公式如下：

其中：gi为第i相位绿灯时长；gi,yi为延长绿灯时间长度；gi,ygi为按照固定步长计算的延长绿灯时间长度；gybi是按照可变缩短步长计算的延长绿灯时间长度；b为固定步长；qygi为本相位固定步长延长绿期间陆续到达的车辆数；ci,ybi为动态缩短步长；qybi为动态延长绿期间车辆到达；gapq,q+1为相邻2辆车的车头时距；gap为预设的最小车头时距。

在某些实施例中，所述检测器与所述交叉口的停车线之间的距离d的计算公式如下：

d＝s*b；

其中，d为所述检测器与所述停车线之间的距离；s为每一所述车辆通过所述检测器位置的平均速度；b为所述检测器感应控制的单位延长时间。

在某些实施例中，在设定缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi前相位的绿灯时间时，要按照统一的所述延长绿灯时间长度gi,yi，根据所述车辆到达情况，对所述绿灯时间长度gi进行延长，在到达缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi的时刻时，动态缩短所述延长绿灯时间长度gi,yi，直至最大绿灯时间长度，或者到达的所述车辆的车头时距减小到设定的最小车头时距。

在某些实施例中，所述检测器为环形线圈检测器、视频检测器或者雷达。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。