一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法与流程

技术特征：

1.一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：由车道划分确定交叉口相位方案的可行解空间；

步骤2：计算可行解空间中每种相位方案的关键车流总流量比；

步骤3：确定交叉口最佳相位方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于：在步骤1中，当交叉口某进口道存在直左合用车道时，则该进口道及其对向进口道的相位方案可行解空间ω＝{单独相位}；当交叉口某进口道及其对向进口道的左转车道均为专用车道时，则该进口道及其对向进口道的相位方案可行解空间ω＝{对称相位，nema相位，单独相位}。

3.根据权利要求1所述的一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：计算南北方向上的关键车流总流量比；

步骤2.2：计算西东方向上的关键车流总流量比。

4.根据权利要求3所述的一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于：在步骤2.1中，南北方向上的车道分布情况包括：

当交叉口南进口与北进口均存在直左合用车道时，南进口和北进口的相位方案只能为单独相位，南北方向上的关键车流总流量比计算公式如下：

其中，y(南-北),1表示当交叉口南进口与北进口均存在直左合用车道时交叉口南北方向上的关键车流总流量比；q南直表示交叉口南进口可供直行车流通行的车道组总流量；q北直表示交叉口北进口可供直行车流通行的车道组总流量；s南直表示交叉口南进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量；s北直表示交叉口北进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量；

当交叉口南进口或北进口存在直左合用车道时，则南进口和北进口的相位方案为单独相位，南北方向上的关键车流总流量比计算公式如下：

其中，y(南-北),2表示当交叉口南进口或北进口存在直左合用车道时交叉口南北方向上的关键车流总流量比；q北左表示交叉口北进口可供左转车流通行的车道组总流量；q南左表示交叉口南进口可供左转车流通行的车道组总流量；s北左表示交叉口北进口可供左转车流通行的车道组总饱和流量；s南左表示交叉口南进口可供左转车流通行的车道组总饱和流量；

当交叉口的南进口和北进口左转车道是专用车道，而直行车道是专用车道或直右合用车道时，南北方向可采用的相位方案为对称相位、nema相位或单独相位；相位方案为对称相位、nema相位、单独相位时，南北方向上的关键车流总流量比分别由如下公式计算：

其中，表示当交叉口的南进口和北进口左转车道是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为对称相位时的南北方向上的关键车流总流量比；

表示当交叉口的南进口和北进口左转车道是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为nema相位时的南北方向上关键车流总流量比；

表示当交叉口的南进口和北进口左转车道是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为单独相位时的南北方向上关键车流总流量比。

5.根据权利要求3所述的一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于：在步骤2.2中，西东方向上的车道分布情况包括：

当交叉口西进口与东进口均存在直左合用车道时，西进口和东进口的相位方案只能为单独相位，西东方向上的关键车流总流量比计算公式如下：

其中，y(西-东),4表示当交叉口西进口与东进口均存在直左合用车道时交叉口西东方向上的关键车流总流量比；q西直表示交叉口西进口可供直行车流通行的车道组总流量；q东直表示交叉口东进口可供直行车流通行的车道组总流量；s西直表示交叉口西进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量；s东直表示交叉口东进口可供直行车流通行的车道组总饱和流量；

当交叉口西进口或东进口存在直左合用车道时，西进口和东进口的相位方案只能为单独相位，西东方向上的关键车流总流量比计算公式如下：

其中，y(西-东),5表示当交叉口西进口或东进口存在直左合用车道时交叉口西东方向上的关键车流总流量比；q西左表示交叉口西进口可供左转车流通行的车道组总流量；q东左表示交叉口东进口可供左转车流通行的车道组总流量；s西左表示交叉口西进口可供左转车流通行的车道组总饱和流量；s东左表示交叉口东进口可供左转车流通行的车道组总饱和流量；

当交叉口西进口和东进口左转车道均是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，西东方向采用的相位方案为对称相位、nema相位或单独相位；当相位方案为对称相位、nema相位、单独相位时，西东方向上的关键车流总流量比分别由如下公式计算：

其中，表示当交叉口西进口和东进口左转车道均是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为对称相位时的西东方向上的关键车流总流量比；

表示当交叉口西进口和东进口左转车道均是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为nema相位时的西东方向上的关键车流总流量比；

表示当交叉口西进口和东进口左转车道均是专用车道，直行车道是专用车道或直右合用车道时，相位方案为单独相位时的西东方向上的关键车流总流量比。

6.根据权利要求1所述的一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，其特征在于：在步骤3中，当交叉口南北方向或西东方向的相位方案可行解空间中仅有一个相位方案时，则该相位方案即为该方向上的最佳相位方案；当交叉口南北方向或东西方向的相位可行解空间中存在多个相位方案时，交叉口关键车流总流量比最小的相位方案为最佳相位方案。

技术总结
本发明公开了一种基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法，包括以下步骤：步骤1：由车道划分确定交叉口相位方案的可行解空间；步骤2：计算可行解空间中每种相位方案的关键车流总流量比；步骤3：确定交叉口最佳相位方案。本发明给出的基于车道划分和流量分布的交叉口相位方案优选方法能够从备选相位方案中选取最佳的相位方案，能够使得基于此最佳相位方案计算出的信号周期长度更小，而更小的信号周期可以显著减少车辆延误时间和排队长度，从而能够获得更好的信号控制效果。

技术研发人员：荆彬彬;姜致远;陶怀仁;施佺;平鹏;武强
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：2021.05.20
技术公布日：2021.08.31