[發明專利]一種施工作業區上游過渡區長度確定方法

有效

• 申請號: 201110312717.6
• 申請日: 2011-10-15
• 公開（公告）號: CN102505591A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 白子建;王曉華;鄭利;鐘石泉;柯水平;趙巍;王海燕;邢錦;張磊;賀海;趙偉;李明劍;練象平;曾偉;黃瑞杰;葛娟;劉炤偉;魏偉;段緒斌;張國梁;代茂華;馮煒;周驪巍;王志華;張洋;狄升貫;付曉敦;高立新
• 申請（專利權）人: 天津市市政工程設計研究院
• 主分類號: E01C1/00
• 分類號: E01C1/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種施工作業區上游過渡區長度確定方法，包括下列步驟：

(1)設計駕駛員SOAR智能體工作記憶結構

考慮車輛類型、車輛速度、司機類型、輸入屬性和輸出屬性，設計駕駛員SOAR智能體工作記憶結構，其中的輸入屬性細分為感知擁堵程度、相鄰位置車輛運行狀態、交通信號標志，輸出屬性包括算子操作類型；

(2)設計初始長期記憶規則，建立駕駛員SOAR智能體的長期記憶規則庫

長期記憶規則庫中的每條規則包括匹配條件和匹配條件滿足下可以建議的算子，以及此條件下建議該算子的數值偏好值，算子操作類型分為四種類型：類型1為決定轉向算子，包括A選擇向前、A選擇向左、A選擇向右三種；類型2為改變路況擁堵算子，即駕駛員根據外界交通信息和自身經驗總結出駕駛員認為的各下游路段當時的擁堵狀況；類型3為駕駛員改變駕駛目的算子，將駕駛目的分為最省錢和最省時兩種，最省錢要求駕駛員選擇最短路到達目的地，最省時要求駕駛員選擇駕駛時間最短的路徑；類型4為駕駛員情緒改變算子，把駕駛員的情緒概括為兩種，即舒暢情緒和急躁情緒，駕駛員在舒暢情緒的狀態中，決策過程中的匹配精度高，而在急躁情緒中，匹配精度下降；

(3)建立駕駛員SOAR智能體的決策周期

1)輸入階段：通過感知在工作記憶中創造反映外界交通狀況變化的元素，完成對各感知信息的賦值，建立感知向量；

2)狀態闡述階段：將工作記憶中感知向量的內容與長期記憶中規則的條件部分進行匹配；

3)建議算子階段：觸發程序性記憶中所有滿足匹配條件的產生式規則，產生建議的算子及對應的偏好指標；

4)選擇算子階段，根據建議算子及偏好指標，選擇當前狀態下的最優算子，如果匹配不上規則或者建議算子不能進行比較，知識不足以支持決策，則產生困境，進入組塊學習階段，具體操作如下：

以步長λ改變匹配精度，從所有長期記憶中搜索匹配算子使問題向目標狀態移動，如果連續η_g次決策中駕駛員的實際行駛時間都滿足期望要求，即T(s_e)-T_e(s_e)≤η_z時，則將對應算子添加到決策過程中目標狀態s_e，組塊學習成功，式中，T(s_e)表示駕駛員在目標狀態s_e下的實際駕駛時間，T_e(s_e)表示駕駛員在目標狀態s_e下的期望駕駛時間，T_e(s_e)＝T_d(t，l)+T_v[v(l)]，其中T_d(t，l)為駕駛員在時刻t路段l上的平均駕駛時間；表示交通標志對駕駛時間的影響，表示路段l在交通標志狀態為v時的平均行駛時間，T_r(l)表示路段l的參照行駛時間，η_z為規則組塊更新閾值；

5)應用算子階段，如果選擇的算子類型為轉向算子，則輸出動作，否則，應用改變路況擁堵算子，改變駕駛目的算子和情緒改變算子，改變當前狀態的一部分分量得到一個中間狀態，將應用算子得到的中間狀態作為當前狀態；

6)強化學習

利用公式p_r(s_e)＝[T(s_e)-T_e(s_e)]^α表示最終狀態s_e下的總偏好反饋值，式中，α為小于1的常數，將駕駛員通過施工作業區SOAR決策過程中涉及的算子總偏好進行偏好分配，其偏好分配大小與各狀態與目標狀態的距離相關，中間狀態s_k與目標狀態s_e的距離d(s_k，s_e)通過SOAR算子改變的屬性進行計算，計算公式為d(sk,se)=(|ds(se)-ds(sk)|f1+|de(se)-de(sk)|f2+|mo(se)-mo(sk)|f3)f4,]]>其中，d_s(s_e)，d_e(s_e)，m_o(s_e)分別表示目標狀態s_e下的感知擁堵程度等級，目標區域位置編號和駕駛員情緒級別，d_s(s_k)，d_e(s_k)，m_o(s_k)依此類推，f₁，f₂，f₃，f₄為常數，決策周期t的狀態轉移路徑中第k個狀態對應的算子o(s_k)的反饋偏好值λ[d(s_k，s_e)]p_r(s_e)，λ[d(s_k，s_e)，r(s_k)]為p_r(s_e)分配到o(s_k)上的權重，它是d(s_k，s_e)及s_k所在的狀態轉移路徑r(s_k)的函數，λ[d(sk,se),r(sk)]=1d(sk,se)/Σi=1|r(sk)|1d(si,se),]]>其中|r(s_k)|為s_k所在路徑包含的狀態數量；

7)繼續下一決策周期，使得問題朝目標狀態方向移動；

(4)建立采用路網均衡度對路網通行能力進行評價的方法，具體方法為：

1)計算子區在周期p的平均交通需求其中，L_i，j＝λ_i，jl_i，jN_i，j表示路段(i，j)的有效長度，l_i，j表示路段(i，j)的實際長度；N_i，j表示路段(i，j)的車道數；λ_i，j為路段(i，j)的有效系數；表示路段(i，j)在統計周期p的單車道平均交通流量；N_i表示與交叉口i連通的各下游交叉口的集合；

2)計算子區在周期p的平均交通流量Vp=DpΣiΣj∈NiLi,j,]]>

3)計算施工作業影響區域在統計周期p的飽和度和路段(i，j)在統計周期p的飽和度式中，C_i，j表示路段(i，j)的設計通行能力，C表示施工作業影響區域路段設計通行能力之和；

4)計算周期p路網的均衡度其中，N為施工作業影響區域的總路段數；

(5)設置不同的上游過渡區長度及不同的道路載荷系數進行仿真，通過仿真得到不同施工作業區上游過渡區長度下路網均衡度數據，選擇均衡度高且收斂性好的仿真條件，得到不同交通條件下合適的施工作業區上游過渡區長度。