專(zhuān)利名稱(chēng)：城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于城市交通管理控制系統(tǒng)中信號(hào)配時(shí)的方法，具體的說(shuō)是涉及一種城市交通控制系統(tǒng)中信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。
背景技術(shù)：
由于一天中交通流存在差異，因此在干線控制中多采用多時(shí)段固定式或?qū)崟r(shí)線控方式。也就是說(shuō)，由交通工程師根據(jù)實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)各時(shí)段采用不同的配時(shí)方案。其關(guān)鍵技術(shù)是如何確定各配時(shí)參數(shù)，即相位相序、周期時(shí)長(zhǎng)、各相位綠信比和各交叉口相位差，從而實(shí)現(xiàn)交通流的最優(yōu)控制。當(dāng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)的周期和相位差發(fā)生變化時(shí)，就需要方案的平滑過(guò)渡，方案的平滑過(guò)渡即是指系統(tǒng)從一個(gè)控制方案到另一個(gè)控制方案的轉(zhuǎn)換過(guò)程，在其轉(zhuǎn)化的過(guò)程中并不考慮實(shí)際的交通需求情況。當(dāng)平滑過(guò)渡方案執(zhí)行完后，被協(xié)調(diào)的交叉口群就可以執(zhí)行新優(yōu)化的協(xié)調(diào)控制方案。在干線信號(hào)協(xié)調(diào)控制中，為了防止信號(hào)配時(shí)方案的突然、快速地變化，兩個(gè)協(xié)調(diào)方案的過(guò)渡時(shí)間不易過(guò)短。因?yàn)槎痰倪^(guò)渡時(shí)間擾亂了交通流的穩(wěn)定性，從而降低系統(tǒng)控制效果；另一方面，由于過(guò)長(zhǎng)地運(yùn)行非最佳控制效果的方案，也使得整個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)的控制效果降低。因此合適的過(guò)渡信號(hào)配時(shí)方案對(duì)干線協(xié)調(diào)控制效果起著重要作用。
傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制平滑過(guò)渡方法很少考慮到協(xié)調(diào)控制方式對(duì)平滑過(guò)渡方法的要求，從而造成在一個(gè)控制系統(tǒng)中，平滑過(guò)渡方法單一，不適用于實(shí)際的交通狀況和控制方式的變化，進(jìn)而造成實(shí)際的交通控制效果不理想，甚至發(fā)生交通擁堵現(xiàn)象。傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制平滑過(guò)渡方法，并未考慮方案過(guò)渡期間的交通需求，往往會(huì)出現(xiàn)過(guò)渡周期時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的現(xiàn)象，從而造成綠燈時(shí)間的利用率較低或局部時(shí)間出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象，這就嚴(yán)重影響了交叉口運(yùn)行效率。在控制系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)控制配時(shí)方案的平滑過(guò)渡時(shí)間過(guò)短，易造成在此期間生發(fā)生交通事故，嚴(yán)重影響控制系統(tǒng)運(yùn)行效果。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)相位方案的轉(zhuǎn)換時(shí)間需要5min-10min，這對(duì)自適應(yīng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)方案的執(zhí)行時(shí)間一般在5min-15min，顯然，這種平滑過(guò)渡時(shí)間不滿(mǎn)足實(shí)時(shí)信號(hào)控制的需求。隨著城市交通擁擠的加劇，信號(hào)配時(shí)方案的頻繁過(guò)渡以及交通信號(hào)優(yōu)先技術(shù)的推廣應(yīng)用，深入研究配時(shí)方案的過(guò)渡算法，對(duì)于促進(jìn)交通流的有序運(yùn)行，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的信號(hào)配時(shí)方案的突然變化而擾亂交通流穩(wěn)定性的不足，采用計(jì)算機(jī)程序，提供一種城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是安裝檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、服務(wù)器、信號(hào)燈，并用光纜、無(wú)線和電線依次將他們連接起來(lái)，還包括采用下列步驟1)信號(hào)機(jī)判別干線協(xié)調(diào)控制方式。
2)信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案。
3)信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化。
技術(shù)方案中所述的干線協(xié)調(diào)控制方式包括有1)無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式，2)有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式，3)主從式干線協(xié)調(diào)控制方式，4)系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式；所述的信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案是判別相鄰兩個(gè)時(shí)段的方案是否屬于系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；或者是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制、有纜干線協(xié)調(diào)控制、無(wú)纜干線協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式間的控制方案中的一個(gè)；所述的信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化還包括下列步驟1)判別是否符合第一種平滑過(guò)渡的方法，2)如果是，計(jì)算周期漂移值c′，3)判別是否滿(mǎn)足0≤c′＜0.5c新的條件，4)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3，5)如果不滿(mǎn)足0≤c′＜0.5c新的條件，判別是否滿(mǎn)足0.5c新≤c′＜1.5c新的條件，6)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3，7)如果不滿(mǎn)足0.5c新≤c′＜1.5c新的條件，確定滿(mǎn)足1.5c新≤c′＜2c新條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3，8)如果不符合第一種平滑過(guò)渡的方法，執(zhí)行第二種平滑過(guò)渡的方法，讀取擬實(shí)施協(xié)調(diào)控制方式的開(kāi)始時(shí)刻，9)計(jì)算周期調(diào)整因子t值，10)判別是否滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件，11)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3，12)如果不滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件，確定滿(mǎn)足t≥c新/2條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3。
本發(fā)明的有益效果1.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法根據(jù)控制系統(tǒng)中多種協(xié)調(diào)控制方式，因地制宜地設(shè)計(jì)了各種情況下的平滑過(guò)渡方法，確保了方法的實(shí)用性和可行性，從而解決了實(shí)際控制系統(tǒng)中方案變化時(shí)，信號(hào)燈混亂顯示燈色的實(shí)際問(wèn)題。
2.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法給出了在不同交通協(xié)調(diào)控制方式下，配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。該方法避免了以往國(guó)內(nèi)外控制系統(tǒng)中平滑過(guò)渡算法不適應(yīng)各種交通狀況的不足，提高了控制系統(tǒng)的通用性，為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的控制效果奠定基礎(chǔ)。
3.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法給出了兩種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。該方法使得信號(hào)機(jī)根據(jù)不同的控制方式自動(dòng)執(zhí)行最優(yōu)的協(xié)調(diào)方案的平滑過(guò)渡方法，不僅避免由于信號(hào)配時(shí)方案的突然地變化，兩個(gè)協(xié)調(diào)方案的過(guò)渡時(shí)間過(guò)短的缺陷；另一方面又避免了由于過(guò)長(zhǎng)的運(yùn)行過(guò)渡方案，使得整個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)控制效果降低的弊端。因此本發(fā)明提出的協(xié)調(diào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法對(duì)城市控制系統(tǒng)中干線協(xié)調(diào)控制效果起著重要作用。
4.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法均在三個(gè)周期過(guò)渡完后執(zhí)行新的協(xié)調(diào)方案，而傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)方案的過(guò)渡轉(zhuǎn)換時(shí)間需要5-10min，這對(duì)自適應(yīng)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)方案的執(zhí)行時(shí)間一般在5-15min，是不滿(mǎn)足現(xiàn)代控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制的需求。
5.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法不僅使得較快地執(zhí)行最優(yōu)協(xié)調(diào)方案，而且算法在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮到方案過(guò)渡期間的實(shí)際交通需求，從而避免了以往控制系統(tǒng)的過(guò)渡方案不滿(mǎn)足實(shí)際的交通需求造成過(guò)渡期車(chē)輛延誤時(shí)間增加，甚至導(dǎo)致交叉口擁堵現(xiàn)象的發(fā)生。
6.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法不僅適用于一般協(xié)調(diào)控制交叉口，還適用于雙周期交叉口，避免了控制系統(tǒng)中雙周期交叉口無(wú)法實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡的情況。
7.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法可以避免控制方案的突變而造成駕駛員不適應(yīng)新環(huán)境的現(xiàn)象，提高了交叉口安全性。
8.城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法充分考慮了交叉口的需求，可以避免了周期方案的過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高交叉口的運(yùn)行效率。


圖1是城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法第一種平滑過(guò)渡方法技術(shù)方案的過(guò)渡示意圖；圖2(a)是城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法第二種平滑過(guò)渡方法技術(shù)方案的經(jīng)過(guò)了3個(gè)新的周期時(shí)長(zhǎng)過(guò)渡完畢的過(guò)渡示意圖；圖2(b)是城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法第二種平滑過(guò)渡方法技術(shù)方案的經(jīng)過(guò)了4個(gè)新的周期時(shí)長(zhǎng)過(guò)渡完畢的過(guò)渡示意圖；圖3是城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法技術(shù)方案流程示意框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述I.本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思及主要技術(shù)特征本發(fā)明涉及一種采用自編計(jì)算機(jī)程序的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。自編的計(jì)算機(jī)程序裝入信號(hào)機(jī)中，信號(hào)機(jī)運(yùn)行該自編計(jì)算機(jī)程序得以實(shí)現(xiàn)城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。
本發(fā)明提出的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法是通過(guò)分析城市控制系統(tǒng)中多種干線協(xié)調(diào)控制方式的區(qū)別，確定了不同的平滑過(guò)渡方法。在執(zhí)行下一協(xié)調(diào)控制方案時(shí)，為了能夠較快實(shí)現(xiàn)非關(guān)鍵交叉口相對(duì)于關(guān)鍵交叉口的最優(yōu)相位差方案，同時(shí)又要保證控制方案變化平穩(wěn)性，需要建立前后兩方案間的信號(hào)過(guò)渡方案，并充分考慮了配時(shí)方案的波動(dòng)性對(duì)交通流的影響。提出了包括雙周期交叉口的平滑過(guò)渡方法在內(nèi)的新型的平滑過(guò)渡方法。該方法既滿(mǎn)足方案間平穩(wěn)過(guò)渡的要求，又避免了以往過(guò)渡控制方案不滿(mǎn)足交通需求的弊端，為交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制方案達(dá)到最優(yōu)效果發(fā)揮了重要作用。
編制計(jì)算機(jī)程序涉及到四種協(xié)調(diào)控制方式和兩種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。現(xiàn)將編制計(jì)算機(jī)程序所涉及到的四種協(xié)調(diào)控制方式和兩種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法介紹如下四種協(xié)調(diào)控制方式是無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式、有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式、主從式干線協(xié)調(diào)控制方式及系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式。
無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式是固定式線協(xié)調(diào)控制的一種，信號(hào)機(jī)之間沒(méi)有通信鏈路，根據(jù)時(shí)鐘同步，通過(guò)設(shè)定相位差來(lái)實(shí)現(xiàn)各交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)的控制方式。
有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式是一種固定式線協(xié)調(diào)控制方式，每周期通過(guò)通信鏈路發(fā)來(lái)同步脈沖信號(hào)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定在各信號(hào)機(jī)內(nèi)的時(shí)差，確定周期起步時(shí)間，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的協(xié)調(diào)。
主從式干線協(xié)調(diào)控制方式是通過(guò)集中協(xié)調(diào)式信號(hào)機(jī)(集中協(xié)調(diào)式信號(hào)機(jī)除具備單點(diǎn)多時(shí)段控制、單點(diǎn)優(yōu)化控制、單點(diǎn)感應(yīng)控制功能外，還能接收和處理檢測(cè)器數(shù)據(jù)，并給區(qū)域服務(wù)器上載數(shù)據(jù)，且還能為控制區(qū)域內(nèi)其他信號(hào)機(jī)下載協(xié)調(diào)控制方案，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)控制。)對(duì)其他信號(hào)機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的控制方式。
系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式是通過(guò)區(qū)域控制服務(wù)器協(xié)調(diào)各個(gè)路口的控制方式。
本發(fā)明針對(duì)不同干線協(xié)調(diào)控制方式，建立了兩種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法第一種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法適用于以下幾種情況(1)系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部方案間的平滑過(guò)渡；(2)主從式干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部方案間平滑過(guò)渡；(3)主從式干線協(xié)調(diào)控制方式、有纜干線協(xié)調(diào)控制方式、無(wú)纜干線協(xié)調(diào)控制方式、系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式間的平滑過(guò)渡。
一般情況下，系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式、主從式干線協(xié)調(diào)控制方式是每15分鐘更新一次方案，短時(shí)間內(nèi)交通狀態(tài)變化一般不大，因此相鄰兩個(gè)控制方案的配時(shí)參數(shù)(周期時(shí)長(zhǎng)、相位差)變化較小，可通過(guò)執(zhí)行3次過(guò)渡方案達(dá)到平穩(wěn)過(guò)渡。對(duì)于干線協(xié)調(diào)交叉口中的關(guān)鍵交叉口(在參加線控的交叉口中，周期最大的那個(gè)交叉口稱(chēng)為“關(guān)鍵交叉口”)，在執(zhí)行完舊方案后，立即執(zhí)行新的控制方案。對(duì)于其他交叉口，中間執(zhí)行3次過(guò)渡方案，然后更換為新的配時(shí)方案。過(guò)渡方案由信號(hào)機(jī)根據(jù)區(qū)域控制服務(wù)器下載的新方案來(lái)確定，參閱圖1，過(guò)渡方案的周期時(shí)長(zhǎng)計(jì)算步驟及其與新周期時(shí)長(zhǎng)大小比較如下(周期時(shí)長(zhǎng)需要取整)1.計(jì)算過(guò)渡方案的周期時(shí)長(zhǎng)漂移值c′根據(jù)區(qū)域控制服務(wù)器下載的下一個(gè)協(xié)調(diào)時(shí)段的控制配時(shí)方案(新周期時(shí)長(zhǎng)c新、相位差o新)與當(dāng)前執(zhí)行的控制方案(周期時(shí)長(zhǎng)c舊、相位差o舊)值，根據(jù)c′＝c新+o新-o舊確定周期時(shí)長(zhǎng)漂移值c′，若計(jì)算得到的c′＜0，則另c′＝c′+c新，否則，c′＝c′。
2.計(jì)算過(guò)渡方案的3個(gè)周期的周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3根據(jù)周期漂移值大小，確定了方案過(guò)渡期的周期時(shí)長(zhǎng)方案(1)當(dāng)0≤c′＜0.5c新時(shí)，c過(guò)1＝c過(guò)2＝c新+int(c′/3)，c過(guò)3＝c新+c′-2int(c′/3)此時(shí)c新≤c過(guò)＜1.16c新(2)當(dāng)0.5c新≤c′＜1.5c新時(shí)，c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(2c新+c′)/3]，c過(guò)3＝2c新+c′-2int[(2c新+c′)/3]此時(shí)0.5c新≤c′＜c新時(shí)，0.83c新≤c過(guò)＜c新；c新≤ c′＜1.5c新時(shí)，c新≤c過(guò)＜1.18c新(3)當(dāng)1.5c新≤c′＜2c新時(shí)，c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(c新+c′)/3]，c過(guò)3＝c新+c′-2int[(c新+c′)/3]此時(shí)0.83c新≤c過(guò)＜c新式中c過(guò)1——非關(guān)鍵交叉口第一次過(guò)渡方案周期時(shí)長(zhǎng)(s)c過(guò)2——非關(guān)鍵交叉口第二次過(guò)渡方案周期時(shí)長(zhǎng)(s)
c過(guò)3——非關(guān)鍵交叉口第三次過(guò)渡方案周期時(shí)長(zhǎng)(s)c新——下移時(shí)段的交叉口周期時(shí)長(zhǎng)(s)o舊、o新——上、下15分鐘相位差(s)第二種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法適用于以下幾種情況(1)單點(diǎn)控制方案升級(jí)到協(xié)調(diào)控制方案(系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制、主從式干線協(xié)調(diào)控制、有纜干線協(xié)調(diào)控制、無(wú)纜干線協(xié)調(diào)控制)的平滑過(guò)渡；(2)有纜(或無(wú)纜)干線控制方案與另一有纜(或無(wú)纜)干線控制方案間的平滑過(guò)渡。
參閱圖2，過(guò)渡方案的周期時(shí)長(zhǎng)計(jì)算步驟如下1.計(jì)算上一方案結(jié)束時(shí)刻與下一控制方案開(kāi)始時(shí)刻差，即某一控制方式最后一個(gè)周期多占用的長(zhǎng)度，記作過(guò)渡周期調(diào)整因子，用t表示。
2.計(jì)算過(guò)渡方案的3個(gè)周期的周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3(1)當(dāng)0≤t＜c新/2時(shí)，c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(3c新-t)/3]，c過(guò)3＝3c新-t-2int[(3c新-t)/3]此時(shí)，0.83c新＜c過(guò)≤c新(2)當(dāng)t≥c新/2時(shí)，c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(4c新-t)/3]，c過(guò)3＝4c新-t-2int[(4c新-t)/3]此時(shí)，c過(guò)≤1.16c新式中c過(guò)1，2——交叉口過(guò)渡方案第一次周期時(shí)長(zhǎng)、第二次周期時(shí)長(zhǎng)(s)c過(guò)3——交叉口過(guò)渡方案第三次周期時(shí)長(zhǎng)(s)c新——干線控方式新方案的周期時(shí)長(zhǎng)(s)t——某一控制方式最后一個(gè)周期多占用的需計(jì)算得到的時(shí)間長(zhǎng)度(s)圖2是第二種平滑過(guò)渡方法技術(shù)方案的過(guò)渡示意圖，其中在(a)圖中，經(jīng)過(guò)了3個(gè)新的周期時(shí)長(zhǎng)過(guò)渡完畢，在(b)圖中，經(jīng)過(guò)了4個(gè)新的周期時(shí)長(zhǎng)過(guò)渡完畢。
圖2中的t1是新方案為有纜干線控制、無(wú)纜干線控制時(shí)，干線控制方案開(kāi)始時(shí)刻在信號(hào)機(jī)中的設(shè)置(起始時(shí)刻體現(xiàn)出交叉口間的相位差，如關(guān)鍵交叉口為8:00:00，某一非關(guān)鍵交叉口為8:00:25，這一非關(guān)鍵交叉口相對(duì)于關(guān)鍵交叉口的相位差為25s)；新方案為系統(tǒng)干線控制、主從式干線控制時(shí)，則干線控制方案開(kāi)始時(shí)刻為第一個(gè)方案的下載時(shí)刻與相位差之和(關(guān)鍵交叉口相位差為0)。
對(duì)于存在雙周期交叉口的協(xié)調(diào)控制中的周期過(guò)渡問(wèn)題可按上述的兩種情況處理。公式中使用的周期時(shí)長(zhǎng)是公用周期時(shí)長(zhǎng)，并非雙周期交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)，計(jì)算得到的過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)再分配給雙周期交叉口。下面以實(shí)例進(jìn)行解釋說(shuō)明。
協(xié)調(diào)子區(qū)周期時(shí)長(zhǎng)80s，某一非關(guān)鍵交叉口相對(duì)于關(guān)鍵交叉口的舊相位差o舊為78s，即滯后78s或提前2s亮綠燈；新方案的公用周期時(shí)長(zhǎng)c新為90s(雙周期交叉口的周期為45s)，新的相位差o新為1s，即滯后1s亮綠燈。計(jì)算可得c′＝13s，由于0≤c′＜0.5c新，所以c過(guò)1，2＝c新+int(c′/3)＝90+int(13/3)＝94，c過(guò)3＝c新+c′-2int(c/3)＝90+13-2×4＝95。但對(duì)于雙周期交叉口的過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)分別為47，47，47，47，47，48s，此后雙周期交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)是45s，雙周期交叉口要執(zhí)行6個(gè)過(guò)渡周期，非雙周期交叉口則要執(zhí)行3個(gè)過(guò)渡周期而已。
II.實(shí)施城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法參閱圖3，在編制計(jì)算機(jī)程序所涉及到的四種協(xié)調(diào)控制方式和兩種配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法介紹清楚的基礎(chǔ)之上，我們對(duì)實(shí)施城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法的實(shí)施作進(jìn)一步描述。城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法是由硬件和程序軟件兩部分組成，即由檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、服務(wù)器、信號(hào)燈及傳輸設(shè)備的硬件部分和計(jì)算機(jī)程序軟件兩部分組成。城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法是在現(xiàn)有硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，在信號(hào)機(jī)里裝入自編的計(jì)算機(jī)程序而實(shí)現(xiàn)城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法，完整的說(shuō)其包括如下步驟安裝硬件設(shè)備、信號(hào)機(jī)判別干線協(xié)調(diào)控制方式、信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案、信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化和確定交叉口相位綠燈時(shí)間并使其在具體交叉口運(yùn)行，使得車(chē)流有序、安全地通過(guò)干線交叉口。現(xiàn)按時(shí)間順序詳細(xì)描述如下1.安裝檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈及服務(wù)器，并用光纜、無(wú)線和電線依次將他們連接起來(lái)，為城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法的實(shí)現(xiàn)提供硬件設(shè)備支持(本發(fā)明所用的硬件設(shè)備現(xiàn)成的)。
2.信號(hào)機(jī)判別干線協(xié)調(diào)控制方式本發(fā)明根據(jù)實(shí)際控制系統(tǒng)的功能需求，設(shè)計(jì)了四種協(xié)調(diào)控制方式無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式、有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式、主從式干線協(xié)調(diào)控制方式及系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式。這四種控制方式是事先確定在系統(tǒng)中的或由中央服務(wù)器將控制方式下載給信號(hào)機(jī)。因此在判別干線協(xié)調(diào)控制方式時(shí)，只需從信號(hào)機(jī)讀取就可以了。
3.信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案就是判別相鄰兩個(gè)時(shí)段的方案是否屬于系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；或者是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制控制方式、有纜干線協(xié)調(diào)控制方式、無(wú)纜干線協(xié)調(diào)控制方式、系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式間的控制方案中的一個(gè)，是，就執(zhí)行第一種平滑過(guò)渡方法程序，否則執(zhí)行第二種平滑過(guò)渡方法程序。
4.信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化所述的信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化還包括下列步驟1)判別是否符合第一種平滑過(guò)渡方法的他條件；2)如果是，計(jì)算周期漂移值c′；根據(jù)上級(jí)信號(hào)機(jī)或中央控制服務(wù)器下載給本信號(hào)機(jī)的相鄰兩個(gè)時(shí)段的控制方案，程序依據(jù)模型c′＝c新+o新-o舊確定周期時(shí)長(zhǎng)漂移值c，若計(jì)算得到的c′＜0，則另c′＝c′+c新，否則，c′＝c′，其中控制系統(tǒng)規(guī)定交叉口相位差o的取值范圍在
，c過(guò)3＝2c新+c′-2int[(2c新+c′)/3]確定平滑過(guò)渡周期c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3。
7)如果不滿(mǎn)足0.5c新≤c′＜1.5c新的條件，確定滿(mǎn)足1.5c新≤c′＜2c新條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；根據(jù)模型c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(c新+c′)/3]，c過(guò)3＝c新+c′-2int[(c新+c′)/3]確定平滑過(guò)渡周期c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3。
8)如果不符合第一種平滑過(guò)渡方法的條件，執(zhí)行第二種平滑過(guò)渡方法，讀取擬實(shí)施協(xié)調(diào)控制方式的開(kāi)始時(shí)刻；9)計(jì)算周期調(diào)整因子t值；根據(jù)上一方案結(jié)束時(shí)刻與下一控制方案開(kāi)始時(shí)刻差確定周期調(diào)整因子t值；10)判別是否滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件；11)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；根據(jù)模型c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(3c新-t)/3]，c過(guò)3＝3c新-t-2int[(3c新-t)/3]確定平滑過(guò)渡周期c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；12)如果不滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件，確定滿(mǎn)足t≥c新/2條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；根據(jù)模型，c過(guò)1＝c過(guò)2＝int[(4c新-t)/3]，c過(guò)3＝4c新-t-2int[(4c新-t)/3]確定平滑過(guò)渡周期c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3。
5.確定交叉口各個(gè)相位綠燈時(shí)間首先依據(jù)yi＝qi/Si關(guān)系確定各個(gè)相位流量比，其中qi為相位i的流量值，Si相位i的飽和流率(即為飽和流量)及Y＝∑yi確定交叉口總流量比Y。然后，從信號(hào)機(jī)內(nèi)讀取交叉口相位損失時(shí)間li、交叉口總損失時(shí)間L及相位綠燈間隔時(shí)間Ii，根據(jù)gi＝y(tǒng)i(c-L)/Y及Gi＝gi+li-Ii關(guān)系確定相位i的有效綠燈時(shí)間及綠燈顯示時(shí)間(s)，其中c為交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)。
至此，協(xié)調(diào)控制的過(guò)渡方案(交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)和相位綠燈時(shí)間)就確定下來(lái)，并把該控制方案通過(guò)信號(hào)燈顯示綠黃紅來(lái)指示車(chē)流的運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種采用計(jì)算機(jī)程序的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法，該方法包括有下列步驟安裝檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、服務(wù)器、信號(hào)燈，并用光纜、無(wú)線和電線依次將他們連接起來(lái)，其特征在于所述的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法還采用下列步驟1)信號(hào)機(jī)判別干線協(xié)調(diào)控制方式；2)信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案；3)信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化。
2.按照權(quán)利要求1所述的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法，其特征在于所述的干線協(xié)調(diào)控制方式包括有1)無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式；2)有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式；3)主從式干線協(xié)調(diào)控制方式；4)系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式。
3.按照權(quán)利要求1所述的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法，其特征在于所述的信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案是判別相鄰兩個(gè)時(shí)段的方案是否屬于系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制方式下的內(nèi)部控制方案；或者是否屬于主從式干線協(xié)調(diào)控制、有纜干線協(xié)調(diào)控制、無(wú)纜干線協(xié)調(diào)控制、系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式間的控制方案中的一個(gè)。
4.按照權(quán)利要求1所述的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法，其特征在于所述的信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化還包括下列步驟1)判別是否符合第一種平滑過(guò)渡的方法；2)如果是，計(jì)算周期漂移值c′；3)判別是否滿(mǎn)足0≤c′＜0.5c新的條件；4)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；5)如果不滿(mǎn)足0≤c′＜0.5c新的條件，判別是否滿(mǎn)足0.5c新≤c′＜1.5c新的條件；6)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；7)如果不滿(mǎn)足0.5c新≤c′＜1.5c新的條件，確定滿(mǎn)足1.5c新≤c′＜2c新條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；8)如果不符合第一種平滑過(guò)渡的方法，執(zhí)行第二種平滑過(guò)渡的方法，讀取擬實(shí)施協(xié)調(diào)控制方式的開(kāi)始時(shí)刻；9)計(jì)算周期調(diào)整因子t值；10)判別是否滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件；11)如果是，確定平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3；12)如果不滿(mǎn)足0≤t＜c新/2的條件，確定滿(mǎn)足t≥c新/2條件下的平滑過(guò)渡周期時(shí)長(zhǎng)c過(guò)1、c過(guò)2及c過(guò)3。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用計(jì)算機(jī)程序的城市交通控制系統(tǒng)中協(xié)調(diào)信號(hào)配時(shí)方案的平滑過(guò)渡方法。解決現(xiàn)有技術(shù)存在的配時(shí)方案變化時(shí)信號(hào)燈混亂顯示燈色、信號(hào)配時(shí)方案突變，兩個(gè)協(xié)調(diào)方案過(guò)渡時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)所導(dǎo)致的控制效果下降，交叉口擁堵的缺陷。其步驟是1)安裝檢測(cè)器、信號(hào)機(jī)、信號(hào)燈及服務(wù)器，并用光纜、無(wú)線和電線依次將他們連接起來(lái)；2)信號(hào)機(jī)判別干線協(xié)調(diào)控制方式；3)信號(hào)機(jī)讀取干線協(xié)調(diào)控制相鄰兩個(gè)時(shí)段的配時(shí)方案；4)信號(hào)機(jī)進(jìn)行過(guò)渡周期方案的優(yōu)化；5)確定交叉口各個(gè)相位綠燈時(shí)間。所述的干線協(xié)調(diào)控制方式包括有1)無(wú)電纜干線協(xié)調(diào)控制方式；2)有電纜干線協(xié)調(diào)控制方式；3)主從式干線協(xié)調(diào)控制方式；4)系統(tǒng)干線協(xié)調(diào)控制方式。
文檔編號(hào)G08G1/07GK101021975SQ20071005540
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者王殿海, 陳永恒, 曲昭偉, 宋現(xiàn)敏, 李志慧, 栗紅強(qiáng), 楊少輝 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)