【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一車道為一個(gè)相位（M），那么一個(gè)上圖的交叉路口會(huì)產(chǎn)生十二種相位：圖22 由南開始的相位圖圖23 由北開始的相位圖圖24 由東開始的相位圖圖25 由西開始的相位圖在這十二種相位從互斥調(diào)度的角度可以分為兩類，即：第一類：N6到WS6到EW6到SE6到N1，這一類沒有調(diào)度時(shí)方向互斥的問題，所以不需要調(diào)度，可自由通行；第二類：N4到ES4到W3，W4到NE4到S3，E5到WW5到E2，N5到S2,、S5到N2。其中在第二類中形成互斥的相位組分別是：組一：N4到ES4到W3，W4到NE4到S3；組二：E5到WW5到E2，N5到S2,、S5到N2。經(jīng)過上述分析，可以得出一次調(diào)度開放的相位有：通行相位組一（N組）：N4到ES4到W3，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組二（W組）：W4到NE4到S3，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組三（E組）：E5到WW5到E2，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組四（S組）：S5到N2 、N5到S2，N6到WS6到EW6到SE6到N1。通行相位組五（n組）：N4到EN5到S2，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組六（w組）：W4到NW5到E2，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組七（e組）：E4到SE5到W2，N6到WS6到EW6到SE6到N1；通行相位組八（s組）：S4到WS5到N2，N6到WS6到EW6到SE6到NN6到W1。而這四組通行相位在時(shí)間上是互斥的，在同一時(shí)間只能容許其中一組通行，否則，可能會(huì)造成嚴(yán)重的交通事故。圖26 調(diào)度組放行示意圖（通行相位組二） 單車道分級(jí)限速問題圖27 車流方向由南向北的三車道分級(jí)限速示意圖在這里對(duì)車流來源點(diǎn)路段進(jìn)行分級(jí)限速，分級(jí)限速作三點(diǎn)主要說明：第一：解決了車輛行車速度混亂而造成的擁堵問題和混亂秩序，同時(shí)限速便于計(jì)算車輛數(shù)，進(jìn)而便于計(jì)算調(diào)度指標(biāo)——優(yōu)先級(jí)；第二：在計(jì)算優(yōu)先級(jí)時(shí)，多不同緩沖區(qū)賦予不同的權(quán)重，靠后的緩沖區(qū)在計(jì)算優(yōu)先級(jí)時(shí)權(quán)重要比靠前的緩沖區(qū)權(quán)重要高；第三：初始狀態(tài)下緩沖區(qū)數(shù)量一定，每一個(gè)緩沖區(qū)能夠容納的車輛數(shù)量一定，一個(gè)緩沖區(qū)滿，再動(dòng)態(tài)開辟新的緩沖區(qū)，根據(jù)車輛擁堵情況，靈活增減緩沖區(qū)。首先，如前面所述，四個(gè)互斥組要想被調(diào)度，必須獲得最高的優(yōu)先級(jí)。每一個(gè)組的優(yōu)先級(jí)與該組每個(gè)車道上滯留的車輛有直接的關(guān)系。就問題一所述，八個(gè)組分別是：N（組）、W（組）、E（組）、S（組），n（組）、w（組）、e（組）、s（組），各組中不形成互斥的相位有四組：N6到WS6到EW6到SE6到NN6到W1，這四組隨時(shí)可以通行，故不用考慮調(diào)度的問題。對(duì)剩下的相位作如下規(guī)定：1. NS4，EW4，NS5，EW5；這八個(gè)車道是車輛來源車道；車道上車輛滯留重量用C表示，車道車輛滯留量由C和道路標(biāo)識(shí)組合表示，每個(gè)車道車輛滯留量分別是CNCSCECWCNCSCECW5 ；2. 計(jì)算機(jī)優(yōu)先級(jí)時(shí)，各類權(quán)重用W表示，W和下標(biāo)組合作為不同類型權(quán)重的區(qū)分，具體計(jì)算中給出解釋；3. 優(yōu)先級(jí)用P表示，不同車道上的優(yōu)先級(jí)由P和車道標(biāo)識(shí)組合表示。優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式：P =Pi + ； 式（）其中Pi 車輛等待時(shí)間的延長(zhǎng)而直接獲得的優(yōu)先級(jí)的值；設(shè)置這個(gè)量主要考慮到，如果某一個(gè)相位滯留車輛持續(xù)增加，時(shí)刻保持所有緩沖為滿的情況，而其他車道靠前緩沖區(qū)都未滿，且后續(xù)車輛又少，在此車道上的車輛將長(zhǎng)時(shí)間得不到放行，這樣造成不良調(diào)度。故在此設(shè)置Pi以避免上述情況的出現(xiàn)。1. 選取車道，本次選取N4；2. 假設(shè)此十字路口每個(gè)方向車道分三級(jí)緩沖地帶（三級(jí)都滿后，開辟第四、五……），分別是：bbb3；3. 權(quán)重用于衡量車輛滯留的嚴(yán)重度，靠后的緩沖地點(diǎn)應(yīng)該比靠前的緩沖地帶在計(jì)算優(yōu)先級(jí)時(shí)有更高的權(quán)重，在這里，N4車道上三級(jí)緩沖地帶計(jì)算優(yōu)先級(jí)的權(quán)重分別是：WbWbWb3（后續(xù)會(huì)出現(xiàn)Wbi） ，且Wb1 Wb2 Wb3 。4. 在這里，N4車道上各個(gè)緩沖地帶車輛為CbCbCb3 ，CN4 = Cb1+ Cb2+Cb35. 在這里，N4車道上的優(yōu)先級(jí)，如式（）為：2PN4 =Pi + 式（）3 關(guān)于不同調(diào)度算法的說明 輪換調(diào)度算法該算法的原型是，操作系統(tǒng)中作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度中共有的算法——基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。根據(jù)問題一的論述，十字路口車輛放行時(shí)受空間限制而形成四組互斥放行組，早期紅綠燈控制交通中，各個(gè)互斥組放行時(shí)間相同且一定。此種情況下，互斥的每個(gè)調(diào)度組被調(diào)度的優(yōu)先級(jí)是一樣的。運(yùn)用輪換調(diào)度算法具體操作如下：在問題一中根據(jù)相位互斥，可以得出八組互斥的調(diào)度組，但是N組和n組、W組和w組、E組和e組、S組和s組，均含有相同的互斥相位，如果首先調(diào)度的N組，然后再立即放行n組，那么N4到E3這一相位在時(shí)間上連續(xù)兩次被放行；類似其他組也是如此。如果該相位上車輛滯留很少，那么這樣調(diào)度造成道路空間資源浪費(fèi)；就該算法而言，也失去了調(diào)度的公平性，不利于其他車道上車流的疏導(dǎo)。所以在使用輪換調(diào)度時(shí)，在N、W、E、S和n、w、e、s，兩組序列中任意選擇一組序列作為調(diào)度的輸入序列。人工擬定四組的先后順序，四個(gè)調(diào)度組排成一個(gè)隊(duì)列，稱為調(diào)度就緒隊(duì)列。排在隊(duì)首的先被調(diào)度，該組放行時(shí)間持續(xù)T秒，T秒結(jié)束后，該組至于調(diào)度就緒隊(duì)列隊(duì)尾，此時(shí)位于隊(duì)首的一組如前一組一樣操作。圖31 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度流程圖（示例時(shí)間片大小為35秒）輪換調(diào)度算法控制效果的好壞取決于每組時(shí)間片的大小，時(shí)間片小，單車道上擁堵的車輛少，在此段時(shí)間能夠得到及時(shí)放行；但是對(duì)于擁堵車輛較多的車道，放行時(shí)間短，不同方向的紅綠燈頻繁變化，經(jīng)過數(shù)次調(diào)度，擁堵在該車道車流中后位置的車輛部能被及時(shí)放行，不利于緩解該車道的擁堵情況。如果時(shí)間片長(zhǎng)，經(jīng)過一次或者比較少次調(diào)度后，擁堵車輛很多的車道得到疏導(dǎo)，但是擁堵車輛少的車道一次調(diào)度時(shí)間太長(zhǎng)，甚至與該車道綠燈時(shí)沒有或者很少有車輛通行，浪費(fèi)沒必要的時(shí)間，同時(shí)在這段時(shí)間內(nèi)，其他車道的車輛又會(huì)逐漸增多，從而造成交通擁堵。因此，合理的時(shí)間片大小是決定該調(diào)度算法好壞的關(guān)鍵，如何得到合理的時(shí)間片大小，要根據(jù)具體的路口車輛通行情況的長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)得到，并且隨著城市的發(fā)展，這個(gè)數(shù)據(jù)要求不斷更新。 基于動(dòng)態(tài)