本發(fā)明涉及智能交通，特別是涉及一種多相位交通信號配時(shí)方法。

背景技術(shù)：

1、交通信號燈是城市交通管理的重要工具，其主要目的是通過合理分配交通流的時(shí)間和空間，提高道路的通行能力，減少交通擁堵，保障交通安全。其中，三相位信號配時(shí)方法是一種常見的交通信號控制方式，主要用于解決多車道交叉口的交通流控制問題。這種方法的核心是根據(jù)交通流量和交通組織的特點(diǎn)，將交叉口的信號配時(shí)劃分為三個(gè)相位，以實(shí)現(xiàn)交通流的平穩(wěn)、高效和安全運(yùn)行。

2、目前三相位交叉口信號配時(shí)方法，大多采用韋伯斯特公式來進(jìn)行配時(shí)，這種方法主要根據(jù)交通流量來確定每個(gè)相位的信號周期。韋伯斯特公式假設(shè)所有交通流量都在道路的臨界車道上到達(dá)和離開，但實(shí)際上車輛可能會(huì)從非臨界車道進(jìn)入或離開交叉口。

3、因此，這種方法可能無法準(zhǔn)確地計(jì)算非臨界車道上的交通流量。同時(shí)，韋伯斯特公式是以車輛延誤時(shí)間最小為目標(biāo)來計(jì)算信號配時(shí)的一種方法，而其周期時(shí)長是建立在車輛延誤的計(jì)算基礎(chǔ)之上。因此，如果信號配時(shí)的設(shè)置導(dǎo)致其他未考慮到的因素如環(huán)境污染、噪聲等產(chǎn)生，則該方法就無法有效處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種多相位交通信號配時(shí)方法，通過兩兩相位把相位雙向車流量差值和雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值作為輸入，利用模糊算法算出綠信比，再通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值，再根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長，從而實(shí)現(xiàn)更合理準(zhǔn)確的信號配時(shí)。

2、為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種多相位交通信號配時(shí)方法，所述方法包括：

4、獲取多相位交通信號配時(shí)的輸入?yún)?shù)；其中，輸入?yún)?shù)包括：協(xié)同周期、車流量、距上一個(gè)路口距離最小值、車流量差值最大值、車流量差值最小值；

5、基于每個(gè)相位雙向車流量差值和雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值，計(jì)算出兩兩相位的綠信比；

6、基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長。

7、進(jìn)一步地，基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長，包括：

8、假設(shè)兩個(gè)相位周期為t，黃燈時(shí)間為ty，全紅時(shí)間為tr，三相位綠燈時(shí)間比值為t'1：t'2：t'3，三相位綠燈時(shí)間為t1g、t2g、t3g；

9、第一相位與第二相位綠信比為s1：s2；

10、t1g＝(s1*t)/(s1+s2)-ty；

11、t2g＝(s2*t)/(s1+s2)-ty-tr；

12、第二相位與第三相位綠信比為t1：t2；

13、t'2g＝(t1*t)/(t1+t2)-ty；

14、t3g＝(t2*t)/(t1+t2)-ty-tr；

15、根據(jù)第一相位與第二相位綠信比和第二相位與第三相位綠信比，建立三個(gè)相位綠燈時(shí)長比值；

16、根據(jù)t2g/t'2g＝a/b；其中，a，b為常數(shù)，求得t'1：t'2：t'3；

17、該路口周期為t，綠燈總時(shí)長為t-3*ty-3*tr；

18、基于求出的t'1：t'2：t'3，得到三相位配時(shí)方案：

19、t1＝(t-3*ty-3*tr)*t'1/(t'1+t'2+t'3)；

20、t2＝(t-3*ty-3*tr)*t'2/(t'1+t'2+t'3)；

21、t3＝(t-3*ty-3*tr)*t'3/(t'1+t'2+t'3)。

22、進(jìn)一步地，計(jì)算出每個(gè)相位的綠信比，包括：

23、構(gòu)建模糊控制模型，并利用模糊控制模型計(jì)算出每個(gè)相位的綠信比；所述模糊控制模型以每個(gè)相位雙向車流量差值和雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值為輸入?yún)?shù)。

24、進(jìn)一步地，構(gòu)建模糊控制模型，包括：

25、創(chuàng)建東-西與南-北雙向車流量差值ef和東-西與南北雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值ed，以及綠信比u模糊論域；

26、采用尺度變換，將東-西與南-北雙向車流量差值輸入量、東-西與南北雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值輸入量變換到要求的模糊論域范圍；

27、采用三角形作為東-西與南-北雙向車流量差值、東-西與南北雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值以及綠信比模糊集合隸屬度函數(shù)；

28、基于專家知識和控制目標(biāo)，制定模糊規(guī)則表；

29、采用最大-最小法，根據(jù)模糊規(guī)則表求得每條規(guī)則關(guān)系矩陣和

30、

31、由ra和rb得到綠信比輸出為：

32、采用加權(quán)平均法對模糊量綠信比進(jìn)行清晰化計(jì)算；

33、在求得清晰值u0后，將u0尺度變換為實(shí)際的控制量。

34、進(jìn)一步地，所述模糊規(guī)則表為：

35、

36、其中，nmef、nsef、zoef、psef、pmef分別代表東-西與南-北雙向車流量差值ef的負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中；nmed、nsed、zoed、psed、pmed分別代表東-西與南北雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值ed的負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中；nmu、nsu、zou、psu、pmu分別代表綠信比u的負(fù)中、負(fù)小、零、正小、正中。

37、本發(fā)明提出的多相位交通信號配時(shí)方法，通過考慮雙向車流量差值和距上一個(gè)路口的距離最小值，并運(yùn)用模糊算法來計(jì)算綠信比，進(jìn)而分配各相位的綠燈時(shí)長，具有以下有益效果：

38、1、更精確的信號配時(shí)：通過兩兩相比，考慮雙向車流量差值和路口間距離，能夠更精確地反映各個(gè)方向的實(shí)際交通需求，從而實(shí)現(xiàn)更合理的信號配時(shí)。

39、2、提高路網(wǎng)通行能力：精確的綠信比計(jì)算可以平衡各相位的交通流，減少擁堵，提高整個(gè)路網(wǎng)的通行能力和效率。

40、3、降低車輛延誤：優(yōu)化的信號配時(shí)可以減少車輛等待時(shí)間，降低行程延誤，提供更加流暢的行車體驗(yàn)。

41、4、提升交通安全：合理分配綠燈時(shí)長，可以降低因信號配時(shí)不合理導(dǎo)致的交通事故風(fēng)險(xiǎn)，提升道路交通安全。

42、此外，本發(fā)明的配時(shí)方案能夠縮短車輛在交叉口的等待時(shí)間，減少了車輛的怠速運(yùn)行，有助于降低油耗和尾氣排放，減少環(huán)境污染。本發(fā)明的配時(shí)方案還能夠減少車輛停等次數(shù)，能夠有效降低交通噪聲，改善居民生活環(huán)境。

43、總體而言，本發(fā)明的多相位交通信號配時(shí)方法能夠提供一種更為智能化和精細(xì)化的信號控制策略，對提升城市交通系統(tǒng)的整體性能具有顯著的積極影響。

技術(shù)特征：

1.一種多相位交通信號配時(shí)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相位交通信號配時(shí)方法，其特征在于，基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相位交通信號配時(shí)方法，其特征在于，計(jì)算出每個(gè)相位的綠信比，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多相位交通信號配時(shí)方法，其特征在于，構(gòu)建模糊控制模型，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多相位交通信號配時(shí)方法，其特征在于，所述模糊規(guī)則表為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多相位交通信號配時(shí)方法，涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：獲取多相位交通信號配時(shí)的輸入?yún)?shù)；其中，輸入?yún)?shù)包括：協(xié)同周期、車流量、距上一個(gè)路口距離最小值、車流量差值最大值、車流量差值最小值；基于每個(gè)相位雙向車流量差值和雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值，計(jì)算出每個(gè)相位的綠信比；基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長。本發(fā)明通過兩兩相位把相位雙向車流量差值和雙向距上一個(gè)路口距離最小值的差值作為輸入，利用模糊算法算出綠信比，再通過各比值同分，建立多個(gè)相位比值，再根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時(shí)長，從而實(shí)現(xiàn)更合理準(zhǔn)確的信號配時(shí)。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒存名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧警察學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26