專利名稱：城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿真方法，特別是涉及ー種城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法。
背景技術(shù)：
Daganzo C. F.提出的兀胞傳輸模型(Cell Transmission Model, CTM)認(rèn)為路段上交通流參數(shù)的空間變化主要發(fā)生在連線縱向上，而連線橫向上的交通流空間變化可以忽略，認(rèn)為同一個(gè)元胞內(nèi)的交通流參數(shù)只隨時(shí)間變化。元胞傳輸模型十分適合于模擬高速公路上的連續(xù)交通流的運(yùn)行特征。元胞傳輸模型也可應(yīng)用于城市道路交通流運(yùn)行仿真。但是，如果像在高速公路上那樣，仍然沿著車流前進(jìn)方向?qū)⒙范蝿澐譃槎鄠€(gè)ー維元胞的方法存在不足，具體有兩個(gè)方面ー是不能有效描述車流在四相位交通信號控制交叉口上的運(yùn)行規(guī) 律，ニ是不能準(zhǔn)確估計(jì)交叉ロ進(jìn)ロ的左轉(zhuǎn)和直行方向上機(jī)動(dòng)車流的排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其建立用于模擬信號控制路網(wǎng)上交通流運(yùn)行規(guī)律的ニ維元胞傳輸方案與模型，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地估計(jì)機(jī)動(dòng)車流在信號控制交叉ロ進(jìn)ロ的左轉(zhuǎn)和直行方向上的排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)或優(yōu)化目標(biāo)，用于城市道路交叉ロ信號協(xié)調(diào)控制方案優(yōu)化與仿真過程。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的ー種城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，其包括以下步驟SI、根據(jù)實(shí)際城市道路網(wǎng)構(gòu)造仿真路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；S2、設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有連線及交叉ロ的幾何參數(shù)；S3、設(shè)計(jì)仿真路網(wǎng)上所有連線的ニ維元胞劃分方案S4、設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)、仿真路網(wǎng)上所有交叉ロ的信號控制參數(shù)、仿真參數(shù)；S5、進(jìn)行仿真過程。優(yōu)選地，所述步驟SI包括以下具體步驟S1. I將實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有連線編號；S1. 2對實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉ロ進(jìn)口上的車流流向進(jìn)行編號，車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向；SI. 3建立實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉ロ進(jìn)口上的車流流向編號與對應(yīng)的流入連線編號和流出連線編號之間的對應(yīng)關(guān)系。優(yōu)選地，所述步驟S2包括以下具體步驟S2. I對于連線設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括連線類型和連線長度，連線類型包括邊界流入連線、邊界流出連線、內(nèi)部連線；S2. 2對于交叉ロ設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括進(jìn)ロ道的長度、進(jìn)ロ道車流流向的類型、進(jìn)ロ道車流流向上的車道數(shù)，進(jìn)ロ道車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向。
優(yōu)選地，所述步驟S3包括以下具體步驟S3. I對于邊界流出連線，僅劃分為一維元胞序列；S3. 2對于邊界流入連線和內(nèi)部連線，劃分為二維元胞網(wǎng)格。優(yōu)選地，所述步驟S4包括以下具體步驟S4. I設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)
54.I. I對于交叉口，設(shè)置每個(gè)進(jìn)口上車流流向的車流比例；S4. I. 2對于邊界流入連線，設(shè)置進(jìn)入邊界流入連線的實(shí)際流量與可進(jìn)入連線的最大流量的比值；S4. 2設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)S4. 2. I設(shè)定各個(gè)交叉口的信號相位方案及所包含相位的編號，設(shè)定所有車流方向(左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn))所在的信號相位方案編號及相位編號；S4. 2. 2設(shè)定所有信號相位方案的時(shí)間參數(shù)，時(shí)間參數(shù)包括周期時(shí)長、相位差、相位綠燈時(shí)間、相位黃燈時(shí)間、相位全紅時(shí)間；S4. 3設(shè)置仿真參數(shù)，具體包括仿真步長、仿真時(shí)長、動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長。優(yōu)選地，所述步驟S5包括以下具體步驟交通信號仿真、路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真、動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)三個(gè)具體步驟。 優(yōu)選地，所述交通信號仿真步驟包括以下具體步驟S5. I. I設(shè)置當(dāng)前相位；
55.I. 2綠燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定綠燈時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. 3 ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. 2 ；S5. I. 3黃燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定黃燈時(shí)間:若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. 1.4 ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. 1.3 ；S5. 1.4全紅時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定全紅時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. I ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. 1.4。優(yōu)選地，所述路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真步驟包括以下具體步驟S5. 2. I以均勻分布生成各個(gè)邊界流入連線在仿真時(shí)段內(nèi)所有仿真步長的進(jìn)入車輛數(shù)；S5. 2. 2設(shè)置每個(gè)元胞的初始狀態(tài)；S5. 2. 3推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并計(jì)算每個(gè)元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)及流出的車輛數(shù)；S5. 2. 4判斷仿真時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的仿真時(shí)長，若為真，則結(jié)束仿真過程；若為假，則轉(zhuǎn)向步驟 S5. 2. 3。優(yōu)選地,所述動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)步驟包括以下具體步驟S5. 3. I計(jì)算每個(gè)元胞的狀態(tài)，即元胞是否處于阻塞狀態(tài)，如果元胞流出車輛數(shù)為零且元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)大于零，則元胞處于阻塞狀態(tài)，否則元胞處于暢通狀態(tài)；S5. 3. 2每個(gè)仿真步長根據(jù)元胞狀態(tài)計(jì)算車輛排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)；S5. 3. 3當(dāng)仿真時(shí)間為動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長的整數(shù)倍時(shí)，輸出評價(jià)指標(biāo)。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于(I)本發(fā)明能有效模擬機(jī)動(dòng)車流在二相位及多相位(包括四相位)交通信號控制交叉口上的運(yùn)行規(guī)律。(2)本發(fā)明能夠準(zhǔn)確估計(jì)機(jī)動(dòng)車流在信號控制交叉口進(jìn)口的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)(如果受信號控制)方向上的排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)或優(yōu)化目標(biāo)。(3 )與一維元胞傳輸模型相比，本發(fā)明獲得的評價(jià)指標(biāo)的相對誤差更小，對優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)的估計(jì)更為準(zhǔn)確。(4)本發(fā)明可以仿真排隊(duì)溢出和車道阻塞現(xiàn)象。


圖I為本發(fā)明城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法的流程圖。圖2為本發(fā)明進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所用到的一個(gè)十字交叉口示意圖。圖3 (a)為一維劃分方案示意圖，圖3 (b)為二維劃分方案示意圖。
圖4 (a)為平均延誤的對比示意圖，圖4 (b)為平均延誤的相對誤差的對比示意圖，圖4(c)為平均延誤的絕對相對誤差的對比示意圖，圖4 (d)為平均絕對相對誤差的對比示意圖。圖5 (a)為一條連線上的直行車輛排隊(duì)示意圖，圖5 (b)為一維元胞η與其三個(gè)后繼虛擬二維元胞(1，η’)、(2，η’)(3，η’)之間的關(guān)系示意圖，圖5 (c)為二維元胞(1，η)、(2，η)、(3，η)與其三個(gè)后繼虛擬二維元胞(1，η’)、(2，η’)、(3，η’)之間的關(guān)系示意圖，圖5 (d)為一維元胞劃分方法對于直行車流排隊(duì)的估計(jì)示意圖，圖5 (e)為二維元胞劃分方法對于直行車流排隊(duì)的估計(jì)結(jié)果示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的流程和較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖I所示，本發(fā)明城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法包括以下步驟 步驟(I)根據(jù)實(shí)際城市道路網(wǎng)構(gòu)造仿真路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(1. I)將實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有連線編號；(I. 2)對實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉口進(jìn)口上的車流流向進(jìn)行編號，車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向；(I. 3)建立實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉口進(jìn)口上的車流流向編號與對應(yīng)的流入連線編號和流出連線編號之間的對應(yīng)關(guān)系；步驟(2)設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有連線及交叉口的幾何參數(shù)(2. I)對于連線設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括連線類型和連線長度，連線類型包括邊界流入連線、邊界流出連線、內(nèi)部連線；(2. 2)對于交叉口設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括進(jìn)口道的長度、進(jìn)口道車流流向的類型、進(jìn)口道車流流向上的車道數(shù)，進(jìn)口道車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向；步驟(3)設(shè)計(jì)仿真路網(wǎng)上所有連線的二維元胞劃分方案(3. I)對于邊界流出連線，僅劃分為一維元胞序列；(3. 2)對于邊界流入連線和內(nèi)部連線，劃分為二維元胞網(wǎng)格；步驟(4)設(shè)置參數(shù)，具體包括設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)、設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)、設(shè)置仿真參數(shù)三個(gè)具體步驟(4. I)設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)(4. I. I)對于交叉口，設(shè)置每個(gè)進(jìn)口上車流流向(左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn))的車流比例；(4. I. 2)對于邊界流入連線，設(shè)置進(jìn)入邊界流入連線的實(shí)際流量(pch/h)與可進(jìn)入連線的最大流量(pcu/h)的比值；(4. 2)設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)(4. 2. I)設(shè)定各個(gè)交叉口的信號相位方案及所包含相位的編號，設(shè)定所有車流方向(左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn))所在的信號相位方案編號及相位編號；(4. 2. 2)設(shè)定所有信號相位方案的時(shí)間參數(shù)，時(shí)間參數(shù)包括周期時(shí)長、相位差、相位綠燈時(shí)間、相位黃燈時(shí)間、相位全紅時(shí)間；(4. 3)設(shè)置仿真參數(shù)，具體包括仿真步長、仿真時(shí)長、動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長；步驟(5)進(jìn)行仿真過程，仿真過程包括交通信號仿真、路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真、動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)三個(gè)具體步驟(5. I)交通信號仿真(5. I. I)設(shè)置當(dāng)前相位；(5. I. 2)綠燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定綠燈時(shí)間若為真(“真”的意思為“達(dá)到”，以下的“真”也是這個(gè)意思)，則轉(zhuǎn)向(5. I. 3);若為假(“假”的意思為“未達(dá)到”，以下的“假”也是這個(gè)意思)，則轉(zhuǎn)向(5. I. 2)；(5. I. 3)黃燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定黃燈時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向(5. 1.4);若為假，則轉(zhuǎn)向(5. 1.3)；(5. I. 4)全紅時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定全紅時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向(5. I. I);若為假，則轉(zhuǎn)向(5. 1.4) ; (5. 2)路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真(5. 2. I)以均勻分布生成各個(gè)邊界流入連線在仿真時(shí)段內(nèi)所有仿真步長的進(jìn)入車輛數(shù)；(5. 2. 2)設(shè)置每個(gè)元胞的初始狀態(tài)；(5. 2. 3)推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并計(jì)算每個(gè)元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)及流出的車輛數(shù)；(5. 2. 4)判斷仿真時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的仿真時(shí)長，若為真，則結(jié)束仿真過程；若為假，則轉(zhuǎn)向(5. 2. 3)； (5. 3)動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)(5. 3. I)計(jì)算每個(gè)元胞的狀態(tài)，即元胞是否處于阻塞狀態(tài)，如果元胞流出車輛數(shù)為零且元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)大于零，則元胞處于阻塞狀態(tài)，否則元胞處于暢通狀態(tài)；(5. 3. 2)每個(gè)仿真步長根據(jù)元胞狀態(tài)計(jì)算車輛排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)；(5. 3. 3)當(dāng)仿真時(shí)間為動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長的整數(shù)倍時(shí)，輸出評價(jià)指標(biāo)。最后為了驗(yàn)證本發(fā)明的可行性，本發(fā)明以圖2所示的單個(gè)交叉口為仿真對象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在圖2所示的十字交叉口中，連線L1和L2為內(nèi)部連線，L3和L5為邊界流出連線，L4和L6為邊界流入連線。交叉口的幾何布局如下每條進(jìn)入連線的上游為3車道，下游展寬段為4車道，其中左轉(zhuǎn)車道I條，直行車道2條，右轉(zhuǎn)車道I條；每條流出連線為3車道。每個(gè)進(jìn)口的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)車流比例為1:1:1。在交叉口上設(shè)置一個(gè)四相位信號燈。信號燈周期時(shí)長136s，每個(gè)進(jìn)口上直行車流的綠燈時(shí)長為20s，左轉(zhuǎn)車流的綠燈時(shí)長為40s，左 轉(zhuǎn)車流和直行車流的黃燈時(shí)間為3s，全紅時(shí)間為ls，右轉(zhuǎn)車流不受信號燈控制。連線的一維元胞劃分方案如圖3 (a)所示，二維元胞劃分方案如圖3 (b)所示。在本實(shí)驗(yàn)中，一維元胞劃分方案是指所有的邊界流出連線、邊界流入連線、內(nèi)部連線全部采用如圖3 (a)所示的一維元胞劃分方案；二維元胞劃分方案是指所有的邊界流入連線、內(nèi)部連線全部采用如圖3 (b)所示的二維劃分方案，而所有的邊界流出連線全部采用如圖3 (a)所示的一維元胞劃分方案。一維元胞劃分方案僅沿著車流前進(jìn)方向劃分元胞；與一維元胞劃分方案不同，二維元胞劃分方案將連線劃分為元胞網(wǎng)格。二維元胞劃分方案首先沿著車流前進(jìn)方向?qū)⑦B線劃分為多個(gè)區(qū)段，然后每個(gè)區(qū)段還沿著連線橫向依據(jù)車道組所包含的車道數(shù)被劃分為三個(gè)子區(qū)段，每個(gè)子區(qū)段即為二維元胞劃分方案的元胞。一維元胞劃分方案和二維元胞劃分方案均進(jìn)行10次實(shí)驗(yàn)。在每次仿真過程中，進(jìn)入邊界流入連線的實(shí)際流量(pcu/h)相對于邊界流量連線的最大進(jìn)入流量(pcu/h)的流量比位于區(qū)間[O. 2，O. 25]。一維元胞和二維元胞劃分方案的仿真實(shí)驗(yàn)同時(shí)且獨(dú)立進(jìn)行。對于一維元胞和二維元胞劃分方案而言，在同一次實(shí)驗(yàn)中的每個(gè)仿真步長上，實(shí)驗(yàn)交叉口的所有邊界流入連線的流入流量均相同。元胞參數(shù)如下自由流速度為32. 4km/h、停車波速度為21. 6km/h、阻塞密度為O. 1667pcu/m、平均車輛長度5m/pch ;仿真參數(shù)如下仿真步長Is、數(shù)據(jù)采集間隔2s、仿真時(shí)間3600s。仿真實(shí)驗(yàn)獲取的評價(jià)指標(biāo)或優(yōu)化目標(biāo)數(shù)據(jù)有由一維元胞劃分方案和二維元胞劃分方案估計(jì)的交叉口平均排隊(duì)延誤、由韋伯斯特(Webster)延誤模型計(jì)算的交叉口平均延誤。對動(dòng)態(tài)獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到由一維元胞劃分方案和二維元胞劃分方案所估計(jì)的平均延誤相對于Webster平均延誤的相對誤差。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表I、圖4 (a)、圖4(b)、4 (c)、4 (d)所示。從圖4 (a)、圖4 (b)、4 (c)、4 (d)可以看出，二維元胞劃分方案對于平均延誤的估計(jì)誤差比一維元胞劃分方案要小。即與已有的一維元胞劃分方案相比，本發(fā)明獲得的評價(jià)指標(biāo)的相對誤差更小。表I十次實(shí)驗(yàn)的平均延誤數(shù)據(jù)匯總(s/pcu)
權(quán)利要求
1.一種城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，其包括以下步驟 51、根據(jù)實(shí)際城市道路網(wǎng)構(gòu)造仿真路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 52、設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有連線及交叉口的幾何參數(shù)； 53、設(shè)計(jì)仿真路網(wǎng)上所有連線的二維元胞劃分方案 54、設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)、仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)、仿真參數(shù)； 55、進(jìn)行仿真過程。
2.如權(quán)利要求I所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述步驟SI包括以下具體步驟S1. I將實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有連線編號；S1. 2對實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉口進(jìn)口上的車流流向進(jìn)行編號，車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向；S1. 3建立實(shí)際城市道路網(wǎng)上的所有交叉口進(jìn)口上的車流流向編號與對應(yīng)的流入連線編號和流出連線編號之間的對應(yīng)關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下具體步驟S2. I對于連線設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括連線類型和連線長度，連線類型包括邊界流入連線、邊界流出連線、內(nèi)部連線；S2. 2對于交叉口設(shè)置幾何參數(shù)，幾何參數(shù)包括進(jìn)口道的長度、進(jìn)口道車流流向的類型、進(jìn)口道車流流向上的車道數(shù)，進(jìn)口道車流流向包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)流向。
4.如權(quán)利要求3所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下具體步驟S3. I對于邊界流出連線，僅劃分為一維元胞序列；S3. 2對于邊界流入連線和內(nèi)部連線，劃分為二維元胞網(wǎng)格。
5.如權(quán)利要求4所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述步驟S4包括以下具體步驟S4. I設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)S4. I. I對于交叉口，設(shè)置每個(gè)進(jìn)口上車流流向的車流比例；S4. I. 2對于邊界流入連線，設(shè)置進(jìn)入邊界流入連線的實(shí)際流量與可進(jìn)入連線的最大流量的比值；S4. 2設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)S4. 2. I設(shè)定各個(gè)交叉口的信號相位方案及所包含相位的編號，設(shè)定所有車流方向所在的信號相位方案編號及相位編號；S4. 2. 2設(shè)定所有信號相位方案的時(shí)間參數(shù)，時(shí)間參數(shù)包括周期時(shí)長、相位差、相位綠燈時(shí)間、相位黃燈時(shí)間、相位全紅時(shí)間；S4. 3設(shè)置仿真參數(shù)，具體包括仿真步長、仿真時(shí)長、動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長。
6.如權(quán)利要求5所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述步驟S5包括以下具體步驟交通信號仿真、路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真、動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)三個(gè)具體步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述交通信號仿真步驟包括以下具體步驟S5. I. I設(shè)置當(dāng)前相位；S5. I. 2綠燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定綠燈時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. 1.3 ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. 2 ；S5. I. 3黃燈時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定黃燈時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. 4 ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. 3 ；S5. I. 4全紅時(shí)間向前推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并判斷是否到達(dá)設(shè)定全紅時(shí)間若為真，則轉(zhuǎn)向步驟S5. I. I ;若為假，則轉(zhuǎn)向步驟 S5. 1.4。
8.如權(quán)利要求7所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述路網(wǎng)交通流運(yùn)行仿真步驟包括以下具體步驟S5. 2. I以均勻分布生成各個(gè)邊界流入連線在仿真時(shí)段內(nèi)所有仿真步長的進(jìn)入車輛數(shù)；S5. 2. 2設(shè)置每個(gè)元胞的初始狀態(tài)；S5. 2. 3推進(jìn)一個(gè)仿真步長，并計(jì)算每個(gè)元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)及流出的車輛數(shù)；S5. 2. 4判斷仿真時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)的仿真時(shí)長，若為真，則結(jié)束仿真過程；若為假，則轉(zhuǎn)向步驟S5. 2.3。
9.如權(quán)利要求8所述的城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)獲取優(yōu)化目標(biāo)或評價(jià)指標(biāo)步驟包括以下具體步驟S5. 3. I計(jì)算每個(gè)元胞的狀態(tài)，即元胞是否處于阻塞狀態(tài)，如果元胞流出車輛數(shù)為零且元胞內(nèi)存在的車輛數(shù)大于零，則元胞處于阻塞狀態(tài)，否則元胞處于暢通狀態(tài)；S5. 3. 2每個(gè)仿真步長根據(jù)元胞狀態(tài)計(jì)算車輛排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)；S5. 3. 3當(dāng)仿真時(shí)間為動(dòng)態(tài)獲取評價(jià)指標(biāo)的步長的整數(shù)倍時(shí)，輸出評價(jià)指標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市道路機(jī)動(dòng)車交通信號控制的元胞仿真方法，其包括以下步驟S1、根據(jù)實(shí)際城市道路網(wǎng)構(gòu)造仿真路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；S2、設(shè)置仿真路網(wǎng)上所有連線及交叉口的幾何參數(shù)；S3、設(shè)計(jì)仿真路網(wǎng)上所有連線的二維元胞劃分方案S4、設(shè)置仿真路網(wǎng)的交通流特征參數(shù)、仿真路網(wǎng)上所有交叉口的信號控制參數(shù)、仿真參數(shù)；S5、進(jìn)行仿真過程。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地估計(jì)機(jī)動(dòng)車流在信號控制交叉口進(jìn)口的左轉(zhuǎn)和直行方向上的排隊(duì)長度、排隊(duì)延誤、停車次數(shù)等評價(jià)指標(biāo)或優(yōu)化目標(biāo)，用于城市道路交叉口信號協(xié)調(diào)控制方案優(yōu)化與仿真過程。
文檔編號G08G1/07GK102819958SQ201210308359
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者高云峰, 胡華 申請人:上海海事大學(xué)