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，將交叉口的信號配時劃分為三個相位，以實現(xiàn)交通流的平穩(wěn)、高效和安全運行。

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

3、因此，這種方法可能無法準確地計算非臨界車道上的交通流量。同時，韋伯斯特公式是以車輛延誤時間最小為目標來計算信號配時的一種方法，而其周期時長是建立在車輛延誤的計算基礎之上。因此，如果信號配時的設置導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，建立多個相位比值，再根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長，從而實現(xiàn)更合理準確的信號配時。

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方法，所述方法包括：

4、獲取多相位交通信號配時的輸入?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、基于每個相位雙向車流量差值和雙向距上一個路口距離最小值的差值，計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，建立多個相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長。

7、進一步地，基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長，包括：

8、假設兩個相位周期為t，黃燈時間為ty，全紅時間為tr，三相位綠燈時間比值為t'1：t'2：t'3，三相位綠燈時間為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，建立三個相位綠燈時長比值；

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、進一步地，計算出每個相位的綠信比，包括：

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

24、進一步地，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，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行清晰化計算；

33、在求得清晰值u0后，將u0尺度變換為實際的控制量。

34、進一步地，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的負中、負小、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路口距離最小值的差值ed的負中、負小、零、正小、正中；nmu、nsu、zou、psu、pmu分別代表綠信比u的負中、負小、零、正小、正中。

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

38、1、更精確的信號配時：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方向的實際交通需求，從而實現(xiàn)更合理的信號配時。

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

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

41、4、提升交通安全：合理分配綠燈時長，可以降低因信號配時不合理導致的交通事故風險，提升道路交通安全。

42、此外，本發(fā)明的配時方案能夠縮短車輛在交叉口的等待時間，減少了車輛的怠速運行，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方法能夠提供一種更為智能化和精細化的信號控制策略，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，建立多個相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長，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方法，其特征在于，計算出每個相位的綠信比，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方法，涉及智能交通技術(shù)領域，該方法包括：獲取多相位交通信號配時的輸入?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；基于每個相位雙向車流量差值和雙向距上一個路口距離最小值的差值，計算出每個相位的綠信比；基于各相位的綠信比，通過各比值同分，建立多個相位比值；根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長。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，建立多個相位比值，再根據(jù)總的協(xié)同周期，求出各相位綠燈時長，從而實現(xiàn)更合理準確的信號配時。

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