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基于感应控制的交叉口信号控制 0 应收控制比较 近年来，道路交通量急剧增加，道路问题已成为现代城市必须解决的重要问题之一。适当的控制策略可以提高交叉口的可及性。对于一些交通流量小、随机波动大的交叉口，应采用响应控制。 经典的感应控制采用车来即延时的策略, 根据经验设定固定的初始绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间等参数, 控制策略单一, 很难适应动态的交通流状况。为了达到比较理想的控制效果, 一些学者对感应控制的配时进行了深入研究, 翟润平等就对延时策略进行了改进 本文对交通感应控制中的信号配时进行了研究 1 感应信号控制方式 感应控制是通过车辆检测器检测到的车辆到达情况, 动态调整各相位的配时以适应交通变化的一种实时控制方式, 是一种典型的反馈控制过程, 适用于交通流量不大但波动较大的交叉口控制。 传统的感应控制方式可分为半感应控制和全感应控制 感应信号控制的三个基本参数分别为:最小绿灯时间、单位绿灯延长时间、最大绿灯时间。而检测器的埋设位置、相位相序的选择也对感应控制的控制效果有重要的影响。 2 感应控制主要参数的配时计算方法 本文主要研究单个交叉口的四相位全感应控制方法。为了达到较好的控制效果, 就必须对感应控制的主要参数进行合理的配时, 如图1所示, 图中箭头表示该相位允许通过的车流方向, 规定所有右转车辆可自由通行。考虑到车流的动态变化, 设计出一种动态相序的控制算法, 并对初始绿灯时间、绿灯延长时间、最小和最大绿灯时间给出了计算方法。 2.1 初始绿灯时间g 经典的感应控制通常采用固定初始绿灯时间, 本文为了提高交叉口的通行能力, 采用初始绿灯时间可变的方法, 即在第i相位获得通行权的时刻, 检测检测器与停车线之间的车辆排队长度Q 其中, Q 2.2 口道行驶速度行驶 各相位的单位绿灯延长时间要保证车辆按进口道的行驶速度行驶时, 能够行驶完检测器到停车线之间的距离, 保证车辆在该延时内能够顺利通过停车线, 即满足: 其中, D 2.3 最大蓝色信号时间 最小绿灯时间是信号相位获得通行权时所必须保证的绿灯时间, 等于初始绿灯时间与单位绿灯延时之和, 最小绿灯时间有: 其中:G 2.4 相位绿灯时间g 最大绿灯时间, 即为了保持最佳绿信比分配而确定的相位绿灯时间。它是相位绿灯时间的延长极限。当到达最大绿灯时间时, 强制绿灯结束并改变相位, 最大绿灯时间一般定为30-60s 3 车辆到达情况和排放系统 本文采用在所有进口道都埋设一对检测器的方法, 以检测各车道的车辆到达情况和排队长度, 如图2所示, 其中一组检测器设置在刚刚越过停车线的位置, 另一组检测器设置在停车线下游离停车线距离为D 其中:h 4 相位绿灯算法 为了有效减小车辆平均延误, 本文针对前文所述的单交叉口四相位全感应控制提出可变相序的感应控制算法, 根据各相位的排队长度和平均等待时间确定一个优先值W 具体算法如下: Step 1初始化, 给每一相位任意车辆排队长度, 把通行权交给排队长度最长的相位; Step 2给获得通行权的相位一个初始绿灯时间; Step 3给本相位一个单位绿灯延长时间。 Step 4检测本相位是否有车到达, 无车, 到Step5, 有车, 判断本相位绿灯时间是否到达最大绿灯时间, 是, 到Step5, 否, 到Step3。 Step 5计算各红灯相位的优先值, 把通行权交给优先值最高的那个相位, 到Step2; 5 仿真结果运用 为了验证本文所提出的算法的有效性, 本文通过仿真平台上对经典感应控制算法和本文提出的动态相序的感应控制算法进行了比较实验, 仿真软件采用微观交通仿真软件--USTCMTS1.0系统, 因为感应控制只适用于饱和度不高的交通流条件, 故取饱和度低于0.6的情况进行实验, 仿真所选取的交叉路口的宽度为:东西方向和南北方向的道路宽度均为10.5m, 仿真运行6000s, 以车辆的平均延误作为标准, 得到两种算法的平均延误, 图4是根据仿真结果使用MATLAB所绘制的图形。 由仿真结果我们可以看出, 本文所提出的动态相序的感应控制的平均延误要明显低于经典感应控制的平均延误。 6 动态初始绿灯时间的多相位感应控制算法 本文以单交叉口的感应控制为研究背景, 针对经典感应控制算法相序固定、配时参数固定的缺点, 提出一种变相序的、动态初始绿灯时间的多相位感应控制算法, 仿真结果表明, 改进后的感应控制算法较经典的感应控制算法有效地降低了车辆的平均延误, 能够适应动态的交通流状况。