具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

某一南北向协调干道上共有5个信号交叉口，相邻交叉口间距由北往南依次为500m、380m、420m、140m，绿波带速度为10m/s。各交叉口信号配时设计的绿信比分配情况如表1。

表1各交叉口信号配时设计绿信比分配

如图1所示的一种适于进口单放的双向绿波带迭代优化图解方法，包括以下步骤：

步骤S1、干道双向绿波协调设计初始综合优化，包括确定基准交叉口I₁、初始公共信号周期C₁、交叉口调整间距D_p和速度优化范围，并设置初始干道绿波速度，根据初始干道绿波速度确定各交叉口的初始相位相序组合、相位差及干道绿波调整速度，获得上下限瓶颈交叉口集合，具体步骤如下：

S101、确定基准交叉口I₁；

若目标协调干道为东西走向，则定义由西往东为协调正向、由东往西为协调反向，西、东、北、南依次对应相位a、b、c、d；若目标干道为南北走向，则定义由北往南为协调正向、由南往北为协调反向，北、南、西、东依次对应相位a、b、c、d；假设目标协调干道上有n个信号交叉口，将交叉口按照协调正向升序命名，选定某个端点交叉口作为基准交叉口I₁，将第p(2≤p≤n)个信号交叉口记为交叉口I_p；将交叉口I_p(1≤p≤n)相位a、b、c、d的绿信比依次记为λ_ap、λ_bp、λ_cp、λ_dp，相位时间依次记为t_ap、t_bp、t_cp、t_dp，为表述方便，在此假定相位的有效绿灯时间与绿灯时间及相位时间近似相等；

将各交叉口相位a的起始时刻点定义为周期起点；根据各交叉口相位a与相位b的位置关系可将交叉口相序设置方案分为4种：将a-b-c-d或a-b-d-c记为方案1；将a-c-b-d记为方案2；将a-d-b-c记为方案3；将a-c-d-b或a-d-c-b记为方案4；

本实施例中，以由北往南的方向作为协调正向，将由北往南直行车队经过的第一个交叉口定义为基准交叉口I₁，沿协调正向依次将干道上的第p(2≤p≤n)个信号交叉口标记为交叉口I_p。

S102、确定初始公共信号周期C₁；

公共信号周期C的取值范围将取决于最小允许公共信号周期C_min与最大允许公共信号周期C_max，可记为[C_min,C_max]，将绿波协调设计的初始公共信号周期C₁取为公共信号周期允许变化范围的中点：

本实施例中，公共信号周期C的取值范围为[90,110]s；初始公共信号周期C₁取为100s。

S103、确定交叉口调整间距D_p；

已知交叉口I_p与交叉口I_p+1(1≤p≤n-1)的实际间距为d_p，路段绿波设计速度为v_p；在保持路段行驶时间不变的条件下对交叉口间距与行驶车速进行比例调整，调整前后所对应的干道绿波带宽不会发生改变，如图2a)-图2b)所示；因此，本文将通过对交叉口间距进行调整，使得路段绿波设计速度统一转换为干道绿波设计速度V；在交叉口间距调整过程中，交叉口I_p与基准交叉口I₁的调整间距D_p可由式(2)进行计算：

本实施例中，由于干道各路段绿波设计速度均设置为10m/s，故无需对交叉口间距进行调整。

S104、确定速度优化范围；

在时距图中时间与速度成反比例关系，当保持公共信号周期C与干道绿波设计速度V的乘积不变时，所对应的双向绿波带宽与信号周期的比值保持不变，即双向绿波协调优化效果保持不变，如图3a)-图3b)所示；因此，在保持初始公共信号周期C₁不变的情况下，干道绿波调整速度V_w应满足式(3)：

本实施例中，根据干道绿波设计速度(V＝10m/s)与公共信号周期取值范围(C∈[90,110]s)，可以确定干道绿波调整速度V_w的优化范围为[9,11]m/s。

S105、初始干道绿波速度的设置；

在对交叉口信号相序与相位差进行初始优化时，为了避免出现由于仅设置单个初始干道绿波速度而导致优化设计陷入局部最优的问题，可以考虑将初始干道绿波速度分为多值进行并行优化搜索；在此在保持初始公共信号周期C₁不变的情况下，通过将干道绿波调整速度取值范围等分为3段，分别将每段速度范围的中值V·(C_min+1/6·ΔC)/C₁、V·(C_min+1/2·ΔC)/C₁、V·(C_min+5/6·ΔC)/C₁设置为3个初始干道绿波速度值V_I1、V_I2、V_I3，其中ΔC为公共信号周期优化范围，即最大允许公共信号周期C_max与最小允许公共信号周期C_min之差，如图4所示；通过分别搜索和比选不同初始干道绿波速度下的交叉口最佳相序组合方案，可以实现相序组合、公共信号周期及相位差的初始综合优化；

本实施例中，保持初始公共信号周期C₁不变，将干道绿波调整速度取值范围[9,11]m/s等分为3段，分别将每段速度范围的中值9.3m/s、10m/s、10.7m/s设置为3个初始干道绿波速度值V_I1、V_I2、V_I3，再搜索和比选不同初始干道绿波速度下的交叉口最佳相序组合方案。

S106、非基准交叉口正向初始绿灯中心时刻点的确定；

首先需要确定协调正向初始绿灯中心时刻点，即非基准交叉口相位a的初始绿灯中心时刻点；例如，针对第x个初始干道绿波速度值V_Ix，通过坐标原点作正向绿波轨迹特征线斜率为初始干道绿波速度值V_Ix的倒数，将正向绿波轨迹特征线与交叉口I_p(2≤p≤n)时间线的交点记为交叉口I_p相位a的初始绿灯中心时刻点，如图5a)-图5d)所示。

本实施例中，例如，当初始干道绿波调整速度取为V_I1时，从坐标原点作正向绿波轨迹特征线正向绿波轨迹特征线与交叉口I_p(2≤p≤5)时间线交于点记为I_p相位a的初始绿灯中心时刻点，如图13a)-图13d)所示。

S107、非基准交叉口反向初始绿灯中心时刻点的确定；

针对交叉口I₁的不同相序设置方案，基于协调正向初始绿灯中心时刻点，可以确定协调反向初始绿灯中心时刻点，即非基准交叉口相位b的初始绿灯中心时刻点；例如，针对初始干道绿波速度值V_Ix，对于交叉口I₁的第i种相序方案，过交叉口I₁相位b的绿灯中心时刻点作反向绿波轨迹特征线斜率为初始干道绿波速度值V_Ix倒数的相反数；将反向绿波轨迹特征线与交叉口I_p(2≤p≤n)时间线的交点经垂直平移若干个初始公共信号周期C₁后紧随交叉口I_p相位a的初始绿灯中心时刻点的时刻点记为交叉口I_p相位b的初始绿灯中心时刻点，如图5a)-图5d)所示；

当交叉口I₁选择第i种相序方案时，将交叉口I_p相位a的初始绿灯中心时刻点超前于交叉口I_p相位b的初始绿灯中心时刻点的时长记为t_I(i,p)，定义正反向协调相位之间的间隙时间为Δt_I(i,p)，其大小满足式(4)：

本实施例中，在基准交叉口I₁的第i种相序方案下，过交叉口I₁相位b的绿灯中心时刻点作反向绿波轨迹特征线确定各交叉口相位b初始绿灯中心时刻点如图14a)-图14d)所示。

S108、非基准交叉口正反向绿灯中心时刻点的初始优化；

为了均衡正反向的协调效果，应对非基准交叉口正反向的初始绿灯中心时刻点进行调整优化，同时以确定非基准交叉口的初始相位差；例如，当交叉口I₁与交叉口I_p分别选择其第i种与第k种相序方案时，应保证交叉口I_p相位a的调整后绿灯中心时刻点与交叉口I_p相位b的调整后绿灯中心时刻点的中点与调整前交叉口I_p相位a的初始绿灯中心时刻点与交叉口I_p相位b的初始绿灯中心时刻点的中点重合，如图6a)-图6d)所示；

当交叉口I₁选择第i种相序方案时，将交叉口I_p选择第k种相序方案所产生的双向绿波带宽偏移量记为Δb_(i,p,k)，可以推知，当交叉口I_p依次选择相序方案1、2、3、4时，所对应的带宽偏移量Δb_(i,p,k)依次等于

当交叉口I₁选择第i种相序方案时，将交叉口I_p选择第k种相序方案所对应的交叉口I_p相位a的初始绿灯中心时刻点与交叉口I_p相位a的调整后绿灯中心时刻点纵坐标之差记为纵向偏移距离Δy_I(i,p)。通过比较正反向协调相位之间的间隙时间Δt_I(i,p)与相位c绿灯时间t_cp和相位d绿灯时间t_dp之间的关系，可以判断交叉口I_p的最佳初始相序方案，并计算纵向偏移距离Δy_I(i,p)，如表2所示；

表2最佳相序方案判断规则整合表

本实施例中，计算I₁选取不同相序方案时，I₂、I₃、I₄、I₅对应的最小双向绿波带宽偏移量和最佳相序方案如图14所示；

如图14c)所示，当交叉口I₁采用相序方案3时，相关计算情况如表3所示。

表3案例中速度取V_I1时I₁相序方案3下各交叉口最佳相序组合计算表

S109、各交叉口初始相序方案的确定；

考虑到应使各交叉口相位a、b的偏移量均等，故在交叉口I₁的4种相序方案中选取干道偏移量Δy_Ii最小的方案i^*作为交叉口I₁的初始相序方案，该方案所对应的各交叉口最佳相序方案即为其初始相序方案；干道偏移量Δy_Ii应满足式(5)，相序方案i^*所对应的干道偏移量应满足式(6)：

Δy_Ii＝max(Δy_I(i,2),Δy_I(i,3)...Δy_I(i,n),0)-min(Δy_I(i,2),Δy_I(i,3)...Δy_I(i,n),0) (5)

本实施例中，可以计算交叉口I₁采用不同相序方案时，干道偏移量分别为Δy_I1＝6.84，Δy_I2＝7.64，Δy_I3＝5.33，Δy_I4＝15.98；由于Δy_I3取值最小，故确定交叉口I₁的初始相序方案为方案3，a-d-b-c，该类型下对应交叉口I₂、I₃、I₄、I₅的最佳相序方案依次为a-d-b-c、a-c-d-b或a-d-c-b、a-c-d-b或a-d-c-b、a-c-b-d。

S110、绿波轨迹特征线及干道调整速度的更新；

计算相序方案i^*下各交叉口相位a的初始绿灯中心时刻点偏移距离等效调整量如式(7)所示；根据偏移距离等效调整量计算相序方案i^*总的偏移距离等效调整量如式(8)所示；在交叉口I_n相位a的初始绿灯中心时刻点上叠加相序方案i^*总的偏移距离等效调整量Δy_Ai*生成调整点O_A，其纵坐标记为y_A；

其中，为I_p相位a的初始绿灯中心时刻点等效调整系数；连接坐标轴原点与调整点O_A形成线计算线所对应的干道调整速度如式(9)所示：

判断线所对应的干道调整速度是否在干道绿波调整速度优化范围内；若在，将线赋予正向调整绿波轨迹特征线将干道调整速度赋予干道绿波调整速度若不在，则保持正向绿波轨迹特征线不变，即正向调整绿波轨迹特征线与正向绿波轨迹特征线相同，干道绿波调整速度与初始干道绿波速度V_Ix相等；

本实施例中，可以计算交叉口交叉口I₁取初始相序方案3时，交叉口I₂、I₃、I₄、I₅相位a初始绿灯中心时刻点的偏移距离等效调整量Δy_A(3,p)依次为：-5.07，-3.47，3.56，-1.84。计算相序方案3总的偏移距离等效调整量Δy_A3＝-0.755，在交叉口I₅相位a的初始绿灯中心时刻点上叠加Δy_A3生成调整点O_A，连接坐标轴原点与O_A，形成线其对应的干道调整速度在干道绿波调整速度优化范围内，因此线赋予正向调整绿波轨迹特征线将干道调整速度赋予干道绿波调整速度如图15所示。

S111、干道绿波调整速度的初始优化；

分别计算不同初始干道绿波速度如V_I1、V_I2、V_I3所对应的交叉口最佳相序组合方案及其双向绿波带宽总和，选取对应带宽最大的相序组合方案为初始优化方案，将对应的调整速度设置为干道绿波初始优化速度V₀。

本实施例中，分别取初始干道绿波速度为V_I2、V_I3重复上述步骤，计算得到不同初始干道绿波速度V_I1、V_I2、V_I3所对应的交叉口最佳相序组合方案下及其双向绿波带宽总和分别为51.10s、56.11s、42.03s，选择获得最大带宽的初始干道绿波调整速度V_I2对应的相序组合方案为初始优化方案，对应的干道绿波调整速度为干道绿波调整速度V₀＝9.97m/s。

步骤S2、设置迭代优化判断变量F，判断上下限瓶颈交叉口集合是否满足相序再优化判定条件，通过调整交叉口相序完成相序再优化，更新上下限瓶颈交叉口集合，具体步骤如下：

S201、在每一轮的迭代优化过程中，首先初始化布尔型迭代优化判断变量F＝0；然后依次执行相序再优化、信号周期再优化和相位差再优化步骤，若当前方案满足任意一种再优化条件，则令迭代优化判断变量F＝1，并通过判断进入下一轮迭代优化，若当前方案不满足任何一种再优化条件，即迭代优化判断变量F保持为0，则迭代优化过程终止，输出迭代优化后的相序组合、公共信号周期和相位差的最优设计方案；

本实施例中，初始化布尔型迭代优化判断变量F＝0。

S202、若交叉口I_p为正向绿波带的上限瓶颈交叉口，则其对应的瓶颈节点记为若交叉口I_p为正向绿波带的下限瓶颈交叉口，则其对应的瓶颈节点记为若交叉口I_p为反向绿波带的上限瓶颈交叉口，则其对应的上限瓶颈节点记为若交叉口I_p为反向绿波带的下限瓶颈交叉口，则其对应的上限瓶颈节点记为将第m次相序再优化判定所得的正向绿波带的上限瓶颈交叉口纳入集合正向绿波带的下限瓶颈交叉口纳入集合反向绿波带的上限瓶颈交叉口纳入集合反向绿波带的下限瓶颈交叉口纳入集合并将集合中各元素按交叉口编号升序排序；

在第m次相序再优化判定中，根据集合和包含交叉口情况判断是否存在交叉口I_j(1≤j≤n)满足相序再优化条件，若满足再优化判定条件及要求，则按照交叉口编号从小到大依次为满足条件的交叉口进行相序再优化，并注意在相序调整过程中保证交叉口相位a、b的绿灯中心时刻点的中点不变，且遵循逐步优化原则进行再优化设计，即在每一次相序优化调整过程中优先选择协调相位间隙时间调整量较小的可选优化方案；若不满足再优化判定条件及要求，则可结束本轮相序再优化过程。所述相序再优化判定条件及要求为

条件1：若即存在交叉口I_j同时为正向绿波带的上限瓶颈交叉口与反向绿波带的下限瓶颈交叉口；

若交叉口I_j相序为a-b-c-d或a-b-d-c，则令其第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝0；若交叉口I_j相序为a-c-b-d，当t_cj≤t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-b-c-d，如图7a)所示，当t_cj>t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-d-b-c，如图7b)所示；若交叉口I_j相序为a-d-b-c，当t_cj<t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-b-d，当t_cj≥t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-b-c-d；若交叉口I_j相序为a-c-d-b或a-d-c-b，当t_cj≤t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-d-b-c，当t_cj>t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-b-d；

根据以上相序调换情况，计算调整后的正向绿波带宽与反向绿波带宽计算交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)的取值如式(10)所示：

若交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝0，则不变更该交叉口的相序设置情况，继续对满足条件1的下一个交叉口进行相序再优化判断，直至所有满足条件1的交叉口的相序再优化判定变量均为零，则继续对满足条件2的交叉口进行相序再优化判断；若交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝1，则根据优化调整结果更新交叉口I_j的相序设置、干道的正向绿波带宽与反向绿波带宽以及瓶颈交叉口集合 并将迭代优化判断变量F＝1，结束本次判断后重新开始第m+1次交叉口相序再优化判断；

条件2：即存在交叉口I_j同时为正向绿波带的下限瓶颈交叉口与反向绿波带的上限瓶颈交叉口；

若交叉口I_j相序为a-b-c-d或a-b-d-c，当t_cj≤t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-b-d，当t_cj>t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-d-b-c；若交叉口I_j相序为a-c-b-d，当t_cj<t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-d-b-c，当t_cj≥t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-d-b或a-d-c-b；若交叉口I_j相序为a-d-b-c，当t_cj≤t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-d-b或a-d-c-b，当t_cj>t_dj时，将交叉口I_j的相序调整为a-c-b-d；若交叉口I_j相序为a-c-d-b或a-d-c-b时，则令其交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝0；

同样，根据以上相序调换情况，计算调整后的正向绿波带宽与反向绿波带宽计算交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)的取值如式(10)所示；

若交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝0，则不变更该交叉口的相序设置情况，继续对满足条件2的下一个交叉口进行相序再优化判断，直至所有满足条件2的交叉口的相序再优化判定变量均为零，则结束相序再优化判断；若交叉口I_j第m次相序再优化判定变量k_P(m,j)＝1，则根据优化调整结果更新交叉口I_j的相序设置、干道的正向绿波带宽与反向绿波带宽以及瓶颈交叉口集合并将迭代优化判断变量F＝1，结束本次判断后重新开始第m+1次交叉口相序再优化判断；

本实施例中，根据初始相序优化结果，正向绿波带的上限瓶颈节点有下限瓶颈节点有反向绿波带的上限瓶颈节点有下限瓶颈节点有初始正反向绿波带的上下限瓶颈交叉口集合由于不存在交叉口满足相序再优化判定情况，故可结束第一轮相序再优化过程。

步骤S3、根据上下限瓶颈交叉口集合及正反向绿波带的旋转变化规律判断是否满足进行旋转变换条件，通过旋转绿波轨迹特征线完成信号周期再优化，更新上下限瓶颈交叉口集合，具体步骤如下：

S301、在信号周期再优化过程中，假定经过第m次绿波轨迹特征线旋转变换后得到的正向绿波带宽与反向绿波带宽为上下限绿波轨迹特征线为上下限瓶颈交叉口集合为

在进行第m次旋转变换前，首先需要根据集合判断是否满足进行旋转变换的条件。若满足，则根据满足条件确定绿波轨迹特征线的旋转角度，完成此次旋转变换，并将迭代优化判断变量F＝1，进入第m+1次旋转变换优化过程；若不满足，则停止旋转变换，完成本轮信号周期再优化；

本实施例中，结束第一轮相序再优化过程后，可以得到信号周期优化的初始正向绿波带宽初始反向绿波带宽正反向绿波带的初始上下限瓶颈交叉口集合

S302、绿波轨迹特征线旋转优化判断；

若当前集合以及与满足以下情况之一，则可以进行第m次信号周期再优化；

情况1：正向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的上游，且反向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的下游；假定均满足j<l，且均满足g>h，减小干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大，如图8a)-图8b)所示；

情况2：正向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的下游，且反向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的上游；假定均满足j>l，且均满足g<h，增大干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大；

情况3：正向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的上游，反向绿波带的上限瓶颈交叉口并不都位于下限瓶颈交叉口的下游，且假定 均满足j<l，且减小干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大，如图9a)-图9b)所示；

情况4：正向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的下游，反向绿波带的上限瓶颈交叉口并不都位于下限瓶颈交叉口的上游，且假定 均满足j>l，且增大干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大；

情况5：反向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的上游，正向绿波带的上限瓶颈交叉口并不都位于下限瓶颈交叉口的下游，且假定 均满足g<h，且增大干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大；

情况6：反向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的下游，正向绿波带的上限瓶颈交叉口并不都位于下限瓶颈交叉口的上游，且假定 均满足g>h，且减小干道绿波调整速度可以使得双向绿波总带宽增大；

本实施例中，正向绿波带的上限瓶颈交叉口均位于下限瓶颈交叉口的上游，反向绿波带的上限瓶颈交叉口并不都位于下限瓶颈交叉口的下游，且满足绿波轨迹特征线旋转变换情况3，因此通过减小干道绿波调整速度，可以使得双向绿波总带宽增大。

S303、确定正反向绿波带上下限旋转点；

对于正向绿波带的上下限旋转点，当增大干道绿波调整速度时，选取交叉口交叉口保证均满足j≤g、l≥h，以交叉口I_j的上限瓶颈节点与交叉口I_l的下限瓶颈节点分别作为正向绿波带的上下限旋转点，如图10a)所示；当减小干道绿波调整速度时，选取交叉口交叉口保证 均满足j≥g、l≤h，以交叉口I_j的上限瓶颈节点与交叉口I_l的下限瓶颈节点分别作为正向绿波带的上下限旋转点，如图10b)所示；

对于反向绿波带的上下限旋转点，当增大干道绿波调整速度时，选取交叉口交叉口保证均满足q≥s、r≤e，以交叉口I_q的上限瓶颈节点与交叉口I_r的下限瓶颈节点分别作为反向绿波带的上下限旋转点；当减小干道绿波调整速度时，选取交叉口交叉口保证 均满足q≤s、r≥e，以交叉口I_q的上限瓶颈节点与交叉口I_r的下限瓶颈节点分别作为反向绿波带的上下限旋转点；

本实施例中，以上下限瓶颈节点与分别作为正向绿波带的上下限旋转点，以上下限瓶颈节点与分别作为反向绿波带的上下限旋转点，如图16a)所示。

S304、确定旋转角度；

在此分别以正反向绿波带的上下限旋转点作为端点，计算与其它交叉口特征时刻点所构成的旋转角度，综合确定旋转变换后的干道绿波调整速度；

假设交叉口I_f被正向绿波带的上限绿波轨迹特征线穿过的相位a的绿灯结束时刻点为交叉口I_f被正向绿波带的下限绿波轨迹特征线穿过的相位a的绿灯起始时刻点为交叉口I_f被反向绿波带的上限绿波轨迹特征线穿过的相位b的绿灯结束时刻点为交叉口I_f被反向绿波带的下限绿波轨迹特征线穿过的相位b的绿灯起始时刻点为

连接点与构成的旋转线所对应的调整速度为：

连接点与构成的旋转线所对应的调整速度为：

连接点与构成的旋转线所对应的调整速度为：

连接点与构成的旋转线所对应的调整速度为：

式中，分别为点 的纵坐标；

为了确定旋转角度，需要依次连接符合要求的时刻点构成旋转线，并判断旋转线所对应的调整速度是否处于绿波调整速度范围，将符合条件的调整速度纳入第m次旋转变换的可选车速集合S_Vm；对于减小干道绿波调整速度的情况1、3、6，选取可选车速集合S_Vm中的最大值作为第m次绿波轨迹特征线旋转变换所确定的干道绿波调整速度V_m，如图11a)所示；对于增大干道绿波调整速度的情况2、4、5，选取可选车速集合S_Vm中的最小值作为第m次绿波轨迹特征线旋转变换所确定的干道绿波调整速度V_m，如图11b)所示。不同情况下符合要求的连接点选取如表4所示；

表4旋转角度确定规则整合表

本实施例中，选取可选车速集合S_V1中的最大值9.93m/s作为第1次绿波轨迹特征线旋转变换所确定的干道绿波调整速度V₁，如表5所示。

表5第1次旋转角度计算表

S305、更新上下限瓶颈交叉口集合；

根据干道绿波调整速度V_m在旋转点进行旋转变换，得到更新的正反向绿波带的上下限绿波轨迹特征线，在进入第m+1次旋转变换前，根据上下限绿波轨迹特征线 确定正反向绿波带的上下限瓶颈交叉口集合，并对应更新为集合和

本实施例中，经过第1次旋转变换后，更新集合和令迭代优化判断变量F＝1。此时，瓶颈交叉口集合情况不满足任何旋转变换优化的情况，故可结束第一轮绿波轨迹特征线旋转变换，即信号周期再优化过程，如图16b)所示。

S306、最佳公共信号周期计算；

每一次完成绿波轨迹特征线旋转变换后，根据优化的干道绿波调整速度V_B，利用时距图中时间与速度的反比关系，可以更新计算出干道绿波设计速度V所对应的最佳公共信号周期C_B，如式(15)所示：

本实施例中，结束第一轮信号周期再优化过程后，更新干道绿波调整速度V_B＝9.93m/s。利用时距图中时间与速度的反比关系，根据干道绿波设计速度V可以计算当前最佳公共信号周期C_B＝99.3s。

步骤S4、判断各种类瓶颈交叉口是否符合相位差再优化条件，通过上移或下移相位绿灯起始时刻点完成相位差再优化，根据迭代优化判断变量F确定迭代优化过程，最终生成干道双向绿波协调控制方案，具体步骤如下：

S401、将坐标系原点所在时刻点定义为相位差零点，在交叉口相位差再优化的第m次优化判断中，将交叉口I_p第一个相位a的绿灯起始时刻点与相位差零点的时间差定义为交叉口I_p的相位差O_(m,p)；将正反向绿波带的上下限瓶颈交叉口分别纳入集合 并将集合中各元素按交叉口编号升序排序；将正反向绿波带的上下限绿波轨迹特征线依次记为

根据瓶颈交叉口种类和交叉口相位差再优化判定矩阵，判断当前种类瓶颈交叉口是否符合相位差再优化条件，若符合，上移或下移相位a绿灯起始时刻点实现优化，更新所有满足条件的交叉口I_j的相位差O_(m,j)，完成交叉口相位差的第m次再优化，并将迭代优化判断变量F＝1，再重新开始第m+1次再优化判断；若不符合，继续进行第m次中下一种类型瓶颈交叉口的相位差再优化优化判断，直至瓶颈交叉口集合中所有交叉口均无法进行相位差再优化，则停止本轮相位差再优化；

本实施例中，将信号周期再优化后所得信号协调控制结果对应的公共信号周期调整为当前最佳公共信号周期。可得正向绿波带反向绿波带交叉口I₁的相位差O_(0,1)＝85.41s，交叉口I₂的相位差O_(0,2)＝36.74s、交叉口I₃的相位差O_(0,3)＝72.99s、交叉口I₄的相位差O_(0,4)＝13.90s、交叉口I₅的相位差O_(0,5)＝24.83s。此时正向反向绿波带的初始上下限瓶颈交叉口集合

S402、交叉口相位差再优化判定矩阵；

在第m次交叉口相位差再优化判断过程中，对于瓶颈交叉口I_j可以构建一个2×2的相位差优化判定矩阵

在判定矩阵M_(m,j)中，元素a_1,1、a_1,2分别表示交叉口I_j是否为正向、反向绿波带的上限瓶颈交叉口；元素a_2,1、a_2,2分别表示交叉口I_j是否为正向、反向绿波带的下限瓶颈交叉口；元素a_y,z取1表示是瓶颈交叉口，否则取0；

本实施例中，在第1次交叉口相位差优化判断过程中，对于各瓶颈交叉口可得交叉口相位差优化判定矩阵为

S403、正向绿波带上限瓶颈交叉口优化判定；

若的相位差再优化判定矩阵M_(m,j)均为则通过适当增大所有正向绿波带上限瓶颈交叉口的相位差可以增大总的绿波带宽；将正向绿波带上限瓶颈交叉口I_j相位a的上移容许量记为相位b的上移容许量记为更新交叉口I_j的相位差O_(m,j)如式(16)所示：

更新所有满足条件的交叉口相位差、瓶颈交叉口集合、正反向绿波带宽以及上下限绿波轨迹特征线，如图12a)-图12b)所示；

当正向绿波带上限瓶颈交叉口优化判断条件不满足时，令正向绿波带上限瓶颈交叉口判定变量为0，进入下一种类型瓶颈交叉口(正向绿波带下限瓶颈交叉口)的优化判定；

本实施例中，对于正向绿波带上限瓶颈交叉口，由于交叉口I₁与I₅的相位差优化判定矩阵不符合优化条件，因此，令正向绿波带上限瓶颈交叉口判定变量进入正向绿波带下限瓶颈交叉口的优化判定。

S404、正向绿波带下限瓶颈交叉口优化判定；

若瓶颈交叉口判定变量的M_(m,j)均为则通过适当减小所有正向绿波带下限瓶颈交叉口的相位差可以增大总的绿波带宽；将正向绿波带下限瓶颈交叉口I_j相位a的下移容许量记为相位b的下移容许量记为更新交叉口I_j的相位差O_(m,j)如式(17)所示：

当正向绿波带下限瓶颈交叉口优化判断条件不满足时，令正向绿波带下限瓶颈交叉口判定变量为0，进入下一种类型瓶颈交叉口(反向绿波带上限瓶颈交叉口)的优化判定；

本实施例中，对于正向绿波带下限瓶颈交叉口，由于有且仅有交叉口I₂，且其相位差优化判定矩阵故将交叉口I₂的相位差适当减小可以使得双向总的绿波带宽增大，如图17a)-图17b)所示，其中相位a的下移容许量相位b的可以算出优化后的交叉口I₂相位差O_(1,2)＝36.30s，完成交叉口相位差的第1次再优化过程，并令迭代优化判断变量F＝1，进入本轮相位差的第2次再优化判断。

S405、反向绿波带上限瓶颈交叉口优化判定；

若瓶颈交叉口判定变量的M_(m,j)均为则通过适当增大所有反向绿波带上限瓶颈交叉口的相位差可以增大总的绿波带宽；将反向绿波带上限瓶颈交叉口I_j相位a的上移容许量记为相位b的上移容许量记为更新交叉口I_j的相位差O_(m,j)如式(18)所示：

当反向绿波带上限瓶颈交叉口优化判断条件不满足时，令反向绿波带上限瓶颈交叉口判定变量为0，进入下一种类型瓶颈交叉口(反向绿波带下限瓶颈交叉口)的优化判定；

本实施例中，在第2次交叉口相位差优化判断过程中，重复步骤S401、S402、S403得到瓶颈交叉口判定变量此时，对于反向绿波带上限瓶颈交叉口，由于交叉口I₂与I₄的相位差优化判定矩阵不符合优化条件，因此，令反向绿波带上限瓶颈交叉口判定变量进入反向绿波带下限瓶颈交叉口的优化判定。

S406、反向绿波带下限瓶颈交叉口优化判定；

若瓶颈交叉口判定变量的M_(m,j)均为则通过适当减小所有反向绿波带下限瓶颈交叉口的相位差可以增大总的绿波带宽；将反向绿波带下限瓶颈交叉口I_j相位a的下移容许量记为相位b的下移容许量记为更新交叉口I_j的相位差O_(m,j)如式(19)所示：

当反向绿波带下限瓶颈交叉口优化判断条件不满足时，令反向绿波带下限瓶颈交叉口判定变量为0，结束相位差再优化判定；

本实施例中，对于反向绿波带下限瓶颈交叉口，由于交叉口I₂与I₄的相位差优化判定矩阵不符合优化条件，因此，令反向绿波带下限瓶颈交叉口判定变量此时瓶颈交叉口判定变量瓶颈交叉口集合中所有交叉口均无法再进行相位差优化，因此可以结束本轮的交叉口相位差再优化过程。

S407、依次执行相序再优化、信号周期再优化和相位差再优化步骤后，若此时迭代优化判断变量F＝1，进入下一轮迭代优化，返回步骤S2，若此时迭代优化判断变量F＝0，则迭代优化过程终止，输出迭代优化后的相序组合、公共信号周期和相位差的最佳设计方案。

本实施例中，由于在第一轮再优化过程中迭代优化判断变量F＝1，不满足终止迭代优化条件，因此需要返回步骤S2，进行第二轮信号相序、信号周期与相位差的再优化，执行步骤如上所述。迭代优化过程将一直持续，直至完成某一轮再优化过程后迭代优化判断变量F＝0。对本案例进行优化设计得到的最佳双向绿波协调控制方案，如图18所示，信号协调控制参数如表6所示。

表6信号协调控制方案

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。