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专利号: 2023114311363
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种车路协同环境下错位交叉口的信号周期动态调控方法,其特征是应用于由两个相邻的T型交叉口组成的错位交叉口;T型交叉口由主干道和支路组成,其中,主干道有三条进口道;主干道有两条出口车道;支路有两条进口道包括:一条左转专用进口道、一条右转专用进口道;支路有两条出口车道;将一个T型交叉口的任意一个相位记为第i相位;将一个T型交叉口的主干道和支路的所有进口道中任意一条进口道记为第j条进口车道;

步骤1、采集第t个时间间隔内一个T型交叉口在每条车道的车辆信息,包括:不同类型的车辆数量、车辆位置、车辆速度;

步骤2、利用式(1)计算第t个时间间隔内一个T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道的当量交通量 ;

   (1)

式(1)中, 表示第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道的总交通量; 表示第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在车流方向k上第j条进口车道上第w类车的车辆数占总车辆数的百分比; 表示第w类车的车辆换算系数;W表示车辆总类型;

步骤2.1、利用式(2)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上的实际到达流量 ;

  (2)

式(2)中, 表示第i个相位在车流方向k上的车道数;

步骤2.2、利用式(3)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上的流量比 ;

   (3)

式(3)中, 表示第i相位在车流方向k上车流的饱和流量;

步骤2.3、选取第t个时间间隔内T型交叉口的第i相位在所有方向上的流量比中的最大值作为第i相位的关键流量比 ;并利用式(4)计算第t个时间间隔内T型交叉口的所有相位的关键流量比之和 ;

  (4)

式(4)中,m表示T型交叉口的相位总个数;

步骤2.4、判断 是否成立,若成立,则执行步骤3;否则,执行步骤8;其中, 表示参数;

步骤3、确定第t个时间间隔内T型交叉口的信号周期;

步骤3.1、利用式(5)计算第t个时间间隔内T型交叉口的第i个相位在车流方向k上第j个进口道的饱和度 ;

   (5)

  (6)

式(5)中,  第i个相位在车流方向k上第j个进口道的通行能力;式(6)中, 表示第t个时间间隔内第i个相位的绿信比; 表示第i个相位在车流方向k上第j个进口道的饱和流量;

步骤3.2、利用式(7)计算第t个时间间隔内T型交叉口的所有相位的总损失时间 :  (7)

式(7)中, 表示第t个时间间隔T型交叉口的第i个相位上所有车辆的启动损失时间;

表示绿灯间隔时间;A表示黄灯时间;

步骤3.3、利用式(8)确定第t个时间间隔内第i个相位上的有效绿灯时间 ;

  (8)

式(8)中, 表示第t个时间间隔的T型交叉口的信号周期;

步骤3.4、利用式(9)确定第t个时间间隔第i个相位的绿信比 ;

   (9)

步骤3.5、利用式(10)计算第i个相位上行人过街所需最短绿灯时间 ;

   (10)

式(10)中, 表示T型交叉口的行人过街长度; 表示第i个相位上的行人过街步速;

为参数;

步骤3.6、以T型交叉口的最小车辆延误时间为目标,利用式(11)构建交叉口信号周期优化模型;

(11)

式(11)中, 表示第t个时间间隔的T型交叉口的车辆平均延误时间;、b、、、是五个不同的参数; 表示第t个时间间隔的T型交叉口所有进口道的车流量;

步骤3.7、利用遗传算法求解所述交叉口信号周期优化模型,得到一个T型交叉口的第t个时间间隔内车辆延误时间最小时所对应的信号周期 ;

步骤3.8、按照步骤1‑步骤3.7的过程得到另一个T型交叉口的第t个时间间隔内车辆延误时间最小时所对应的信号周期 ;

步骤4、判断 是否成立,若成立,则执行步骤5;否则,执行步骤6;其中,为参数;

   (12)

式(12)中,T表示车辆通过两个T型交叉口的连接路段的时间;D表示两个T型交叉口连接路段的距离; 表示第t个时间间隔内的T型交叉口的车辆平均行驶速度;

步骤5、选取 和 中的较大值作为错位交叉口的公共信号周期,并执行步骤

7;

步骤6、按照 和 分别对两个T型交叉口的信号灯进行双向绿波控制后,并执行步骤8;

步骤7、按照所述公共信号周期确定第t个时间间隔的最优信号相位方案 ,从而对错位交叉口的信号灯进行同步式协调控制;

步骤7.1、根据T型交叉口采集的交通信息,利用韦伯斯特法选定一种信号相位配时方案 ;

步骤7.2、以交通效率及空间利用最佳为目标,利用式(13)构建信号相位配时模型;

 

(13)

式(13)中, 是错位交叉口的损失时间修正系数; 是错位交叉口的安全性修正系数; 是错位交叉口的时空资源利用率修正系数; 表示第t个时间间隔内第i个相位的冲突点个数; 表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流占用的进口道数; 表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流占用的出口道数;

表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流能利用的进口道数; 表示第t个时间间隔内第i个相位在同一方向k上的车流能利用的出口道数;

步骤7.3、对信号相位配时模型进行求解,得到最优信号相位配时方案 ;

步骤8、将 赋值给t,并返回步骤1顺序执行。

2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述信号周期动态调控方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述信号周期动态调控方法的步骤。