基于动态饱和流率的交叉口信号配时优化方法与流程

文档序号:23162870发布日期:2020-12-04 13:56阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于动态饱和流率的交叉口信号配时优化方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

a)建立交叉口动态饱和流率车辆释放模型

a)分析交通流特性

当交叉口绿灯启亮后,等候在停车线后的车辆将按照顺序依次通过交叉口,根据释放率的不同将释放过程分为5种状态:红灯状态;渠化段内排队车辆释放状态;渠化段外排队车辆饱和释放状态;渠化段外排队车辆非饱和释放状态;随机到达释放状态;

b)确定交叉口设计参数

实地测量当前交叉口渠化段车流驶离率s,交叉口渠化段长度l1,处于跟随状态的车辆平均加速度a1,非跟驰状态的平均加速度为a2、绿灯初期车辆启动损失时间l0和饱和释放车头时距h0;

c)建立交叉口动态饱和流率车辆释放模型

1)建立渠化段内排队车辆释放模型

绿灯启亮初期,渠化段内等候车辆开始向前运动,流率变化较快,从零逐渐达到饱和流量,并以饱和流量依次通过停车线,根据其释放规律,求出渠化段内排队车辆饱和释放所需要的时间;

2)建立渠化段外排队车辆饱和释放模型

当启动波传递至渠化段的最后一辆车时,该车跟随前车启动加速,仍然以饱和流量释放,渠化段外排队车辆逐渐分方向进入渠化车道,此时前方车辆速度较慢,后续进入的车辆能够迅速追赶上并形成跟随状态,交通流仍然按照饱和流量释放,根据其释放规律,求出渠化段外排队车辆饱和释放所需要的时间;

3)确定渠化段外排队车辆非饱和释放模型

当前方车辆速度较快,后车无法在到达设计时速前追上前车时,此时车辆属于非饱和释放状态,根据其释放规律求出渠化段外排队车辆非饱和释放所需要的时间;

b)建立交叉口动态饱和流率信号配时优化模型

a)建立基于动态饱和流率的信号周期计算模型

周期内总到达车辆数减去渠化段释放的车辆数,剩余车辆在一定时间内按照自由流驶离率释放完毕,既无滞留车辆,也无富余绿灯时间,计算最优周期;

b)计算基于动态饱和流率的最佳绿灯时长。

2.根据权利要求1所述的基于动态饱和流率的交叉口信号配时优化方法,其特征在于:所述的建立渠化段外排队车辆饱和释放模型具体是:

21)计算渠化段外排队车辆i即将进入渠化车道时的速度vi,0

vi,0=(2a1*6(i-1))1/2

22)计算渠化段外排队车辆i以跟随状态通过停车线时刻:

ti=δtab+i*h0

其中δtab为渠化段内排队车辆饱和释放所需要的时间;

23)计算渠化段外排队车辆饱和释放所需要的时间。


技术总结
本发明涉及一种基于动态饱和流率的交叉口信号配时优化方法。本发明首先对高负荷交叉口车流释放特征进行精细化解析,确定5个阶段的最大释放流率及持续时间;其次,提出了交叉口总损失时间的计算模型,并将其作为高负荷交叉口信号配时的优化目标;之后,基于优化指标构建了信号周期及绿灯的优化模型,使得该情况下最佳信号周期与最佳绿灯时长更加准确。本发明能够根据交叉口渠化段长度、交通量、加速度等参数,准确计算交叉口进口道不同时间段的动态饱和流率,真实展现交叉口绿灯期间车辆释放规律,并以此来计算最优周期及最优绿灯时间。本发明能够解决高负荷状态下,传统配时模型计算中采用饱和流率固定值而产生的周期时间盈余问题。

技术研发人员:孙锋;许阳;李大龙;李波;张荣基;孙猛;林飞;王晓琳;宋子文;李衬衬
受保护的技术使用者:山东理工大学
技术研发日:2020.08.13
技术公布日:2020.12.04
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