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城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法

阅读：75发布：2021-03-02

IPRDB可以提供城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法。该系统包括：入匝道上、下游检测器、主线上、下游检测器；入匝道及主线信号灯；处理控制中心。处理控制中心根据主线上、下游检测器检测的速度和时间占有率，判断主线是否堵塞，主线堵塞启动入匝道与主线的协同信号控制；处理控制中心根据匝道检测器检测的流量和主线及匝道需求量，确定控制的配时方案；周期结束后，处理控制中心根据主线上游检测器检测的速度和时间占有率，判断主线堵塞是否结束，若堵塞，则继续信号控制；否则关闭。本发明在快速路堵塞时段通过协同信号轮流放行主线和匝道车辆，将两股无序的冲突流变成有序的饱和流，提高了主线瓶颈点通行能力，大大改善了汇入安全性。，下面是城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统的控制方法，所述控制方法通过城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统实现，系统组成包括如下部分：a）在快速路汇流处设置主线停车线和入匝道停车线；

b）在主线设置上游检测器和下游检测器，下游检测器设置于主线停车线附近；上游检测器和下游检测器之间的距离根据协同信号控制系统的最大周期时间Cmax、主线和入匝道的平均需求量之比进行确定；

c）在入匝道设置入匝道上游检测器和入匝道下游检测器，其中下游检测器设置在入匝道停车线附近，入匝道上游检测器设置在入匝道所能允许的最大排队位置处；

d）在主线停车线下游设置主线信号灯及信号机，在入匝道停车线下游设置匝道信号灯及信号机；

e）处理控制中心，它包括根据主线下游检测器和入匝道下游检测器检测的流量数据所建立的历史流量数据库，处理控制中心具备如下功能：（1）根据主线下游检测器所检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线当前是否处于堵塞状态，并在主线处于堵塞状态时启动主线和入匝道的协同信号控制；

（2）根据入匝道下游检测器所检测的流量，并结合从历史流量数据库所获取的主线和入匝道需求量数据，确定信号控制的配时方案，包括周期时间和主线及入匝道的绿灯时间；

（3）根据主线上游检测器所检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线堵塞是否结束，并在主线堵塞结束时关闭信号控制；

f）将所述主线上游检测器、主线下游检测器、匝道上游检测器、匝道下游检测器、主线信号机及信号灯、入匝道信号灯及信号机分别通过光缆、电线或无线通信系统中任一种与处理控制中心相连接；

其特征在于具体步骤如下：

1）获取当前时刻主线上游检测器和主线下游检测器所检测到的平均速度和时间占有率数据，并将该数据传输给处理控制中心；

2）处理控制中心根据两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*来判断当前时刻主线是否处于堵塞状态，其中V和 OCC分别是主线上游检测器/主线下游检测器当前时刻检测的平均速度和时间占有率，V*和OCC*分别是堵塞状态下速度和时间占有率的临界值；若从步骤1）中获取的主线上游检测器和主线下游检测器的数据都能使这两个不等式同时成立，则处理控制中心判断当前时刻主线处于堵塞状态；否则判断当前时刻主线处于非堵塞状态；

3）若当前时刻主线处于堵塞状态，处理控制中心则立即启动对入匝道和主线的协同信号控制，转入步骤4）；否则不启动信号控制，返回步骤1）；

4）处理控制中心确定协同信号控制的配时方案，将配时方案传输给信号机，信号机根据配时方案指挥信号灯工作，配时方案的确定包括如下步骤：（1）根据入匝道检测器检测的流量和查询历史流量数据库所确定的当前时刻主线需求量和匝道需求量，计算主线排队车辆和入匝道排队车辆以饱和流量消散所需的时间，同时考虑最大、最小周期时间的约束，确定一个合适的周期时间；

（2）根据所确定的周期时间和当前时刻的主线需求量和匝道需求量，采取按需求量均分绿灯时间的原则，同时考虑入匝道最大排队车辆数的约束，确定主线和入匝道绿灯时间；

5）周期时间结束后，处理控制中心根据当前时刻主线上游检测器检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线堵塞是否结束，从而决定是否继续实施协同信号控制：（1）若当前时刻主线上游检测器的检测数据能够使得两个不等式V≤V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线仍处于堵塞中，继续实施协同信号控制，返回步骤4）；

（2）若当前时刻主线上游检测器的检测数据不能够使得两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线堵塞结束，关闭入匝道和主线的协同信号控制，返回步骤

1）。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的确定周期时间，具体计算步骤如下：

1）数据采集

（1）查询主线和入匝道历史流量数据库，确定当前时刻的主线需求量D1，单位为辆/s和匝道需求量D2，单位为辆/s；

（2）采取实际观测或理论模型计算或微观仿真的方法确定入匝道的通行能力Q，单位为辆/s；

（3）根据入匝道上游检测器和入匝道下游检测器所检测的流量数据，利用排队长度计算方法，确定当前时刻处在这两个检测器之间的匝道排队车辆数l，单位为辆；

2）计算周期时间

（1）根据相关设计规范和实际操作经验，确定周期时间的最大值Cmax，单位为s和最小值Cmin，单位为s，以及绿灯间隔时间或黄灯时间I，单位为s；

（2）根据入匝道排队车辆数l和通行能力 Q，按公式l∕ Q计算得到入匝道车辆消散所需绿灯时间t1，单位为s；根据入匝道车辆消散所需绿灯时间t1及主线与入匝道的需求量之比D1∕ D2，按公式t1* D1∕ D2计算得到主线绿灯时间 t2，单位为s；根据入匝道车辆消散所需绿灯时间t1、主线绿灯时间t2和绿灯间隔时间 I，按公式t1+t2+2I计算得到周期时间 C，单位为s；

（3）为使绿灯时间能够充分利用，要求周期时间不能大于C，同时考虑到最大周期时间的约束，取C为 C和 Cmax中的较小者，更新 C的值；

（4）为保证周期时间C不小于最小值，取 C为 C和 Cmin中的较大者，更新 C的值，将此时的C值作为最终确定的周期时间 C。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的确定主线及入匝道绿灯时间，具体计算步骤如下：

1）数据采集

（1）获取当前时刻的主线需求量D1，单位为辆/s和匝道需求量D2，单位为辆/s；

（2）获取入匝道的通行能力Q，单位为辆/s，同时根据入匝道的实际几何条件确定入匝道所能容纳的最大排队车辆数L，单位为辆；

2）计算主线和入匝道的绿灯时间

（1）根据计算得到的周期时间C判断下列不等式是否成立：

式中：θ入匝道排队最大容忍度系数，取值范围为[0，1]，其值越大，表示所容忍的最大匝道排队长度越长，当其取值为1时，表示容忍匝道车辆排队到最大排队位置处；

若不等式成立转入步骤（2），否则转入步骤（3）；

（2）若根据主线和入匝道需求量按比例均分绿灯时间，不会致使入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：式中：主线绿灯时间；

入匝道绿灯时间；

（3）若根据主线和入匝道需求量按比例均分绿灯时间，入匝道所分配得到的绿灯时间不足，会造成入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，因此需要给予入匝道车辆更多的绿灯时间，按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：。

说明书全文

城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于快速路交通控制领域，具体涉及一种城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法。

背景技术

[0002] 快速路系统在大城市交通中起着主骨架路网的作用，承担了城市大量的机动车出行，保障快速路系统的高效运行一直是交通管理部门重中之重的工作。

[0003] 入匝道是城市快速路连续流和地面道路间断流转换的通道。在快速路主线位于入匝道汇入点的下游，由于匝道车流的汇入，而主线车道数没有相应增加，因此成为了制约快速路通行能力的瓶颈，在高峰时段，常常会诱发快速路堵塞；同时由于匝道车辆汇入造成车辆之间的相互抢道和互不让行行为，引起大量事故。

[0004] 目前，对于快速路主线汇入瓶颈点的管理，主要是采取入口匝道控制的方法。快速路入口匝道控制是指通过对入匝道上行驶的车辆采取一系列的控制措施，如限速、信号控制等，从而调节汇入主线的车流量，以达到减少快速路主线交通拥堵、提升整体使用性能的目的，目前上海、北京等大城市陆续实施了快速路入口匝道控制。然而，随着我国大、中城市机动车保有量不断增加，快速路车流量激增，特别是在早、晚高峰时段，快速路路网已经呈现出饱和或接近饱和的状态，在这样的情况下，单一的入口匝道控制主要存在以下问题：

[0005] 1. 主线汇入瓶颈点通行能力利用不足

[0006] 在堵塞时段，主线流量很大，此时入匝道车辆的汇入会对主线车流产生严重干扰。相关实证研究表明，在主线堵塞时段，入匝道车辆的汇入会造成主线汇入瓶颈点单车道的通行能力损失约16%-25%；

[0007] 2. 入匝道车辆汇入发生事故可能性大

[0008] 在堵塞时段，主线车流车头空距较小，入匝道车辆汇入时需小心翼翼，极易造成车辆之间的相互碰撞。

[0009] 本发明针对上述存在的问题，提出一种快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法，来具体解决堵塞时段快速路主线汇入瓶颈点管理中的实际问题。

发明内容

[0010] 本发明所要解决的技术问题是克服快速路主线汇入瓶颈点在堵塞时段通行能力利用不足、汇入安全性差的问题，提供一种城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法。

[0011] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。技术方案中的城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统，由以下部分组成：

[0012] 1）在快速路汇流处设置主线停车线和入匝道停车线；

[0013] 2）在主线设置上游检测器和下游检测器，下游检测器设置于主线停车线附近；上游检测器和下游检测器之间的距离根据协同信号控制系统的最大周期时间Cmax、主线和入匝道的平均需求量之比进行确定；同时考虑匝道排队长度对主线信号控制的影响，一般取200米以内为宜；

[0014] 3）在入匝道设置入匝道上游检测器和入匝道下游检测器，其中下游检测器设置在入匝道停车线附近；入匝道上游检测器设置在入匝道所能允许的最大排队位置处；

[0015] 4）在主线停车线下游设置主线信号灯及信号机，在入匝道停车线下游设置匝道信号灯及信号机；

[0016] 5）处理控制中心，它包括根据主线下游检测器和入匝道下游检测器检测的流量数据所建立的历史流量数据库，处理控制中心具备如下功能：

[0017] （1）根据主线下游检测器所检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线当前是否处于堵塞状态，并在主线处于堵塞状态时启动主线和入匝道的协同信号控制；

[0018] （2）根据入匝道下游检测器所检测的流量，并结合从历史流量数据库所获取的主线和入匝道需求量数据，确定信号控制的配时方案，包括周期时间和主线及入匝道的绿灯时间；

[0019] （3）根据主线上游检测器所检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线堵塞是否结束，并在主线堵塞结束时关闭信号控制；

[0020] 6）将所述主线上游检测器、主线下游检测器、匝道上游检测器、匝道下游检测器、主线信号机及信号灯、入匝道信号灯及信号机分别通过光缆和/或电线和/或无线等通信系统与处理控制中心相连接。

[0021] 本发明提出一种快速路入匝道与主线协同信号控制方法，包括以下步骤：

[0022] 1）获取当前时刻主线上游检测器和主线下游检测器所检测到的平均速度和时间占有率数据，并将该数据传输给处理控制中心；

[0023] 2）处理控制中心根据两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*来判断当前时刻主线是否处于堵塞状态，其中V和 OCC分别是主线上游检测器/主线下游检测器当前时刻检测的平均速度和时间占有率，V*和OCC*分别是堵塞状态下速度和时间占有率的临界值。若从步骤1）中获取的主线上游检测器和主线下游检测器的数据都能使这两个不等式同时成立，则处理控制中心判断当前时刻主线处于堵塞状态；否则判断当前时刻主线处于非堵塞状态；

[0024] 3）若当前时刻主线处于堵塞状态，处理控制中心则立即启动对入匝道和主线的协同信号控制，转入步骤4）；否则不启动信号控制，返回步骤1）；

[0025] 4）处理控制中心确定协同信号控制的配时方案，将配时方案传输给信号机，信号机根据配时方案指挥信号灯工作，配时方案的确定包括如下步骤：

[0026] （1）根据入匝道检测器检测的流量和查询历史流量数据库所确定的当前时刻主线需求量和匝道需求量，计算主线排队车辆和入匝道排队车辆以饱和流量消散所需的时间，同时考虑最大、最小周期时间的约束，确定一个合适的周期时间；

[0027] （2）根据所确定的周期时间和当前时刻的主线需求量和匝道需求量，采取按需求量均分绿灯时间的原则，同时考虑入匝道最大排队车辆数的约束，确定主线和入匝道绿灯时间；

[0028] 5）周期时间结束后，处理控制中心根据当前时刻主线上游检测器检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线堵塞是否结束，从而决定是否继续实施协同信号控制：

[0029] （1）若当前时刻主线上游检测器的检测数据能够使得两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线仍处于堵塞中，继续实施协同信号控制，返回步骤4）；

[0030] （2）若当前时刻主线上游检测器的检测数据不能够使得两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线堵塞结束，关闭入匝道和主线的协同信号控制，返回步骤1）。

[0031] 本发明中，所述的确定周期时间，具体计算步骤如下：

[0032] 1）数据采集

[0033] （1）查询主线和入匝道历史流量数据库，确定当前时刻的主线需求量D1（辆/s）和匝道需求量D2（辆/s）；

[0034] （2）采取实际观测或理论模型计算或微观仿真的方法确定入匝道的通行能力Q（辆/s）；

[0035] （3）根据入匝道上游检测器和入匝道下游检测器所检测的流量数据，利用排队长度计算方法，例如利用流量累计变形曲线法，确定当前时刻处在这两个检测器之间的匝道排队车辆数l（辆）；

[0036] 2）计算周期时间

[0037] （1）根据相关设计规范和实际操作经验，确定周期时间的最大值Cmax（s）和最小值Cmin（s），以及绿灯间隔时间（或黄灯时间）I（s）；

[0038] （2）根据入匝道排队车辆数l和通行能力 Q，按公式（l∕ Q）计算得到入匝道车辆消散所需绿灯时间t1（s）；根据t1及主线与入匝道的需求量之比 D1∕ D2，按公式（t1* D1∕ D2）可计算得到主线绿灯时间t2（s）；根据t1、t2和 I，按公式（t1+t2+2I）计算得到周期时间C（s）；

[0039] （3）为了使绿灯时间能够充分利用，此时要求周期时间不能大于C，同时考虑到最大周期时间的约束，取C为 C和 Cmax中的较小者，更新 C的值；

[0040] （4）为了保证周期时间不小于最小值，取C为 C和 Cmin中的较大者，更新 C的值，将此时的C值作为最终确定的周期时间 C。

[0041] 本发明中，所述的确定主线及入匝道绿灯时间，具体计算步骤如下：

[0042] 1）数据采集

[0043] （1）获取当前时刻的主线需求量D1（辆/s）和匝道需求量D2（辆/s）；

[0044] （2）获取入匝道的通行能力Q（辆/s），同时根据入匝道的实际几何条件确定入匝道所能容纳的最大排队车辆数L（辆）；

[0045] 2）计算主线和入匝道的绿灯时间

[0046] （1）根据计算得到的周期时间C判断下列不等式是否成立：

[0047]

[0048] 式中：θ入匝道排队最大容忍度系数，取值范围为[0，1]，其值越大，表明所容忍的最大匝道排队长度越长，当其取值为1时，表示容忍匝道车辆排队到最大排队位置处；

[0049] 若不等式成立转入步骤（2），否则转入步骤（3）；

[0050] （2）在此种情况下，若根据主线和入匝道需求量按比例均分绿灯时间，不会致使入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，此时按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：

[0051]

[0052]

[0053] 式中：主线绿灯时间；

[0054] 入匝道绿灯时间；

[0055] （3）在此种情况下，若根据主线和入匝道需求量按比例均分绿灯时间，入匝道所分配得到的绿灯时间不足，会造成入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，因此需要给予入匝道车辆更多的绿灯时间，此时按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：

[0056]

[0057]

[0058] 作为对上述技术方案的完善和补充，本发明进一步采取如下技术措施：当运行入匝道与主线的协同信号控制时，在主线和入匝道上通过提示标志，提醒驾驶员前方有信号灯工作。

[0059] 本发明的有益效果是：

[0060] 1. 本发明所述的快速路入匝道与主线协同信号控制方法，在快速路堵塞时段通过入匝道和主线的协同信号轮流放行主线和入匝道的车辆，将两股无序的冲突流变成有序的饱和流，提高了主线瓶颈点的通行能力，消除了冲突，大大改善了汇入安全性；

[0061] 2. 本发明所述的确定周期时间，从两个方面进行了考虑：一方面由于相位切换的需要，过小的周期会使得单位小时内因相位切换造成损失时间增加；另一方面，过大的周期可能会使得绿灯时间不能得到充分利用。为了克服这一矛盾，本发明通过实时检测的和历史的主线及入匝道流量数据，选取了使主线车辆和入匝道车辆在绿灯时间内都能以饱和流量通过的周期时间的最大值作为确定值，这既提高了绿灯利用率，同时也尽可能减少了通行损失时间，起到了提高通行能力的作用；

[0062] 3. 本发明所述的确定主线及入匝道绿灯时间，考虑到了实际通行条件下入匝道所能容忍的最大排队车辆数，在分配入匝道绿灯时间时控制匝道排队长度让其不超过允许值，消除了因入匝道车辆排队过长而对上游地面交通造成影响的隐患；

[0063] 4. 本发明根据实时的检测器数据来检测堵塞、实施信号控制、确定信号配时方案和停止信号控制，能够很好的适应交通流的动态变化，具有较强的实用性。

附图说明

[0064] 下面结合附图对本发明作进一步说明：

[0065] 图1为本发明所述的城市快速路入匝道与主线信号协同控制系统的安装位置示意图；

[0066] 图2为本发明所述的城市快速路入匝道与主线信号协同控制方法的基本工作流程图；

[0067] 图3为本发明所述的确定周期时间的计算流程图；

[0068] 图4为本发明所述的确定主线及入匝道绿灯时间的计算流程图。

[0069] 图中标号：1为主线车辆停车线，2为入匝道车辆停车线，3为主线信号灯及信号机，4为入匝道信号灯及信号机，5为主线上游检测器，6为主线下游检测器，7为匝道上游检测器，8为匝道下游检测器，9为主线提示标志，10为入匝道提示标志。

具体实施方式

[0070] 下面结合附图对本发明做详细的描述。

[0071] 实施例1：附图1给出了一个实际的城市快速路入匝道与主线示意图，基本几何条件为：主线为单向2车道，车道宽为3.5米；入口匝道为单向2车道，车道宽为3.5米；合流后的主线车道数与车道宽度保持不变。

[0072] 本发明首先需要在入匝道和主线上安装相关的硬件设施，见附图1所示，这些设施包括：设置于汇流鼻端附近的主线停车线1和入匝道停车线2，设置于停车线下游的主线信号灯及信号机3和入匝道信号灯及信号机4，设置于主线停车线上游的主线上游检测器5和主线停车线前的主线下游检测器6，其中主线上、下有检测器之间的距离为200米，设置于入匝道停车线上游的入匝道上游检测器7和入匝道停车线前的入匝道下游检测器8，其中入匝道上游检测器7设置在入匝道所能允许的最大排队位置处；设置于停车线上游的主线提示标志9和入匝道提示标志10。

[0073] 本系统的处理控制中心包括一个根据主线检测器6和入匝道检测器8检测的流量数据所建立的历史流量数据库，查询历史流量数据库即可得到一天中各个时刻主线和入匝道的需求量。为了实现主线堵塞的识别、控制信号灯的工作与停止等功能，需用光缆和/或电线和/或无线等通信系统将所述主线上游检测器5、主线下游检测器6、匝道上游检测器7、匝道下游检测器8、主线信号机及信号灯3、入匝道信号灯及信号机4分别与处理控制中心相连接。

[0074] 本发明的基本控制思路为：在主线和入匝道同时安装信号灯，在主线发生堵塞时启亮信号灯，通过协同信号轮流放行主线和入匝道车辆，让其有序通过瓶颈点；通过检测器检测的流量数据，精确确定主线和入匝道需求量，以此计算周期时间和绿灯时间，给予主线方向和入匝道方向足够但又不过量的绿灯时间；在主线拥堵结束时，停止信号控制。下面结合附图2、3和4对本发明的具体实施方法进行说明：

[0075] 快速路入匝道与主线协同信号控制方法的工作流程参阅图2。入匝道与主线协同信号控制方法根据实际的主线交通运行状况，在堵塞时段启动信号控制，并根据实际需求量选择合适的周期时间和绿灯时间，其工作流程为：

[0076] 1）获取当前时刻主线上游检测器5和主线下游检测器6所检测到的平均速度和时间占有率数据，并将该数据传输给处理控制中心；

[0077] 2）处理控制中心根据两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*来判断当前时刻主线是否处于堵塞状态，其中V和 OCC分别是主线上游检测器5/主线下游检测器6当前时刻检测的平均速度和时间占有率，V*和OCC*分别是堵塞状态下速度和时间占有率的临界值。V*和OCC*的值可以通过实地观测或仿真进行标定，本例中分别取为25km/h和0.5。本发明采用两个主线检测器的数据来对主线的交通状态进行判定，是为了保重判断结果的准确性。若从步骤1）中获取的主线上游检测器5和主线下游检测器6的数据都能使这两个不等式同时成立，则处理控制中心判断当前时刻主线处于堵塞状态；否则判断当前时刻主线处于非堵塞状态；

[0078] 3）根据2）中的判断结果，若当前时刻主线处于堵塞状态，处理控制中心则立即启动对入匝道和主线的协同信号控制，转入步骤4）；否则不启动信号控制，返回步骤1）；

[0079] 4）处理控制中心确定协同信号控制的配时方案，将配时方案传输给主线信号灯及信号机3、入匝道信号灯及信号机4，主线信号灯及信号机3、入匝道信号灯及信号机4根据配时方案指挥相应的信号灯工作，配时方案的确定包括确定周期时间和确定主线及入匝道的绿灯时间：

[0080] （1）周期时间的确定

[0081] 参阅图3，图中所示周期时间的计算过程：

[0082] ①数据输入：查询历史流量数据库确定当前时刻主线需求量D1（辆/s）和匝道需求量D2（辆/s）；采取实际观测或理论模型计算或微观仿真的方法确定入匝道的通行能力Q（辆/s）；根据入匝道上游检测器7和入匝道下游检测器8所检测到的实时流量数据，采用流量累计变形曲线法，确定当前时刻处在这两个检测器之间的匝道排队车辆数l（辆）；周期时间的最大值Cmax（s）和最小值Cmin（s），分别取为90和60；绿灯间隔时间I（s），取为3；

[0083] ②将周期时间C初始化为 Cmax；

[0084] ③比较C与两者的大小，其中为使入匝道车辆在绿灯时间内能以饱和流量通过所确定的周期时间，将C的值更新为两者中的较小值，保证匝道绿灯时间能充分利用；

[0085] ④考虑到信号控制的周期时间不能太短，还需考虑最小周期时间Cmin的约束，若上述步骤确定的C小于 Cmin，则将C更新为 Cmin，否则C不变；

[0086] ⑤数据输出：经上述步骤确定的C值，是使主线和入匝道绿灯时间都能充分利用的周期时间的最大值，将C值作为周期时间输出。

[0087] （2）主线及入匝道绿灯时间的确定

[0088] ①数据输入：当前时刻主线需求量D1（辆/s）和匝道需求量D2（辆/s）；入匝道的通行能力Q（辆/s）；根据入匝道的实际长度和车道数确定的入匝道所能容纳的最大车辆数L（辆）；入匝道排队最大容忍度系数θ，取为0.9；周期时间C；绿灯间隔时间 I；

[0089] ②判断不等式是否成立，其中不等式左边为入匝道在周期时间内的最大排队车辆数，若不等式成立则转入步骤3）；否则转入步骤4）；

[0090] ③在此种情况下，根据主线和入匝道需求量按比例分配绿灯时间，不会致使入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，因此按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：

[0091]

[0092]

[0093] ④在此种情况下，根据主线和入匝道需求量按比例分配绿灯时间，入匝道所分配得到的绿灯时间不足，会造成入匝道上的排队车辆数在周期时间内超过所设定的最大容忍值，因此需要给予入匝道车辆更多的绿灯时间，则按照以下公式计算主线和匝道上的绿灯时间：

[0094]

[0095]

[0096] ⑤数据输出：将g主和g匝的值分别作为主线绿灯时间和入匝道绿灯时间进行输出。

[0097] 5）当协同信号控制的周期时间结束后，处理控制中心再根据当前时刻主线上游检测器5检测的平均速度和时间占有率数据，判断主线堵塞是否结束，从而决定是否继续实施协同信号控制：

[0098] （1）若当前时刻主线上游检测器5的检测数据能够使得两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线仍处于堵塞中，继续实施协同信号控制，返回步骤4），确定下一个控制的配时方案；

[0099] （2）若当前时刻主线上游检测器5的检测数据不能够使得两个不等式V≤ V*和OCC≥ OCC*同时成立，则判定主线堵塞结束，关闭入匝道和主线的协同信号控制，返回步骤1），继续对堵塞状态进行识别。

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一种匝道灯-专利编号CN108006514A	2020-05-12	821
公交车单向匝机-专利编号CN104827946A	2020-05-13	217
多匝旋转编码器-专利编号CN102023026B	2020-05-13	104
LED匝道灯-专利编号CN103574384A	2020-05-11	456
多匝电感-专利编号CN102763179A	2020-05-11	560
多匝电感-专利编号CN102763179B	2020-05-11	397
多匝旋转编码器-专利编号CN104677386B	2020-05-13	137
椅式马匝-专利编号CN103653913A	2020-05-11	598
匝板-专利编号CN204455492U	2020-05-12	78
匝板-专利编号CN204058866U	2020-05-12	513

城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法

城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法

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