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智慧交通中绿波协调

井冈山_阳春 发表于 2020-06-22 10:40:17 06-22 10:40
井冈山_阳春 发表于 2020-06-22 10:40:17 2020/06/22
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【摘要】 1. 绿波协调基本介绍道路相交的路口通常需要信号灯来分配道路的使用权,以单个路口为对象进行配时控制,成为单路口信号灯控制,进一步地,一条道路上可能有多个交叉口,如图一所示,若以多路口为研究对象,考虑车辆在多个路口可以不停车通过,这就是多路口的绿波协调。路口之间的协调,最重要的就是协调相位的绿灯启亮时间差,也就是相位差。进一步地,绿波协调可以分为单向协调和双向协调,下面对这两种协调方式作简单...

1.  绿波协调基本介绍

道路相交的路口通常需要信号灯来分配道路的使用权,以单个路口为对象进行配时控制,成为单路口信号灯控制,进一步地,一条道路上可能有多个交叉口,如图一所示,若以多路口为研究对象,考虑车辆在多个路口可以不停车通过,这就是多路口的绿波协调。路口之间的协调,最重要的就是协调相位的绿灯启亮时间差,也就是相位差。进一步地,绿波协调可以分为单向协调和双向协调,下面对这两种协调方式作简单地介绍。



1.多路口示意图

2.单向协调

单向协调是指只考虑沿道路的某个方向进行协调,比如南向北的方向。直观上,单向协调比较好理解,其相位差也比较好计算,如下式所示:

offset = L/v

其中L表示路口之间的道路长度,v是车辆的行驶速度。上面的计算公式没有考虑路口车辆的排队长度,如果有排队长度,还是按照上式来设置相位差,则上游路口的车辆会“撞上”下游排队车辆的车尾,导致协调失效。这时,若上游车辆还是想不停车通过下游路口,那么久首先需要下游路口清空排队长度,那么相位差的设置就变为:

offset=L/v - tau

其中,tau是下游路口清空排队车辆的时间。

3.双向协调

2. 双向绿波协调示意图

双向协调是指通过设定一个相位差,让道路的两个行进方向上都有绿波协调效果,如图3所示。求解双向协调相位差的方法相对来说比较复杂,比较经典的有图解法、数解法以及数学规划方法,其中图解法和数解法是比较经典的算法,是基于同步式和交互式协调的算法,利用这两种算法有比较强的前提条件,例如交叉口的相位必须采用对放相位等。利用数学规划来求解双向绿波相位差的方法,比较经典的有MAXBAND方法、Multi-band方法等,这些方法都以最大绿波带宽为优化目标,这些方法被业界广泛采用,可以根据实际情况对原始的规划模型进行修改与拓展,灵活性高。下面是MAXBAND方法的具体数学规划模型,是一个MILP模型。


 


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