[發(fā)明專利]一種可用于城市中心區(qū)域的道路交通協(xié)同控制方法

無效

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• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102867409A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉
• 申請（專利權(quán)）人: 李偉
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G08G1/081
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路交通組織管理方法，特別是一種可用于城市中心區(qū)域的道路交通協(xié)同控制方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)全球化與科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，交通運(yùn)輸作為社會經(jīng)濟(jì)生活的一個重要方面，對保證社會經(jīng)濟(jì)體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的重要組成部分。近20年來，世界各國先后建立起了四通八達(dá)的交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，但交通工具的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于道路和其他交通設(shè)施的增長，隨之引起的交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染、能源短缺等問題，已經(jīng)成為世界各國面臨的共同問題，也造成了巨大的物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)損失。如美國德州運(yùn)輸研究所對美國39個主要城市的研究表明：美國每年因交通阻塞而造成的經(jīng)濟(jì)損失約為410億美元，預(yù)測到2020年，因事故造成的經(jīng)濟(jì)損失每年將超過1500億美元；國內(nèi)因交通擁堵造成的損失也相當(dāng)嚴(yán)重：在北京、上海、廣州等特大型城市，市區(qū)高峰期主要道路平均負(fù)荷度高達(dá)95%以上，機(jī)動車車速下降到12km/h,個別路段時速僅為7-8km/h,交通效率低下，事故頻發(fā)，大量擁堵車輛低速行駛所帶來的噪聲、尾氣污染也成倍增加，加劇了城市自然環(huán)境的惡化程度。

目前由交通擁堵所帶來的這些問題已成為目前世界各城市交通面臨的一個嚴(yán)峻問題，世界各國盡管采取了一些針對對策，但是城市交通問題仍然未能得到很好的解決。在長期的實(shí)踐中，研究者逐漸認(rèn)識到：單純依靠修建道路與交通設(shè)施和采用傳統(tǒng)的管理方式來解決解決交通問題，不僅成本昂貴、環(huán)境污染嚴(yán)重，而且其緩解交通擁堵、提高交通運(yùn)輸效果也非常有限，無法滿足日益增長的交通壓力。因此，在現(xiàn)有道路條件下，提高交通控制和管理水平，合理使用現(xiàn)有的交通設(shè)施，充分發(fā)揮其能力，是解決交通問題的有效方法之一。

城市中心城區(qū)大都由多個各個區(qū)域中心組團(tuán)而成，各中心區(qū)域面臨的交通壓力較大，目前，北京、上海、廣州、重慶等城市中心區(qū)域路網(wǎng)中的各交叉口大多設(shè)置為單點(diǎn)交通信號控制，獨(dú)立進(jìn)行配時控制，與同一區(qū)域內(nèi)的相鄰路口缺少聯(lián)動性。由于城市中同一區(qū)域內(nèi)交叉口往往相距比較近，交通流存在互相影響關(guān)系，車輛經(jīng)常在幾個相鄰路口連續(xù)遇到紅燈，造成行車極為不便。為使車輛減少在區(qū)域內(nèi)各個交叉口上的延誤時間和停車次數(shù)，可以將區(qū)域內(nèi)若干個相鄰的信號交叉口，通過總線通信技術(shù)，連接起來加以協(xié)同控制，通過信號交叉口間的“目標(biāo)協(xié)同”和“進(jìn)化融合”，形成開放環(huán)境下的“動態(tài)協(xié)同關(guān)系”，使該區(qū)域交通信號系統(tǒng)自身可通過不斷“動態(tài)學(xué)習(xí)”和“協(xié)同進(jìn)化”獲得較好自適應(yīng)能力，有效地適應(yīng)求解交通環(huán)境和問題特征的動態(tài)變化，形成區(qū)域交叉口交通信號協(xié)同控制系統(tǒng)，以提高中心區(qū)域交通通行能力，強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)的車輛定向誘導(dǎo)作用，確保車輛暢通行駛。

國際上，現(xiàn)場總線控制技術(shù)發(fā)展迅速，我國以智能儀表為代表的現(xiàn)場總線控制技術(shù)起步不久，傳統(tǒng)的模擬儀表常采用RS-232或RS-485物理總線實(shí)現(xiàn)控制通信連接，但在實(shí)時性、可靠性等方面存在不足，目前國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)，只能引進(jìn)和消化吸收國外多種總線標(biāo)準(zhǔn)，CAN（Control?Area?Network）總線作為現(xiàn)場總線的一種，最初為汽車應(yīng)用而由德國BOSCH公司設(shè)計(jì)研發(fā)，同其他總線相比具有較高的可靠性和性能價格比，應(yīng)用領(lǐng)域已從前期的汽車領(lǐng)域向過程工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、交通自動化、電氣及數(shù)字智能儀表等領(lǐng)域擴(kuò)展，適合于勵磁裝置故障信息通信應(yīng)用方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種集成度高、精度高、高效可靠的城市區(qū)域內(nèi)交通信號的協(xié)同優(yōu)化與控制方法，實(shí)現(xiàn)提高中心區(qū)域交通通行能力，強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)的車輛定向誘導(dǎo)作用，確保車輛暢通行駛。

本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：一種可用于城市中心區(qū)域的道路交通協(xié)同控制方法，以生物協(xié)同現(xiàn)象為背景，對城市中心區(qū)域交通狀況進(jìn)行系統(tǒng)深入分析，綜合考慮城市中心區(qū)域的交通通行模式、交通信號流程、交通信息集成與融合等因素，可以將區(qū)域內(nèi)若干個相鄰的信號交叉口，通過CAN總線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，連接起來加以協(xié)同控制，基于生物協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，對多交叉口個體種群進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，通過信號交叉口間的“目標(biāo)協(xié)同”和“進(jìn)化融合”，形成各控制個體之間、多控制個體與城市中心區(qū)域環(huán)境之間的“動態(tài)協(xié)同關(guān)系”，實(shí)現(xiàn)各交叉口個體之間的協(xié)同控制合作行為，從而使用少量的控制個體完成數(shù)量比它大得多的控制模式，以最少的控制個體數(shù)量覆蓋幾乎城市中心區(qū)域信號監(jiān)控范圍，構(gòu)建起交通信號協(xié)同控制體系，有效提高交通通行問題求解的效率。

作為優(yōu)選，將交通環(huán)境壓力變化和應(yīng)用在其中的交通信號系統(tǒng)（交通信號控制協(xié)同體）分別對應(yīng)于求解問題的目標(biāo)以及問題的解，采用多模式免疫協(xié)同進(jìn)化機(jī)制。