專利名稱：群組路口實時交通號制控制方法及所需綠燈時間預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種群組路口實時交通號制邏輯建置方法，特別是關(guān)于一種適應(yīng)性可實時調(diào)整交通號制運作的群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今都市化發(fā)展即為快速，各種都市建設(shè)，都市更新與園區(qū)建立等建案不斷推陳出新。這些建案將造就地區(qū)性及整體社會的繁榮，但也往往使得交通網(wǎng)絡(luò)更加繁忙復(fù)雜。因此，如何建置有效的交通號制邏輯，以疏解路口車潮匯集的交通問題，是為都市建案中相當(dāng)重要的課題?？刂平煌ㄌ栔七壿嫿鉀Q車流問題，目前已有提出定時時制交控策略、觸動控制策略、動態(tài)查表交控策略、動態(tài)計算交控策略等控制方式或適應(yīng)性交控策略等。然而，定時時制，無法解決車流不穩(wěn)定路口，其它的實時交控策略，雖可依車流量動態(tài)調(diào)整號制，然而其依賴實時偵測器所偵測的流量、速度及占有率等三個交通參數(shù)，一但路口擁塞，車流走走停停，大多數(shù)偵測器的車流量，速度就無法正確回報，如此將造成車流量預(yù)測準(zhǔn)確度不佳，無法迅速反應(yīng)，最終導(dǎo)致號制于擁塞時段運作績效不彰。再者，有流量、速度及占有率的偵測器的成本，也遠(yuǎn)高于只輸出有無車訊息的偵測器。此外，一般控制策略為求各路段車流概況，往往在每一路段裝設(shè)至少一臺偵測器，若路口數(shù)變多，則偵測器數(shù)量頗多，建置成本變尚ο有鑒于此，本發(fā)明是針對上述該些困擾，提出一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，將有別于傳統(tǒng)采取將路口每一方向車流分開分析的方式，利用群組路口的概念，整體性解決路徑車流問題，只在關(guān)鍵路徑上布設(shè)偵測器，且只需使用車輛有無的偵測器，加上做出具實時車流預(yù)測及號制控制決策，因而能降低建置成本，并提升擁塞群組路口交通號制控制系統(tǒng)的整體運作效能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其是將群組內(nèi)，各路口的車流方向，依行車路線，合并視為單一路徑車流來做規(guī)劃，有效簡化交通號制邏輯分析復(fù)雜度。本發(fā)明的另一目的是在提供一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其是能夠快速且動態(tài)的應(yīng)變交通車流的瞬時變化，實時做出最合理的交通號制控制決策，大幅提升交通號制控制系統(tǒng)整體運作效能。本發(fā)明的再一目的是在提供一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，配合路徑控制方法，其是能夠減少偵測器布設(shè)數(shù)量，降低交通號制控制系統(tǒng)整體建設(shè)成本。本發(fā)明的又一目的是在提供一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其是能只使用最簡單的車輛有無交通參數(shù)(presence)即可進(jìn)行實時號制控制，減少使用偵測器的每一支成本，降低交通號制控制系統(tǒng)整體建設(shè)成本。為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種群組路口實時交通號制控制方法，其包含有下列步驟區(qū)分群組路口的至少一主要車流路徑；依據(jù)該主要車流路徑配置該群組路口的時相；設(shè)置至少一車輛偵測器于該主要車流路徑；偵測該主要車流路徑的車輛停等時間；依據(jù)該沖擊波原理預(yù)測該主要車流路徑的所需綠燈時間；以及依據(jù)該所需綠燈時間計算該主要路徑的均衡綠燈時間。本發(fā)明提出的群組路口實時交通號制控制方法，其將一群組路口的車流行經(jīng)路線，區(qū)分?jǐn)?shù)個主要車流路徑，且依據(jù)各主要車流路徑進(jìn)行時相的配置。并且只設(shè)置車輛偵測器于主要車流路徑，以偵測主要車流路徑上的車輛停等，再藉沖擊波原理預(yù)測出各車流路徑所需綠燈時間；接著將所求得的所需綠燈時間進(jìn)行最佳化，計算出主要車流路徑的均衡綠燈時間。為達(dá)到上述的目的，本發(fā)明提供一種疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其包含下列步驟透過偵測一偵測區(qū)的車輛停等時間初始值，量測所需綠燈時間初始值；以及透過連續(xù)兩周期同一該偵測區(qū)的車輛停等時間增減值，得知所需綠燈時間增減值。本發(fā)明提出的疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其將透過偵測偵測區(qū)的車輛停等時間初始值，以量測所需綠燈時間初始值，并且透過連續(xù)兩周期同一偵測區(qū)的車輛停等時間增減值，得知所需綠燈時間增減值。底下通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點及其所達(dá)成的功效。


圖1為本發(fā)明的交通號制邏輯建置流程圖；圖2為本發(fā)明的群組路口示意圖；圖3為本發(fā)明的群組路口主要車流路徑示意圖；圖4 (a)為本發(fā)明的群組路口的路徑時相示意圖；圖4(b)為本發(fā)明的群組路口完整時相示意圖；圖5為本發(fā)明的群組路口依等高線原則設(shè)置車輛偵測器示意圖；圖6為本發(fā)明的群組路口偵測沖擊波示意圖；圖7(a)為本發(fā)明的通過沖擊波原理計算所需綠燈時間示意圖；圖7(b)為本發(fā)明的通過沖擊波計算所需綠燈增減時間示意圖。附圖標(biāo)記說明10-群組路口 ；22-等高線；24-車輛偵測器。
具體實施例方式本發(fā)明提出一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其是將群組路口的主要車流路徑皆能順暢通行的原則下，疏解群組路口的壅塞問題，以計算出實際的群組路口各車流路徑的綠燈時間。底下則將以較佳實施例詳述本發(fā)明的技術(shù)特征。圖1為本發(fā)明的交通號制邏輯建置流程圖，如圖所示，首先，如步驟S10，將群組路口內(nèi)各行車路線，區(qū)分成至少一主要車流路徑。之后，如步驟S12，依據(jù)主要車流路徑配置各路口的時相。接著，如步驟S14，布設(shè)至少一車輛偵測器于每一主要車流路徑。接續(xù)，如步驟 S16，偵測各主要車流路徑的車輛停等。再來，如步驟S18，通過沖擊波原理預(yù)測主要車流路徑的所需綠燈時間。最后，如步驟S20，將求得的所需綠燈時間進(jìn)行適當(dāng)分配，計算主要車流路徑的均衡綠燈時間。以上為本發(fā)明的整體建置流程的說明，底下將針對各個步驟做更進(jìn)一步詳細(xì)說明。于步驟SlO請參閱圖2及圖3所示，一群組路口 10，通過觀察群組車流路線，區(qū)分出此群組路口 10包含的路徑1、路徑2、路徑3與路徑4等主要車流路徑。接著進(jìn)行步驟S12，請同時參閱圖3與圖4(a)所示。將利用路口至路徑的兩軸顯示方式，以路口 1、路口 2、路口 3為基礎(chǔ)，依照車流方向配置路徑1、路徑2、路徑3與路徑4 等主要車流路徑的時相。至于，群組路口 10的主要車流路徑——路徑1、路徑2、路徑3與路徑4，未能含蓋的剩余車流方向為非主要車流路徑，其車流應(yīng)相對穩(wěn)定或稀少。當(dāng)非主要車流路徑與主要路徑車流時相沖突，則非主要車流路徑的時相可安排于主要車流路徑的時相之間，意即在圖4(a)中，兩個主要車流路徑時相之間的空格。非主要車流路徑的時相綠燈時間則可以用另一種控制策略來計算，例如給一固定值；若剩余車流方向的非主要車流路徑，完全與某一主要路徑車流時相不沖突，其時相可直接安插于此主要路徑車流的時相內(nèi)，其時相綠燈時間即受本發(fā)明的群組控制方法所控制。圖4(b)所示為配置群組路口的主要車流路徑與非主要車流路徑的時相的最終結(jié)果，包含于群組路口的所有車流路徑皆配置完時相，且彼此間不相沖突。配置時相完成后，進(jìn)行步驟S14，請參閱圖5所示，將以群組路口 10為中心繪制等高線22，等高線22高度越高(圓圈越大)表示車輛停等車隊長度越長，反之，越低(圓圈越小)表示車輛停等車隊長度越短。車輛偵測器M是設(shè)置于路徑1、路徑2、路徑3、路徑4 的主要車流路徑與等高線22交接處，并且單一車流路徑上可布設(shè)單一個車輛偵測器M，或設(shè)定偵測區(qū)域布設(shè)多個車輛偵測器M。每一路徑的車輛偵測器M數(shù)量布設(shè)愈多，則偵測擁塞車流準(zhǔn)確度也愈高，至少每一主要路徑需配置一顆偵測器。當(dāng)一路徑只配一顆車輛偵測器M時，三路口四路徑，只需布設(shè)四支車輛偵測器24，比起其它控制策略至少每個路口的每一方向都需安裝車輛偵測器對，總共需求至少11支，明顯少很多。接著，進(jìn)行步驟S16，車輛停等時間，可透過車輛出現(xiàn)訊號(Presence)維持一段時間而測得。 繼續(xù)進(jìn)行步驟S18，通過沖擊波原理預(yù)測主要路徑——路徑1、路徑2、路徑3、路徑 4的所需綠燈時間。請參閱圖6，回堵沖擊波W3tl及疏解沖擊波Wltl可以透過車輛偵測器M的多個偵測區(qū)的停等狀況，透過線性回歸計算斜率而得。到達(dá)沖擊波W31則是等于回堵沖擊波W3tl減去疏解沖擊波Wltl。(透過車流理論中的流量密度圖，即Q-K圖，可知W31 = W30-W10)。再圖7(a)為本發(fā)明的通過沖擊波原理計算所需綠燈時間示意圖，如圖所示，0為坐標(biāo)原點，r為紅燈時間，g為所需綠燈時間，W10為疏解沖擊波，W30為回堵沖擊波，W31為到達(dá)沖擊波，S為車輛停等時間，、為車輛偵測器M偵測車輛開始停車的時間點，t2為車輛偵測器M偵測車輛結(jié)束停車開始移動的時間點，d為設(shè)置的車輛偵測器M至群組路口 10的距離。當(dāng)車輛偵測器M于、偵測到車輛開始停等，即可查知A點坐標(biāo)；當(dāng)于t2偵測到車輛結(jié)束停等，開始移動，即可查知B點坐標(biāo)；知道A、B兩點坐標(biāo)后，即可知車輛停等時間S ； 再透過沖擊波當(dāng)斜率及歐式幾何，即可求出C點及E點坐標(biāo)，最后，計算出所需綠燈時間長 g(即E點的χ軸分量)，如下列式(1)所示，
權(quán)利要求
1.一種群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，包含有下列步驟 區(qū)分群組路口的至少一主要車流路徑；依據(jù)該主要車流路徑配置該群組路口的時相；設(shè)置至少一車輛偵測器于該主要車流路徑；偵測該主要車流路徑的車輛停等時間；依據(jù)該沖擊波原理預(yù)測該主要車流路徑的所需綠燈時間；以及依據(jù)該所需綠燈時間計算該主要路徑的均衡綠燈時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，依據(jù)該主要車流路徑配置該群組路口的時相的步驟中，是利用路口至路徑方式配置該主要車流路徑的該時相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，設(shè)置該車輛偵測器于該主要車流路徑的步驟中，將以該群組路口為中心繪制等高線，以該等高線為基礎(chǔ)設(shè)置該車輛偵測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，依據(jù)該沖擊波原理預(yù)測該主要車流路徑的所需綠燈時間的步驟中，將通過多個偵測區(qū)的車輛偵測器所偵測的停等狀況，以線性回歸計算斜率求得疏解沖擊波、回堵沖擊波以及到達(dá)沖擊波等沖擊波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，依據(jù)該沖擊波原理預(yù)測該主要車流路徑的所需綠燈時間步驟中，該所需綠燈時間是滿足下列條件
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，依據(jù)該沖擊波原理預(yù)測該主要車流路徑的所需綠燈時間步驟，可利用該車輛停等時間做為初值，計算出車輛停等時間增減值，以求得增減綠燈差異值，該減綠燈差異值是滿足下列條件
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群組路口實時交通號制控制方法，其特征在于，依據(jù)該所需綠燈時間計算該主要路徑均衡綠燈時間的步驟中，疏解該主要車流路徑的該均衡綠燈時間是滿足下列條件
8.一種疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其特征在于，包含下列步驟透過偵測一偵測區(qū)的車輛停等時間初始值，量測所需綠燈時間初始值；以及透過連續(xù)兩周期同一該偵測區(qū)的車輛停等時間增減值，得知所需綠燈時間增減值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其特征在于，透過偵測該偵測區(qū)的該車輛停等時間初始值，量測該所需綠燈時間初始值的步驟中，該車輛停等時間初始值與該所需綠燈時間初始值是滿足下列條件
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其特征在于，透過連續(xù)兩周期同一該偵測區(qū)的該車輛停等時間增減值，得知該所需綠燈時間增減值步驟中，該該車輛停等時間增減值與該所需綠燈時間增減值是滿足下列條件Ag = A2-IlxAS(2)；Wn其中，Ag為該所需綠燈時間增減值，Δ S為該車輛停等時間增減值，Wltl為該疏解沖擊波，W31為該到達(dá)沖擊波，W3tl為該回堵沖擊波，d為設(shè)置的車輛偵測器至路口的距離，、為車輛偵測器偵測車輛開始停車的時間點。
全文摘要
本發(fā)明是揭露一種群組路口實時交通號制控制方法及其疏解路口車流所需綠燈時間預(yù)測方法，其是利用區(qū)分群組路口的主要車流路徑，依據(jù)車流路徑配置主要車流路徑的時相，再透過等高線原理，在各主要車流路徑上設(shè)置至少一車輛偵測器偵測主要車流路徑的車輛停等狀況，并且通過車輛停等時間狀況求得各種沖擊波，再藉沖擊波原理預(yù)測出各車流路徑所需綠燈時間，最后將所預(yù)測出的所需綠燈時間進(jìn)行最佳分配以求得各主要路徑的均衡綠燈時間。
文檔編號G08G1/081GK102298846SQ201010218938
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者曾明德 申請人:建程科技股份有限公司, 曾明德