防止大都市中心区交通堵塞的方法

摘要

本发明公开了一种防止大都市中心区交通堵塞的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)建立单向行驶高速路：选择两条间隔一定距离且平行穿过市中心的双向行驶的主干道，将这两条主干道变成两条行驶方向相反的单向行驶高速路；2)控制单向行驶高速路上的车辆以接近路段规定的最高速度行驶；3)对单向行驶高速路上的各路口的红绿灯进行控制；第四步：根据计算所得的每个路口的信号周期时长C0和每个路口绿灯点亮时间控制红绿灯，使车辆在行驶至路口时红绿灯刚好亮起绿灯。本发明通过建立单向行驶高速路，并对车辆速度和高速路上的路口红绿灯的绿灯点亮时间进行控制，使车流在进入路口时红绿灯的绿灯刚好亮起，从而能有效防止市中心主干道的交通拥堵。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别涉及一种防止大都市中心区交通堵塞的方 法。

背景技术

在中国，汽车业的迅猛发展让城市的汽车拥有量剧增，城市化和城市的规划布局 让居住更密集，众多的人生活在狭小的空间里，大量的公寓高楼林立，人口密度过大，十字 路口鳞次栉比，商业区集中在少数极度拥挤的“黄金地段”，更造成了交通过于集中。而城市 建设又没有考虑到那么多私家车，停车位缺乏，导致路边停车位影响了可用马路的运力。国 内大城市建设更多的是二环、三环和四环等封闭式绕城环路，而缺乏类似穿过美国城市中 心区域，呈直线的多条平行的南北以及东西走向的市内封闭高速公路，也缺乏方向可改变 的拼车专用通道。

目前不少大都市采用限号行驶的方式以期望减轻交通拥堵，但限号行驶会给众多 人带来不便，同时缓解交通拥堵的效果也不明显。如在美国只需要开车十分钟的路程，在国 内实行限号行驶的大城市往往要耗费半个小时，而交通拥堵路处往往是设有红绿灯的路 口，路口通过率低是造成交通堵塞的主要原因。由于市内交通高峰时段，车辆每到一个路口 几乎都是先见到红灯，绿灯总是躲在红灯后面，这导致一路上汽车都会不间断经历在路口 减速停车等待再加速的过程，车辆处于慢速行驶状态，严重降低了单位时间内路口的车辆 通行率。

因此，城市交通的瓶颈是路口，尤其是设置了红绿灯的十字路口。对于十字路口堵 塞的瓶颈怎么打破，现有的App大数据分析收效甚微，因为大数据分析的结果主要是让司机 重新规划路线，避开拥堵的地方，让情况不至于严重恶化，但是并不能解决已经存在的拥堵 问题；而如何解决大都市交通拥堵则是人们更在乎的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种防止大都市中心区交通堵塞的方法，以解决 大都市中心区交通堵塞的技术问题。

本发明防止大都市中心区交通堵塞的方法，包括以下步骤：

1)建立单向行驶高速路

选择两条间隔一定距离且平行穿过市中心的双向行驶的主干道，将这两条主干道 变成两条行驶方向相反的单向行驶高速路；

或者选择一条穿过市中心的双向行驶主干道，再选择二至四条与双向行驶主干道 平行穿过市中心的非主干道，将双向行驶主干道变成单向行驶高速路，再将所选择的各条 非主干道的行驶方向设置成与前述单向行驶高速路相反；

2)控制单向行驶高速路上的车辆以接近路段规定的最高速度行驶；

3)对单向行驶高速路上的各路口的路口红绿灯进行控制

第一步：根据公式:求得每一个路口红绿灯的信号周期时长C₀,式 中：L为路口红绿灯每个周期的损失时间,L＝l+A+R，其中l为车辆启动损失时间，A为全红灯 时间,R为黄灯时间；Y为道路车流量比总和，其中q_i为当前道路车流量，s_i为道路 饱和车流量；

第二步：通过公式：获得绿信比λ，其中为有效绿灯 时间；

第三步：测量相邻路口间的距离，并通过公式：获得相邻两路口间的 相位差Δt_i,i+1，其中L_i,i+1为第i个路口与第i+1个路口之间的距离，V_i,i+1为通过步骤2)所得 的车辆在第i个路口与第i+1个路口之间的行驶速度，i为自然数，则获得A₁路口绿灯亮起时 间为t，A₂路口的绿灯亮起时间应为A₃路口的绿灯亮起时间应为以此 类推，得到每个路口的绿灯点亮时间；

第四步：根据计算所得的每个路口红绿灯的信号周期时长C₀和每个路口红绿灯的 绿灯点亮时间控制红绿灯，使车辆在行驶至路口时红绿灯刚好亮起绿灯。

进一步，还包括步骤4)：通过导航指导车辆在目的地后方且距离目的地最近的下 道口驶离单向行驶高速路，并通过导航指导车辆通过左转绕行的方式到达位于下道口前方 的目的地。

进一步，本防止大都市中心区交通堵塞的方法还包括在路口后方50m处设置辅助 红绿灯，所述辅助红绿灯的周期与其前方的路口红绿灯的周期相同，所述辅助红绿灯的绿 灯起始亮起点比路口红绿灯的绿灯提前10s。

本发明的有益效果：

本发明防止大都市中心区交通堵塞的方法，其通过建立单向行驶高速路，并对车 辆速度和高速路上的路口红绿灯的绿灯点亮时间进行控制，使车流在进入路口时红绿灯的 绿灯刚好亮起，从而能有效防止市中心主干道的交通拥堵。

附图说明

图1为单向行驶高速路的结构示意图；

图2为绿灯控制时距图；

图3为辅助红绿灯的设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

本实施例防止大都市中心区交通堵塞的方法，包括以下步骤：

1)建立单向行驶高速路

选择两条间隔一定距离且平行穿过市中心的双向行驶的主干道，将这两条主干道 变成两条行驶方向相反的单向行驶高速路；

当然在具体实施例中，若找不到两条平行穿过市中心的双向行驶的主干道，也可 以选择一条穿过市中心的双向行驶主干道，再选择二至四条与双向行驶主干道平行穿过市 中心的非主干道，将双向行驶主干道变成单向行驶高速路，再将所选择的各条非主干道的 行驶方向设置成与前述单向行驶高速路相反；

2)控制单向行驶高速路上的车辆以接近路段规定的最高速度行驶；

3)对单向行驶高速路上的各路口的路口红绿灯进行控制

第一步：根据公式:求得每一个路口红绿灯的信号周期时长C₀,式 中：L为路口红绿灯每个周期的损失时间,L＝l+A+R，其中l为车辆启动损失时间，A为全红灯 时间,R为黄灯时间；Y为道路车流量比总和，其中q_i为当前道路车流量，s_i为道路 饱和车流量；

第二步：通过公式：获得绿信比λ，其中为有效绿灯 时间；

第三步：测量相邻路口间的距离，并通过公式：获得相邻两路口间的 相位差Δt_i,i+1，其中L_i,i+1为第i个路口与第i+1个路口之间的距离，V_i,i+1为通过步骤2)所得 的车辆在第i个路口与第i+1个路口之间的行驶速度，i为自然数，则获得A₁路口绿灯亮起时 间为t，A₂路口的绿灯亮起时间应为A₃路口的绿灯亮起时间应为以此 类推，得到每个路口的绿灯点亮时间；相位差Δt_i,i+1可通过如图2所示的图像法进行求解， 其具体过程为：

a)在横坐标上，根据相邻路口的距离，绘制出代表信号灯颜色的柱形；

b)从第一个路口的绿灯时间的始端和末端分别绘制出以绿波带通过速度倒数为 斜率的两条斜线，两条斜线与表示各路口信号灯颜色的柱形相交的部分，即为该路口的绿 灯亮起部分。

c)按以上两步绘制出时距图后，即可得到相邻两路口间的相位差：

${\mathrm{\Delta t}}_{i,i+1}=\frac{L_{i,i+1}}{V_{i,i+1}}.$

第四步：根据计算所得的每个路口红绿灯的信号周期时长C₀和每个路口绿灯点亮 时间控制红绿灯，使车辆在行驶至路口时红绿灯刚好亮起绿灯。

本实施例防止大都市中心区交通堵塞的方法，其通过建立单向行驶高速路，并对 车辆速度和高速路上的路口红绿灯的绿灯点亮时间进行控制，使车流在进入路口时红绿灯 的绿灯刚好亮起，从而能有效防止市中心主干道的交通拥堵。

作为对本实施例的改进，本防止大都市中心区交通堵塞的方法还包括步骤4)：通 过导航指导车辆在目的地后方且距离目的地最近的下道口驶离单向行驶高速路，并通过导 航指导车辆通过左转绕行的方式到达位于下道口前方的目的地。对于一些自行车流量较大 的城市，自行车道设置于机动车道的右边，本改进通过使车辆采用左转绕行的方式到达目 的地，车辆行驶过程中不与其右边的自行车车流冲突，能提高行车安全性，并能更好的防止 路口堵塞的问题。

作为对本实施例的改进，本防止大都市中心区交通堵塞的方法，还包括在路口后 方50m处设置辅助红绿灯1，所述辅助红绿灯的周期与其前方的路口红绿灯2的周期相同，所 述辅助红绿灯的绿灯起始亮起点比路口红绿灯的绿灯提前10s。在具体实施中，通常会存在 少量车辆没有按路段规定的速度行驶的情况，这样必然会有一些车辆在行驶至路口时路口 红绿灯不是绿灯，而车辆停留在路口前方容易导致路口堵塞问题，本改进通过在路口后方 设置辅助红绿灯，对于没按规定路段速度行驶的车辆，其会提前在辅助红绿灯处遭遇红灯 而停下，同时由于辅助红绿灯的绿灯起始亮起点比路口红绿灯的绿灯提前10s，因此其能提 前起步加速，当车辆到达路口红绿灯时，其车速已经提高到较高速度，从而能快速通过路 口，这样单位时间通过路口的车流量更多，能更好的解决路口拥堵问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。