一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交通控制方法，特別涉及一種信號交叉口清空信號控制方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)中交叉口清空時間與實(shí)際殘留車輛數(shù)量不相符，造成擁堵和浪費(fèi)的缺陷。本發(fā)明采用綠閃信號作為交叉口停車線安全停車時間信號，黃燈信號作為專用清空信號，采用交叉口內(nèi)殘留車輛數(shù)量統(tǒng)計(jì)裝置、自適應(yīng)配時程序控制黃燈信號自適應(yīng)時長，并設(shè)置與報警聯(lián)動的清空時長上限，明確分離安全停車和清空相位，并根據(jù)交叉口內(nèi)殘留車輛配置清空信號，通過自適應(yīng)地計(jì)算清空時間，優(yōu)化信號交叉口清空時間設(shè)置，確保交叉口車輛完全清空后則立即放行交叉方向車流，同時避免當(dāng)交叉口內(nèi)仍有車輛未清空時交叉方向車輛流進(jìn)入，有效防止擁堵，提高交叉口通行能力。
【專利說明】一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交通信號控制方法，尤其涉及一種信號交叉口控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]信號交叉口，全稱信號燈管制交叉口，是指通過交通信號燈管制使右行制時左轉(zhuǎn)機(jī)動車和直行機(jī)動車，機(jī)動車和行人在通行時間上錯開，一般用于交通繁忙的城市支路和干道的相交處或干道和干道的相交處。信號交叉口將進(jìn)口的車道按左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)三向分開，增加車道數(shù)，能大幅度地提高機(jī)動車通行能力。
[0003]信號交叉口清空時間是指交叉口各進(jìn)口方向都禁止機(jī)動車進(jìn)入交叉口的時間，這段時間供交叉口內(nèi)機(jī)動車駛出。
[0004]目前國內(nèi)外信號交叉口清空時間主要有兩種方法:1)全紅信號。全紅信號明確禁止各進(jìn)口方向進(jìn)入交叉口，為專門的清空信號。全紅信號之前仍必須預(yù)留安全停車時間。2)黃燈信號。黃燈信號允許無法安全停車機(jī)動車進(jìn)入交叉口，首先預(yù)留了安全停車時間，其余時間用以清空交叉口內(nèi)機(jī)動車。
[0005]現(xiàn)行的這兩種方法均采用固定信號配時。即使是目前最先進(jìn)的交通信號控制方法，如英國道路交通研究所的TRANSYT系統(tǒng)(Traffic Network Study Tool，交通網(wǎng)絡(luò)研究工具)、德國PTV公司開發(fā)的VISSM (微觀交通仿真系統(tǒng))等，也是采取微觀、基于時間間隔和駕駛行為的仿真建模，以建模和分析各種交通條件下(車道設(shè)置、交通構(gòu)成、交通信號、公交站點(diǎn)等)，城市交通和公共交通的運(yùn)行狀況，從而得到行程時間、排隊(duì)長度等清空時間數(shù)據(jù)。采取類似方法，都無法根據(jù)交叉口內(nèi)實(shí)際殘留機(jī)動車調(diào)節(jié)清空時間。
[0006]在車流量變動較大的信號交叉口，時常出現(xiàn)過短的清空時間不能完全清空交叉口內(nèi)機(jī)動車,造成下個相位交叉口交通流沖突,導(dǎo)致交通擁堵；過長的清空時間浪費(fèi)交叉口有限的通行能力，且易造成駕駛?cè)说囊苫蟆⒔乖?，甚至闖紅燈、闖黃燈而造成交通違法違規(guī)，甚至引發(fā)事故。通俗地講，即:有時黃燈時間過短，越過停車線的機(jī)動車未能全部通過，堵在交叉口造成擁堵；有時黃燈、紅燈時間過長，交叉口內(nèi)并無機(jī)動車，而停車線外機(jī)動車長時間等待黃燈、紅燈，造成了人們的時間和交叉口有限通行能力的浪費(fèi)。
[0007]根據(jù)我國《道路交通安全法》(2011年修訂)和《機(jī)動車駕駛證申領(lǐng)和使用規(guī)定》(2012年修訂)，采用綠閃信號作為交叉口停車線安全停車時間信號，當(dāng)交通信號燈為綠燈閃爍時，提示機(jī)動車在交叉口停車線外安全停車。采用黃燈信號作為專用清空信號，黃燈亮?xí)r，駛過停車線的機(jī)動車在交叉口內(nèi)進(jìn)行清空，其余機(jī)動車禁止駛?cè)虢徊婵?。采取自適應(yīng)控制方式，根據(jù)交叉口內(nèi)殘留機(jī)動車數(shù)，控制黃燈信號時長及相鄰進(jìn)口道方向紅燈信號時長。如，交叉口內(nèi)殘留機(jī)動車多，則延長時長；無殘留機(jī)動車，則終止時長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了優(yōu)化信號交叉口清空時間的設(shè)置，本發(fā)明提供一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，具體步驟如下:[0009]S1、依次設(shè)置綠燈信號，綠閃信號，黃燈信號和紅燈信號為一個信號相位，其中，綠燈信號表示機(jī)動車準(zhǔn)許通行，綠閃信號表示機(jī)動車需在信號交叉口停車線外安全停車，黃燈信號表示對駛過停車線進(jìn)入信號交叉口內(nèi)的機(jī)動車進(jìn)行清空，其余機(jī)動車禁止進(jìn)入信號交叉口，紅燈信號表示機(jī)動車禁止通行；
[0010]S2、設(shè)置綠燈信號時長為G秒，綠閃信號時長為H秒，黃燈信號時長為Y+X秒，紅燈信號為1?秒，其中，6>0，1?>0，！1>0，￥>0，且6、￥和1?根據(jù)信號相位的通行能力和飽和度設(shè)置，H根據(jù)機(jī)動車停車反應(yīng)時間設(shè)置，為經(jīng)驗(yàn)值，G、H、Y和R為固定值，X > 0，X為一個自適應(yīng)確定的值；
[0011]S3、令在一個信號相位中，綠燈信號熄滅則綠閃信號亮，綠閃信號熄滅則黃燈信號亮，黃燈信號熄滅則紅燈信號亮，紅燈信號熄滅則綠燈信號亮。
[0012]進(jìn)一步地，S2所述X的自適應(yīng)確定方法步驟如下:
[0013]S21、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和實(shí)際信號交叉口通行能力預(yù)設(shè)Y的最大值Ymax ；
[0014]S22、在信號交叉口各進(jìn)出口道安裝統(tǒng)計(jì)裝置對進(jìn)出信號交叉口機(jī)動車數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；
[0015]S23、在當(dāng)前信號相位Ph。的綠閃信號熄滅，黃燈信號亮?xí)r對統(tǒng)計(jì)裝置進(jìn)行上一個信號相位計(jì)數(shù)清零，同時開始進(jìn)行當(dāng)前信號相位Ph1的機(jī)動車進(jìn)出數(shù)目統(tǒng)計(jì)，其中，ο為不為零的自然數(shù)；
[0016]S24、Y秒后，進(jìn)行有無不受信號控制的專用右轉(zhuǎn)車道判斷，
[0017]若判斷為是，則還需要進(jìn)行W的大小判定，若W = 0，則Y=Ymax, X=0，若W古0，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > 0，則啟動報警，請求出警，若E < 0，則令X=l，
[0018]若判斷為否，則還需進(jìn)行U的大小判定，若U=0，則Y=Ymax, X=0，若U Φ 0，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > 0，則啟動報警，請求出警，若E < 0，則令X=l，
[0019]其中，A- (B-C) =ff, Y-Ymax = E，U=A-B，A=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)進(jìn)口道駛?cè)氲臋C(jī)動車數(shù)，B=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)出口道駛出的機(jī)動車數(shù)，C=當(dāng)前相位Ph。駛過專用右轉(zhuǎn)車道的機(jī)動車數(shù)。
[0020]進(jìn)一步地，S2所述H=3。
[0021]進(jìn)一步地，S21所述 Ymax=3。
[0022]進(jìn)一步地，S22所述統(tǒng)計(jì)裝置為鋪設(shè)于信號交叉口的地感線圈，所述地感線圈與帶計(jì)數(shù)功能的控制線路相連，所述控制線路與信號交叉口信號燈的信號配時模塊相連。
[0023]進(jìn)一步地，所述地感線圈鋪設(shè)于信號交叉口各車道進(jìn)出口處，位于信號交叉口內(nèi)，緊挨安全線。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過明確信號交叉口信號信息及其功能，避免駕駛?cè)藛T混淆，提高信號交叉口的安全性和通行能力；通過自適應(yīng)地配置清空時間，避免清空不完全導(dǎo)致交通擁堵或清空時間過長浪費(fèi)交叉口通行能力；實(shí)現(xiàn)信號交叉口內(nèi)車輛非正常情況無法清空時自動報警，提高出警效率，減少社會經(jīng)濟(jì)損失。將地感線圈與信號燈結(jié)合在一起，對信號交叉口的車輛進(jìn)出信息進(jìn)行實(shí)時統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化信號時長，增強(qiáng)信號交叉口車輛疏導(dǎo)能力。采用本發(fā)明，既能有效保證交叉口停車安全，又能避免交叉口內(nèi)車輛清空不完全而造成交通擁堵，從而最大限度地提升交叉口通行能力。【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為兩相位信號周期自適應(yīng)清空控制示意圖。
[0026]圖2為四相位信號周期自適應(yīng)清空控制示意圖。
[0027]圖3為信號交叉口地感線圈鋪設(shè)方案示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明自適應(yīng)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]S1、依次設(shè)置綠燈信號，綠閃信號，黃燈信號和紅燈信號為一個信號相位，其中，綠燈信號表示機(jī)動車準(zhǔn)許通行，綠閃信號表示機(jī)動車需在信號交叉口停車線外安全停車，黃燈信號表示對駛過停車線進(jìn)入信號交叉口內(nèi)的機(jī)動車進(jìn)行清空，其余機(jī)動車禁止進(jìn)入信號交叉口，紅燈信號表示機(jī)動車禁止通行；
[0030]S2、設(shè)置綠燈信號時長為G秒，綠閃信號時長為H秒，黃燈信號時長為Y+X秒，紅燈信號為1?秒，其中，6>0，1?>0，！1>0，￥>0，且6、￥和1?根據(jù)信號相位的通行能力和飽和度設(shè)置，H根據(jù)機(jī)動車停車反應(yīng)時間設(shè)置，為經(jīng)驗(yàn)值，G、H、Y和R為固定值，X > 0，X為一個自適應(yīng)確定的值，H=3 ；
[0031]其中，S2所述X的自適應(yīng)確定方法步驟如下:[0032]S21、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和實(shí)際信號交叉口通行能力預(yù)設(shè)Y的最大值Ymax=3 ；
[0033]S22、在信號交叉口各進(jìn)出口道安裝統(tǒng)計(jì)裝置對進(jìn)出信號交叉口機(jī)動車數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所述統(tǒng)計(jì)裝置為鋪設(shè)于信號交叉口各車道進(jìn)出口處，位于信號交叉口內(nèi)，緊挨安全線的地感線圈，所述地感線圈與帶計(jì)數(shù)功能的控制線路相連，所述控制線路與信號交叉口信號燈的信號配時模塊相連；
[0034]S23、在當(dāng)前信號相位Ph。的綠閃信號熄滅，黃燈信號亮?xí)r對統(tǒng)計(jì)裝置進(jìn)行上一個信號相位計(jì)數(shù)清零，同時開始進(jìn)行當(dāng)前信號相位Ph1的機(jī)動車進(jìn)出數(shù)目統(tǒng)計(jì)，其中，ο為不為零的自然數(shù)；
[0035]S24、Y秒后，進(jìn)行有無不受信號控制的專用右轉(zhuǎn)車道判斷，
[0036]若判斷為是，則還需要進(jìn)行W的大小判定，若W = 0，則Y=Ymax, X=0，若W古0，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > 0，則啟動報警，請求出警，若E < 0，則令X=l，
[0037]若判斷為否，則還需進(jìn)行U的大小判定，若U=O,則Y=Ymax, X=0，若U古0，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > 0，則啟動報警，請求出警，若E < 0，則令X=l，
[0038]其中，A- (B-C) =ff, Y-Ymax = E，U=A-B，A=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)進(jìn)口道駛?cè)氲臋C(jī)動車數(shù)，B=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)出口道駛出的機(jī)動車數(shù)，C=當(dāng)前相位Ph。駛過專用右轉(zhuǎn)車道的機(jī)動車數(shù)；
[0039]S3、令在一個信號相位中，綠燈信號熄滅則綠閃信號亮，綠閃信號熄滅則黃燈信號亮，黃燈信號熄滅則紅燈信號亮，紅燈信號熄滅則綠燈信號亮。
[0040]實(shí)施例1、
[0041]如圖1、圖4所示，首先，根據(jù)信號交叉口情況，預(yù)設(shè)信號交叉口信號為南北方向信號和東西方向信號兩個相位。
[0042]在h時刻，南北方向信號為綠燈信號，東西方向信號為紅燈信號，此時，南北方向通行，東西方向禁行。[0043]G秒后，即tjG時刻，南北方向信號為綠閃信號，東西方向?yàn)榧t燈信號，此時，南北方向尚未進(jìn)入安全線內(nèi)的機(jī)動車需在信號交叉口停車線外安全停車，東西方向禁行。
[0044]Y秒后，即tjG+Y時刻，南北方向信號為黃燈信號，東西方向?yàn)榧t燈信號，此時，南北方向禁行，東西方向禁行，駛過停車線進(jìn)入信號交叉口內(nèi)的機(jī)動車進(jìn)行清空，其中，黃燈信號亮?xí)r對統(tǒng)計(jì)裝置進(jìn)行上一個信號相位計(jì)數(shù)清零，同時開始進(jìn)行當(dāng)前信號相位的機(jī)動車進(jìn)出數(shù)目統(tǒng)計(jì)。
[0045]根據(jù)判斷得出自適應(yīng)值X的值，即X秒后，t0+G+Y+X時刻，南北方向信號為紅燈信號，東西方向?yàn)榫G燈信號，此時，南北方向禁行，東西方向通行。
[0046]實(shí)施例2、
[0047]如圖2、圖4所示，首先根據(jù)信號交叉口情況，預(yù)設(shè)信號交叉口信號為南北直右方向信號、南北左轉(zhuǎn)方向信號，東西直右方向信號和東西左轉(zhuǎn)方向信號四個相位。
[0048]在t(l時刻，南北直右為綠燈信號，南北左轉(zhuǎn)為紅燈信號，東西直右為紅燈信號，東西左轉(zhuǎn)為紅燈信號，此時，南北直右方向通行，南北左轉(zhuǎn)方向禁行，東西直右方向禁行，東西左轉(zhuǎn)方向禁行。
[0049]G秒后，即tQ+G時刻，南北直右為綠閃信號，南北左轉(zhuǎn)為紅燈信號，東西直右為紅燈信號，東西左轉(zhuǎn)為紅燈信號，此時，南北直右方向尚未進(jìn)入安全線內(nèi)的機(jī)動車需在信號交叉口停車線外安全停車，南北左轉(zhuǎn)方向禁行，東西直右方向禁行，東西左轉(zhuǎn)方向禁行。
[0050]Y秒后，即VG+Y時刻，南北直右為黃燈信號，南北左轉(zhuǎn)為紅燈信號，東西直右為紅燈信號，東西左轉(zhuǎn)為紅燈信號，此時，南北直右方向禁行，南北左轉(zhuǎn)方向禁行，東西直右方向禁行，東西左轉(zhuǎn)方向禁行，駛過停車線進(jìn)入信號交叉口內(nèi)的機(jī)動車進(jìn)行清空，其中，黃燈信號亮?xí)r對統(tǒng)計(jì)裝置進(jìn)行上一個信號相位計(jì)數(shù)清零，同時開始進(jìn)行當(dāng)前信號相位的機(jī)動車進(jìn)出數(shù)目統(tǒng)計(jì)。
[0051]根據(jù)判斷得出自適應(yīng)值X的值，即X秒后，tfG+Y+X時刻，南北直右為紅燈信號，南北左轉(zhuǎn)為綠燈信號，東西直右為紅燈信號，東西左轉(zhuǎn)為紅燈信號，此時，南北直右禁行，南北左轉(zhuǎn)通行，東西直右禁行，東西左轉(zhuǎn)禁行。
【權(quán)利要求】
1.一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:包括以下步驟: 51、依次設(shè)置綠燈信號，綠閃信號，黃燈信號和紅燈信號為一個信號相位，其中，綠燈信號表示機(jī)動車準(zhǔn)許通行，綠閃信號表示機(jī)動車需在信號交叉口停車線外安全停車，黃燈信號表示對駛過停車線進(jìn)入信號交叉口內(nèi)的機(jī)動車進(jìn)行清空，其余機(jī)動車禁止進(jìn)入信號交叉口，紅燈信號表示機(jī)動車禁止通行； 52、設(shè)置綠燈信號時長為G秒，綠閃信號時長為H秒，黃燈信號時長為Y+X秒，紅燈信號為尺秒，其中，6>0，1?>0，！1>0，￥>0，且6、￥和1?根據(jù)信號相位的通行能力和飽和度設(shè)置，H根據(jù)機(jī)動車停車反應(yīng)時間設(shè)置，為經(jīng)驗(yàn)值，G、H、Y和R為固定值，X ≥ O, X為一個自適應(yīng)確定的值； 53、令在一個信號相位中，綠燈信號熄滅則綠閃信號亮，綠閃信號熄滅則黃燈信號亮，黃燈信號熄滅則紅燈信號亮，紅燈信號熄滅則綠燈信號亮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:S2所述X的自適應(yīng)確定方法步驟如下: 521、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和實(shí)際信號交叉口通行能力預(yù)設(shè)Y的最大值Ymax； 522、在信號交叉口各進(jìn)出口道安裝統(tǒng)計(jì)裝置對進(jìn)出信號交叉口機(jī)動車數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)； 523、在當(dāng)前信號相位Ph。的綠閃信號熄滅，黃燈信號亮?xí)r對統(tǒng)計(jì)裝置進(jìn)行上一個信號相位計(jì)數(shù)清零，同時開始進(jìn) 行當(dāng)前信號相位Ph1的機(jī)動車進(jìn)出數(shù)目統(tǒng)計(jì)，其中，ο為不為零的自然數(shù)； 524、Y秒后，進(jìn)行有無不受信號控制的專用右轉(zhuǎn)車道判斷， 若判斷為是，則還需要進(jìn)行W的大小判定，若W = O，則Y=Ymax, X=0，若W古O，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > O，則啟動報警，請求出警，若E ≤ O，則令X=l， 若判斷為否，則還需進(jìn)行U的大小判定，若U=O,則Y=Ymax, X=O,若U古0，則還需要對E的大小進(jìn)行判定，若E > 0，則啟動報警，請求出警，若E ≤0，則令X=l， 其中，A- (B-C) =ff, Y-Ymax = E，U=A-B, A=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)進(jìn)口道駛?cè)氲臋C(jī)動車數(shù)，B=當(dāng)前相位Ph。信號對應(yīng)出口道駛出的機(jī)動車數(shù)，C=當(dāng)前相位Ph。駛過專用右轉(zhuǎn)車道的機(jī)動車數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:S2所述H=3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:S21所述Y_=3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:S22所述統(tǒng)計(jì)裝置為鋪設(shè)于信號交叉口的地感線圈，所述地感線圈與帶計(jì)數(shù)功能的控制線路相連，所述控制線路與信號交叉口信號燈的信號配時模塊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種信號交叉口自適應(yīng)清空信號控制方法，其特征在于:所述地感線圈鋪設(shè)于信號交叉口各車道進(jìn)出口處，位于信號交叉口內(nèi)，緊挨安全線。
【文檔編號】G08G1/07GK103700267SQ201310753617
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】范文博, 江欣國, 馬劍, 許珂源 申請人:西南交通大學(xué)