1.一种考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:包括以下步骤,
S1、获取路口渠化信息、交通流量数据以及交通信号控制方案基础信息,其中,路口渠化信息包括进口道i、流向j信息;
S2、根据步骤S1获取的交通流量数据,基于步骤S1获取的交通信号控制方案基础信息中的基础相序方案对同一相位阶段通行方向的交通流量进行规整对比,确定同一相位阶段下同一流向不同进口道的流量差值 对比流量差值阈值范围,将交通流量差值作归一化处理,得到处理后的交通流量差值 绘制出交通流量全天差值变化趋势图;
S3、基于步骤S1获取的交通流量数据,对交通流量数据分析整合,采用Fisher最优分割法初步划分时段,得到划分的方案时段,绘制控制时段初始划分图;
S4、基于步骤S2的交通流量全天差值变化趋势图中交通流量差值 进行降噪分析,再基于处理后的交通流量差值 增加搭接相位,确定控制时段下的信号方案相序,叠加至步骤S3所得划分的方案时段,得到优化调整的信号控制时段;
S41、基于步骤S2得到的交通流量全天差值变化趋势图中交通流量差值 对临界差值变化点的数据进行修正,确定修正后全天各单位时段交通流量差值,调整交通流量全天差值趋势图;步骤S41中,基于步骤S2得到的差值变化趋势图对临界差值变化点的数据进行修正,具体为,
S411、若单个单位时间段或连续两个单位时间段内交通流量差值 为‑1或1,其前后两个单位时间段交通流量差值 均为零,则将 修正为0,并转到下一步骤S412;
S412、若连续N个滑动时间段内M个交通流量差值 为零,则将N个时间段的交通流量差值 均取为0;
S42、在步骤S1获取的交通信号控制方案基础信息中的基础相序方案基础上,根据步骤S3调整确定的各单位时间段交通流量差值,在基础相序方案上增加搭接相位;具体为,若同相位阶段两个通行方向的交通流量差值非零,同进口道下一相位阶段不同流向差值与上一相位阶段交通流量差值相等,且持续时间段超过失衡阈值时长,则调整该单位时段下的交通信号相序方案,增加交通流量大进口道的单放搭接相位;
S43、汇总步骤S42得到的全天相序方案,确定全天相序方案变动节点,与步骤S3初步划分结果相叠加,优化调整交通信号方案划分时段;
S5、基于步骤S4所得优化调整的信号控制时段,对各时段下交通信号方案求解,并基于通行能力再次对控制时段和信号方案优化,得到最优控制时段和最终的交通信号控制方案。
2.如权利要求1所述的考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:步骤S1中,获取路口渠化信息、交通流量数据以及交通信号控制方案基础信息,具体为,
S11、针对路口完成路口渠化信息采集;
S12、获取各单位时间段内各进口道流向的交通流量数据 表示第n个单位时间段内i进口道j流向的交通流量,其中n={1,2,…,N},N表示全天单位时间段的总个数;并对所获取的各单位时间段内各进口道流向的交通流量数据 进行清洗处理;
S13、获取交通信号控制方案基础信息,包括基础相序方案及各基础相位的最小绿灯时长、黄灯时长、全红时长。
3.如权利要求1所述的考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:步骤S2中,确定同一相位阶段下同一流向不同进口道的流量差值 对比流量差值阈值范围,将交通流量差值作归一化处理,具体为,S21、确定同一相位阶段下同一流向不同进口道的流量差值 其中, 表示n单位时间段内同一相位阶段i和i’两进口道j流向之间的交通流量 与 的差值;
S22、根据流量差值 和流量差阈值[‑U,U]对流量差值做归一化处理,处理完的交通流量差值记为 其中若流量差值 大于流量差阈值U则将其差值设为1;若流量差值 小于流量差阈值‑U则将其差值设为‑1;否则将其差值设为0,即:其中,流量差阈值范围[‑U,U]根据路口渠化特征和路口历史交通流量确定。
4.如权利要求2所述的考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:步骤S3中,得到划分的方案时段,绘制控制时段初始划分图;具体为,n
S31、针对单位时间段,汇总路口的交通流量数据,即 若交通总流量q小于最低流量阈值则将其数据剔除,得到路口交通总流量时间序列;
S32、基于步骤S31的交通总流量时间序列数据,利用Fisher最优分割法进行聚类分析,实现信号控制初步时段划分,得到划分的方案时段,叠加至全天差值变化趋势图中,绘制得到控制时段初始划分图。
5.如权利要求1‑4任一项所述的考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:步骤S5中,得到最终的时段划分和信号方案,具体为,S51、确定各单位时间段内各流向的绿时需求 同时基于步骤S1的各流向最小绿灯时长基础信息以及步骤S4的相序方案确定各单位时间段内交通信号控制方案,包括相序方案及各阶段绿灯时长 从而确定此方案下的通行能力S52、针对步骤S4划分的交通信号控制时段对各时段内通行能力比较分析,合并或拆分控制时段,确定最优控制时段和最终的交通信号控制方案。
6.如权利要求5所述的考虑路口流量失衡状况的交通信号控制方案时段划分方法,其特征在于:步骤S52中,针对步骤S4划分的交通信号控制时段对各时段内通行能力比较分析,合并或拆分控制时段,确定最优控制时段和交通信号控制方案,具体为,S521、若划分的控制时段时长小于等于最短控制时段时长T,则转到下一步骤S522;否则转到步骤S523;
n
S522、分析该控制时段内各单位时间段的路口通行能力c ,选取出该控制时间段的最大m m n m n
通行能力c ,即:c=max(c),其中,c表示第m个控制时段内最大路口通行能力;c表示第n个单位时间段内交叉路口的通行能力,其为路口各进口道通行能力之和,即 将控m
制时段内最大通行能力c 与上一个控制时间段内的通行能力 和下一控制时间段内的通行能力相比较,将本控制时段归纳至最大控制时间段内,并转到步骤S524;
S523、比较单位时间段的绿时需求 与其对应相位阶段的交通信号控制方案绿灯时长若绿时需求与对应相位阶段绿灯时长差值之和大于方案失衡阈值,即 式中, 表示n时间段下i进口道j流向的绿时需求; 表示n时间段下第l个相位阶段的绿灯时长;t表示方案失衡阈值,则将该单位时间段作为交通信号控制时段划分节点,并重新转回至步骤S521,否则转到下一步骤S524;
n n
S524、对比分析控制时间段内各单位时间的路口通行能力c ,选取max(c)时间段下的交通信号控制方案为该控制时间段内的交通信号控制方案,包括相序方案和各相位阶段绿灯时长