车辆在同一方向连续通过任意多个路口的交通控制法 本发明涉及一种交通控制方法，具体地说，涉及一种用于车辆在同一方向上可连续通过任意多个路口的交通控制方法。
在交通日益繁忙的今天，车辆往往会因为遇到红灯而被堵在道路上。目前，城市所有的路口，其交通灯状态的变化都是互不相关的。一辆车从一地到另一地，在每盏交通灯处都可能等待，从一地到另一地在等交通灯上所花的时间的期望值，等于所遇的每盏交通灯等待时间的期望值之和。在交通拥阻的上下班高峰时间，由于频繁地等待红灯而对交通的影响尤为严重，往往会成为交通阻塞的直接原因。
本发明的目的在于，提供一种用于车辆在同一方向上可连续通过任意多个路口的交通控制方法，其中沿着同一方向行驶地欲通过上述多个路口的车辆最多只在所过的第一个路口停，而不会在后面所有路口因遇到红灯而停车，从而提高车辆行驶效率的交通控制方法。
在本发明中，一种用于车辆在同一方向上可连续通过任意多个路口的交通控制方法，其中设置在所述任意多个路口中的任意两个相邻路口上的控制沿着所述同一方向行驶车辆的两组红绿灯的时间周期相同，其特征在于，沿着所述同一方向行驶的车辆在所述任意两个相邻路口之间的车速满足下列等式：
当Td=0时，V=S/nT；
当Td=T/2时，V=2S/(2m-1)T；
其中，S是所述任意两个相邻路口之正中心的间隔；V是所述车辆的速度；T是所述两组红绿灯中的任一组红绿灯变换的最小正周期；Td是所述两组红绿灯的绿灯起亮时间之差，即相位差；n和m都取任一正整数。
在本发明中，所述两组红绿灯中控制沿着同一方向行驶车辆的绿灯持续时间相等。
在上述各种变量满足上述等式的情况下，可通过下列数学公式证明沿着某一方向行驶的欲通过该方向上的相邻路口的车辆，最多只在所通过的第一个路口停，而在后面所有路口的绿灯持续时间内通过该路口，从而不会因在后面的路口遇到红灯而停车。这样便提高了车辆行驶的效率，从而改善了交通拥阻状况。
从下面结合附图对本发明的描述中，本发明的特性、目的和优点将显而易见，其中：
图1示出采用本发明的同一方向上的任意多个相邻路口的概况。
下面，结合图1描述本发明的较佳实施例。
假设设置在东西方向上的两个相邻路口A和B的控制由西向东方向行驶的车辆的红绿灯组1、1’和2、2’的绿灯起亮时间差为Td1(假设，红绿灯组2、2’中控制东西向的绿灯起亮时间比红绿灯组1、1’中控制东西向的绿灯起亮时间滞后时间段Td1)，且Td1∈[0,T)，而且红绿灯组1、1’和2、2’的红绿灯变换的最小正周期T相同。如果由西向东行驶的车辆在通过路口A之后以速度V1行驶，且该速度V1满足以下等式，那么该车辆在通过路口B时不会因遇到红灯而停下：
S1/V1=Td1+nT ………(1)
其中，S1是路口A和B之正中心的间隔，T是任一红绿灯组的最小正周期；n取整数，使Td1+nT＞0。
反之，如果由东向西行驶的车辆在通过路口B之后，以速度V1行驶，且该速度V1满足下列等式，那么该车辆在通过路口A时，不会因遇到红灯而停下：
S1/V1=(T-Td1)+mT ………(2)
其中，S1是路口A和B之正中心的间隔，T是任一红绿灯组的最小正周期；m取整数，使(T-Td1)+mT＞0。
先求解Td1：综合上述等式(1)和(2)，得出：
Td1+nT=(T-Td1)+mT ………(3)
再根据Td1∈[0,T)，可得，Td1=0或Td1=T/2。
分别代入等式(1)和(2)，得出，
当Td1=0时，V1=S1/T、S1/2T、……、S1/nT(n取正整数)；当Td1=T/2时，V1=2S1/T、2S1/3T、……、2S1/(2m-1)T(m取正整数)。
可见，当红绿灯组1和2的绿灯起亮时间差Td1取0或T/2时，如果通过路口A的车辆分别以速度V=S1/nT或V=2S1/(2m-1)T行驶的话，那么当它通过路口B时不会因为遇到红灯而停下，反之亦然。
依此类推，如果一辆车从路口A到路口B后，再接着从路口B到路口C，且路口B和路口C之间的各变量也满足上述等式，则它在通过路口C时也不会因遇到红灯而停下。
由此可见，只要在同一方向行驶的欲连续通过多个路口的车辆在任意两个相邻路口之间的速度满足下列等式：
当Td=0时，V=S/nT；
当Td=T/2时，V=2S/(2m-1)T；
其中，S是任意两个相邻路口之正中心的间隔；V是车辆的速度；T是设置在同一方向上的任意两个相邻路口上的控制同一方向上行驶的车辆的两组红绿灯中的任一组红绿灯的最小正周期，其中两组红绿灯的最小正周期相等；Td是两组红绿灯的绿灯起亮时间之差；n和m都取任一正整数，就能保证该车辆在通过第一个路口以后的所有路口时，都不会因遇到红灯而停下。
为了使在某一路口的控制某一方向行驶车辆的红绿灯组中的绿灯持续时间内所通过的并沿着该方向继续行驶的车辆，都能在通过下一个路口时不因遇到红灯而停下，除了要Td和V满足上述条件之外，设置在这两个相邻路口的控制该方向行驶车辆的红绿灯组中的绿灯持续时间相等。
在本发明的较佳实施例中，如果相邻路口A和B之正中心的间隔为S1，而相邻路口B和C之正中心的间隔为S2，且S2=1.5S1，如果取路口A和B之间的Td1=0,V1=S1/T，取路口B和C之间的Td2=T/2，那么可取V2=2S2/3T=2*(1.5S1)/3T=S1/T=V1。可见，可根据任意两个相邻路口之正中心的间隔，而对Td取不同值，从而能使车速V不变，而且可以设法使其取该城市对快车道的最高限速。
但是，以上3个等式，都不限定在东西向和南北向上允许通过的时间相等，每个城市在应用本发明时，可灵活设置红绿灯在东西向和南北向上允许通过的时间。
特别值得指出的是，在城市的东西向和南北向的所有道路上，可以同时使用本发明。
通过采用本发明，使任意一辆车从一地到另一地(不包括拐弯)，最多只在第一个路口等待(理想情况下可以达到)，从而提高城市道路交通的效率。
而对于需要拐弯的情况，在道路四通八达的地方，一辆车从一个地方到另一个地方，最多只需拐一次弯。为了讨论问题方便，我们在别处只讨论走直线的情况，而仅在此段讨论需要拐弯的情况(如果用一种方法对所有的走直线的情况都可以提高效率，则该方法对需要拐一次弯的情况，也一样可以提高效率)。
如果不同的车，速度不一样，那么可以优先考虑让快车道使用此方法。实际上，快车道车速与慢车道车速的比例，根据以上等式，可以取2∶1,3∶1,5∶3,7∶3等，并且使各车道都达到“只停一次”的效果。
这种方法，也可以帮助市政府及交通管理部门限制城市道路交通的车速，尤其是快车道的车速。如果司机在快车道上超过这个速度驾驶，他通过一个路口时，其遇到的红绿灯正好由红变绿，那么，他通过后面每一个路口时，都要停下来等红绿灯由红变绿。
不过也存在一种特殊情况，即，在一个方向上，有的相邻路口间隔很近，甚至在同一方向上有连续几个路口都间隔很近，以致于难以应用前面提到的几个等式，并使车辆最多只停一次。这时，如让这几个路口的红绿灯完全同步，也可以在这几个路口所在的方向上取得比以往更高的效率。
关于S、T与速度的权衡，是一个很重要的问题。对于一个建设得很好、很整齐的城市而言，S是固定的，需要权衡的是T与速度；而对于一个新兴城市，或对于一个城市的新兴城区，则可以把S、T与速度一起权衡，以达到最好的效果。
属于本技术领域的人员应理解，上述实施例只是用于说明本发明，而不是限定本发明，对于本发明的各种变更和修改是显而易见的，而这些变化不偏离本发明的构思和原理范围。