1.一种基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:基于各进口道流向的绿时需求、绿灯空放时长和排队消散时间,以排队消散时间作为增减量,调整确定各进口道流向的实际绿时需求;针对待选相序方案对每一组相序方案下相位阶段绿灯时长计算,基于周期时长确定最优方案,具体包括以下步骤:S1、获取路口渠化信息、交通信号控制方案和实时交通流信息;
S2、将步骤S1获得的路口交通信号控制方案和单位时间段的交通流信息相对应,对该单位时间段内的交通状态和交通需求进行分析,求解各进口道流向的绿时需求、绿灯空放时长和排队消散时间;
S3、对单位时间段下交通信号方案中各进口道流向的绿灯时长需求进行优化调整,确定调整后的实际绿时需求;
S4、基于步骤S1中交通信号控制方案相序信息,以及步骤S3所得调整后的实际绿时需求分别对各相序方案分析,确定不同相序方案下具体信号方案,即各相位阶段的绿灯时长;
S5、汇总步骤S4方案中得到的各相序方案下的交通信号方案,选择周期最小的方案为单位时间段内的最优方案,同时对所得单位时间段内的最优方案进行周期优化调整后,得到最终优化方案。
2.如权利要求1所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S1中,交通信号控制方案包括基础相位信息、相序信息、控制时段和相位方案;交通流信息包括各单位时间段内进口道方向交通流量、单位时间段内车辆排队长度以及路口饱和车头时距。
3.如权利要求1所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S2中,求解各进口道流向的绿时需求、绿灯空放时长和排队消散时间,具体为,S21、基于步骤S1获取的交通流信息对单位时间段下各进口道流向的绿时需求 求解,即:式中, 表示i进口道j流向的绿时需求;λij表示n单位时间段下i进口道j流向的交通绿信比;C表示交通信号方案的周期时长;Qij表示i进口道j流向的交通流量;ht表示饱和车头时距;
S22、将步骤S21求解的绿时需求与同单位时间段下交通信号控制方案对比,确定各单位时间段下各进口道流向的绿灯空放时间长,即:式中,Tij表示i进口道j流向的绿灯空放时长; 表示n单位时间段下i进口道j流向的绿时需求;gij表示交通信号控制方案中i进口道j流向的绿灯时长;
S23、基于对应的单位时间短下信号控制方案与交通流信息,确定各进口道流向的车辆排队消散时间。
4.如权利要求1所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S23中,确定各进口道流向的车辆排队消散时间:tij=lij*ht其中,tij表示i进口道j方向的车辆排队消散时间,lij表示i进口道j方向的排队车辆数目,ht表示饱和车头时距。
5.如权利要求1-4任一项所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S3中,对单位时间段下交通信号方案中各进口道流向的绿时需求进行优化调整,确定调整后的实际绿时需求,具体为,S31、若存在绿灯空放,即绿灯空放时长Tij>0,则根据排队消散时间对绿时需求进行调整,确定实际绿时需求;否则转到步骤S32;
S32、若绿灯空放时长小于等于零,根据排队消散时间和交通信号方案阶段绿灯时长对绿灯空放时长进行修成,从而调整确定实际绿时需求;
S33、基于步骤S31和步骤S32确定调整后的实际绿时需求Gij,读取交通信号控制方案基础相位信息中设定的i进口道j流向的最小绿灯时长gij,比较确定调整后的实际绿时需求Gij:若Gij<gij,则将最小绿灯时长作为调整后确定的实际绿时需求,即Gij=gij,否则继续使用上述步骤计算得到的实际绿时需求。
6.如权利要求5所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S31中,根据排队消散时间对绿时需求进行调整,得到实际绿时需求,具体为,S311、若Tij>0,则转到下一步骤S312;否则转到步骤S32;
S312、若tij≥gij,则使Gij=gij,并转到步骤S33;否则转到下一步骤S313;
S313、若 则使Gij=gij-Tij*α,并转到步骤S33;否则转到下一步骤S314;
S314、若 则使Gij=gij-Tij*β,并转到步骤S33;否则直接结束后,转到步骤S33;
其中,Gij表示调整后i进口道j方向实际绿时需求,α和β分别为系数并根据路口交通渠化特性和路口交通信号方案在[0,1]之间取值,且α<β。
7.如权利要求5所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S32中,调整确定实际绿时需求,具体为,
S321、若tij>gij,则修正绿灯空放时长,即使 并转到下一步骤S322,否则绿时需求不调整,并转到步骤S33;
S322、若 则使 并转到步骤S33;否则转到下一步骤S323;
S323、若 则使 并转到步骤S33;否则转到下一步骤S324;
S324、若 则使 并转到步骤S33;否则结束后,转到步骤S33;
其中,α、β、δ分别为系数并根据路口交通渠化特性和路口交通信号方案在[0,1]之间取值,且α<β<δ。
8.如权利要求1-4任一项所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S4中,确定各相位阶段的绿灯时长,具体为,S41、确定待选相序是否存在搭接相位,若存在则转到下一步骤,否则转到步骤S43;
S42、若调整后的实际绿时需求Gij满足搭接相位实施要求,则构建方案空放最小凸规划模型,求解出该控制时间段内各阶段最优绿灯时长 否则剔除搭接相位,转到下一步骤;
S43、基于相序各阶段流向中的绿灯时长Gij最大值分配阶段绿时长,即:式中, 表示第n套相序方案下m相位阶段内的绿灯时长;Gij表示调整后i进口道j流向的实际绿时需求;
S44、汇总步骤S41得到的各阶段绿灯时长 确定周期总时长,即:式中, 表示第n套相序方案的修正周期时长, 表示第n套相序方案下m相位阶段内的绿灯时长。
9.如权利要求8所述的基于排队消散时间的路口交通信号方案优化方法,其特征在于:步骤S42中,对所得单位时间段内的最优方案进行周期优化调整,具体为,若所得单位时间段内的最优方案的周期时长 大于路口交通信号方案最大周期maxC,则根据各阶段绿灯时长 进行等比缩放,即: