[發明專利]一種實時在線驗證復雜交通控制算法的方法

有效

• 申請號: 201410265212.2
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104050319B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 周俊杰;劉泓;王慧;蔣昊宸
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江大學城市學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于交通控制領域，涉及一種實時在線驗證復雜交通控制算法的方法。

背景技術

隨著世界城市化進程的加快，城市交通問題是大部分國家面臨的難題之一。作為人口最多的發展中國家，中國的城市交通問題也亟待解決。智能交通系統(Intelligent Traffic System,ITS)正是當前解決問題的必要技術手段，智能交通系統中重要組成成分是交通仿真技術，它采用計算機數字模型來反映復雜交通現象，可以直觀地反映控制方案的優劣。交通控制問題之所以如此復雜，是因為其控制對象具有不可實驗性與不可反復性。現實生活中不可能直接在道路上直接測試新的控制方案，也不可能規劃出一個區域進行控制方案的測試。交通控制方案是投入即使用的，具有不可試驗性，短期內也無法更改。由于交通與社會運作息息相關，對交通控制方案的選擇必須小心謹慎。必須使用仿真技術先對控制方案進行有效的測試。所以，必須建立一套有效的交通控制算法驗證的仿真平臺，不僅能夠實現對控制算法的高擬真實時在線驗證，還能幫助研究人員評價控制方案的優劣。

交通仿真技術在國外已經發展70余年，進入了成熟期。而我國研究起步較晚。目前的研究成果尚不能滿足實際需求。特別是實現高擬真的實時在線交通仿真技術存在諸多難點：第一，符合實際的交通流模型搭建起來較為復雜；第二，要長時間、大范圍地獲取仿真模型所需的數據較為困難；第三，復雜的實時在線仿真技術需要多學科技術的融合。

我國目前設計使用的交通仿真平臺建立在國外的交通仿真軟件上，此類商用軟件能夠較為真實地還原交通狀態，在業界被廣泛認可，但由于外國對于知識產權的保護，我們很難直接對外國交通仿真軟件底層模型及算法進行修改，這就導致了仿真并不完全符合我國實際情況，并且由于仿真軟件功能的限制，目前已經研究得出的一些復雜的、智能的交通控制算法不能在仿真平臺上進行應用。這就對復雜交通控制算法在使用前的評估驗證提出了難題。并且，目前的交通仿真平臺都是離線式分析，缺乏數據采集系統的支持，無法在線實時地對交通控制做出決策。

中國發明專利申請201010537651公開了一種采用分布式體系結構的交互式交通仿真系統。其核心在于將人在回路的車輛駕駛仿真器作為交通參與實體引入交通仿真系統中。

上述發明專利將車輛駕駛仿真器參與到交通仿真計算中，可實現多個車輛駕駛仿真器、多個交通環境仿真服務器在同一虛擬交通環境下的協同仿真。解決了，駕駛模擬裝置與交通仿真軟件之間的交互，但沒有從根本上解決目前交通仿真均為離線且不能驗證復雜交通控制算法這一特點。

中國發明專利申請200910067716.2公開了一種面向交通控制與誘導協調系統的仿真軟件。

上述發明將交通仿真數據通過信息平臺傳送至現實的交通控制與誘導、協調系統，解決了對現實交通的控制與誘導、協調系統性能的測試問題，其側重點在于對系統性能的測試，本質上是一種離線仿真，且發明并未考慮如何將復雜的不能被交通仿真軟件直接使用的算法實現仿真，同時也沒有提及根據實時擬真交通數據動態修正交通控制方案閉環驗證交通控制算法的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種在高擬真情況下，實時獲取連續的擬真交通狀態信息提供給擬真交通控制設備，由擬真交通控制設備根據被驗證算法生成交通控制方案，重新應用于仿真環境，不斷循環，進而對復雜交通控制算法進行實時在線驗證的方法。

本發明方法應用于以下系統，該系統包括交通仿真軟件模塊、數據庫模塊、算法實現與測評模塊；交通仿真軟件模塊將擬真交通檢測設備檢測得到的實測數據傳輸給數據庫模塊，實時更新數據庫模塊信息；數據庫模塊存儲擬真交通檢測設備檢測到的實測數據信息以及算法實現與測評模塊運用交通流預測算法計算得到的交通流預測信息；算法實現與測評模塊調用被驗證的復雜交通控制算法根據數據庫模塊中存儲的交通流預測信息，生成交通控制方案，將交通控制方案信息傳送至交通仿真軟件模塊，交通仿真軟件模塊依據交通控制方案實時地對擬真交通控制設備進行調整，保證仿真的持續進行。

所述的交通仿真軟件模塊包括擬真路網搭建模塊、擬真交通檢測設備、擬真交通控制設備；擬真交通檢測設備可以是檢測線圈、視頻檢測器、微波檢測器；擬真交通控制設備可以是交通控制燈、交通控制機、限速標志、誘導屏等；

所述的數據庫模塊包括實時數據庫模塊、預測數據模塊；實時數據庫模塊包括采集得到的被驗證的交通控制算法所要應用的道路區域的交通狀態信息數據、擬真交通檢測設備檢測到的實測數據；預測數據模塊存儲了根據交通流預測算法修正模塊預測的未來短期交通流數據；