[發明專利]一種城市信號燈控制道路網絡交通自鎖控制方法

無效

• 申請號: 201010227343.3
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN101894477A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 張勇
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/081
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種城市信號燈的控制方法，具體涉及一種城市信號燈控制道路網絡，特別是城市核心區容易出現交通自鎖堵塞區域的交通信號燈控制方法。

背景技術

一般來說，車流量的增加存在兩種情況，一種是伴隨社會經濟發展而來的車流量的自然增長，另一種是在車流高峰時段和節假日期間，車流量的突然性猛增。在車流量高速增長時，部分路段斷面流量常常超過設計斷面流量，甚至超設計斷面流量的50％以上，即出現超飽和狀態，這使得交通疏導面臨重重困難。

對于超飽和路網控制，國內外相關學者做出了許多代表性研究成果，并開發了很多實際應用的控制系統，比如SCATS、SCOOT、RHODES等系統。在國內也取得了一定的研究成果。中國發明專利申請CN101515408A公開了一種綠波帶顯示交通流信號控制裝置，在兩路口中段車道的地下間隔設置前地感線圈和后地感線圈，地感線圈通過信號線連接裝有綠波控制協調程序的數據處理計算機的接口，數據處理計算機又與路口信號燈控制柜連接，信號燈控制柜同時連接到路口信號燈和沿車道途中設置的綠波紅綠信號燈顯示裝置。采用該裝置，駕駛員可以根據顯示裝置調整車速，在一定程度上緩解路網飽和狀態，但是該方法難以解決大范圍的超飽和交通堵塞情形。中國發明專利申請CN101281685A公開了一種區域混合交通自適應信號協調控制方法，針對區域混合交通，通過檢測器對進入控制交叉口的車輛信息進行檢測，并將車輛信息傳送至交通信號控制器；區域協調控制計算機分析各交叉口各進口路段的交通流運行狀態，進行實時分析預測，向交通信號控制器提供優化的交通信號方案配時參數。該方法存在預測環節，因此依賴于預測模型的精度，但是由于交通流本身的隨機性，預測精度難以保證。中國發明專利申請CN101206801A公開了一種自適應交通控制方法，包括交通數據采集、然后進行未來交通狀況預測的數據預測的步驟，之后生成控制方案的數據計算，采用流量及占有率兩種參數來計算公共周期。該方法的特征是控制權的下放可以大大減少對交通控制中心的依賴性。另外，采用流量比和飽和度值相結合的方案計算非關鍵路口的非協調相位的綠信比時間，避免了協調相位的綠信比時間不足的現象。該控制策略并沒有給出控制區域的邊界范圍及控制時機的切換。中國發明專利申請CN101308604A公開了一種大范圍戰略交通協調控制方法，檢測器將檢測到的交通數據上傳到大范圍數據庫中，判斷當前區域的交通控制狀態，判別區域邊界的交通控制狀態，給出相應的戰略交通控制策略及區域邊界交通協調控制策略；調節配時調節方案發布給區域交通信號控制系統和區域誘導系統執行。該方法本身不能消除由于超飽和堵塞造成的交通死鎖情形，此外該方法需要檢測的數據種類較多，并且由于該方法控制過程較為復雜，因此實時性有待檢驗。

雖然國內外的交通控制系統在超飽和路網控制方面取得了長足的進步，然而這些研究大多數適用于單個或一條線上交叉口的協調控制；對于區域控制，大多數的方法沒有給出區域邊界的劃分方法，且對交通流更多的采用了預測的方法來進行控制，并且控制的結果沒有考慮區域外的車輛的控制效益。

上述研究存在兩類不足。其一，控制目標是基于估計的，而非觀測或直接測量的。例如車輛延誤、排隊長度、停車次數、路網總延誤等各類控制目標，是根據模型來估計的，其輸入為流量、信號配時、通行能力等觀測(檢測)值和參數。然而路網在接近飽和、超飽和情形下，交通流對路網上各類隨機擾動極為敏感，交通狀態往往處于較為混亂的狀態，這使得上述控制目標的估計模型難以作出、甚至無法準確的估計，使得交通信號控制系統生成了事與愿違的控制策略。其二，在控制時機上，上述研究針對超飽和交通狀態出現后再進行被動的緩解控制，其控制優化的改進空間是非常有限的，某種程度上被動控制超飽和控制是亡羊補牢之舉。應該要考慮主動預防超飽和交通狀態的出現。

發明內容

本發明目的是提供一種基于觀測的城市信號燈控制方法，以實現容易出現交通自鎖堵塞區域的交通信號燈控制，預防超飽和交通狀態的出現。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種城市信號燈控制道路網絡交通自鎖控制方法，包括下列步驟：

(1)確定被控區域邊界；

(2)設定采樣時間間隔T，在時刻k，被控區域內累積車輛數是X(k)，則在時刻k+1，被控區域內累積車輛數是X(k+1)＝X(k)+R(k)-L(k)，其中，R(k)、L(k)分別表示第k個采樣時間間隔T內流入流出被控區域的車輛數；