[發明專利]一種含混合交通流的交叉口交通控制方法

有效

• 申請號: 201410290707.0
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104021685B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 蔡延光;王芳婷;蔡顥
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司44228
• 代理人: 劉媖

技術領域

本發明屬于智能交通技術領域，特別涉及一種含混合交通流的交叉口交通控制方法。

背景技術??

目前，我國城市化和機動車化進程飛速發展，機動車擁有量及道路交通量急劇膨脹，與此同時，以家庭為單位的非機動車保有量仍然巨大。因此帶來的城市交通擁堵、交通安全，能源消耗和環境污染等問題已經成為關系國民經濟可持續發展的全局性問題。在過去的相當一段時間里，國家投入了大量的財力物力在發展基礎建設上，然而城市里的可用空間資源越來越緊缺，建設成本也越來越高，通過新建道路設施來解決交通擁擠的方式已不大可行。所以，必須借助先進的、科學的交通設計與交通控制技術來提高道路通行能力。

城市道路網絡的交通問題往往集中在交通節點上，這些交通節點包括交叉口、立交以及樞紐站場等，而交叉口的數量眾多，所以城市的交通延誤和交通事故大多都發生在交叉口。據統計，在城市交通路網中，車輛在交叉口耽誤的時間占全程時間的31%，在交叉口發生的交通事故占城市交通事故總量的60%以上，因此，科學有效地對交叉口進行信號控制成為保障城市交通安全與暢通的關鍵。

如圖1所示，以四相位單交叉口信號控制為例，分為東、西、南、北4個方向的交通流，每個方向又分為直行、左轉和右轉3個車道車流。4個相位分別為東西直行、東西左轉、南北左轉、南北直行，且在任一時刻，只有一個相位的車流有權通過交叉口。所以當控制信號燈為第一相位時，往往交叉道的左轉車流只需一個出口接受車道，而與出口到對應的主干道的進口直行車道都為紅燈等待狀態，這就造成了道路資源的浪費，降低了主干道的通行能力，因此需要改進交叉口的信號控制方法。

發明內容

本發明針對上述缺陷公開了一種含混合交通流的交叉口交通控制方法，本發明的目的在于提出一種基于混沌差分進化算法的含混合交通流的交叉口交通控制方法。

一種含混合交通流的交叉口交通控制方法，包括以下步驟：

1）利用非機動車與機動車的換算系數對交叉口交通控制模型進行優化,具體步驟如下：

A、建立目標函數??????????????????????????????????????????????????，?目標函數由最少延誤、最少停車次數、最大通行能力三個目標組合而成，其中，為第相位車輛產生的平均延誤，為平均停車次數，為通行能力，為目標交叉口的相位數；、、?為加權系數；

B、建立第相位車輛產生的平均延誤表達式：???，其中：為信號周期，為第相位的綠信比，為第相位有效的綠燈時長，為第相位車流量和飽和流量的比值，為飽和流量，為固定值；

C、建立第相位車輛產生的對應平均停車次數表達式：，其中：為信號周期；為第相位的綠信比，為第相位有效的綠燈時長，為第相位車流量和飽和流量的比值；

D、建立第相位車輛產生的對應通行能力表達式：，為信號周期，為第相位的綠信比，為第相位有效的綠燈時長，為飽和流量，為固定值；

E、建立左轉自行車換算系數表達式：?，其中：為一左轉非機動車對直行機動車產生干擾導致的延誤時長，為該進道口的機動車車頭時距，的表達式為：，其中，為左轉非機動車流量；建立權力要求1中的目標函數的加權系數表達式：，其中，為第相位車流量和飽和流量的比值，為飽和流量，為交叉口的全部流量比?()，為左轉自行車換算系數；建立權力要求1中的目標函數的加權系數表達式：，其中，為信號周期；建立權力要求1中的目標函數的加權系數表達式：；

F、將上述的部分表達式代入到目標函數中，得到改進后的目標函數表達式：。

2)使用混沌差分進化算法對步驟1）所建立的含混合交通流的交叉口交通控制進行求解，包括以下步驟：A、建立Tent混沌映射,及參數設置；B、初始化種群；C、評估個體適應度函數，找出最優個體；D、基于Tent混沌映射，實時在線調整縮放因子和交叉概率；E、實施變異、交叉操作，生成試驗種群；F、評估試驗種群中的個體適應度函數；G、實施選擇操作，生成新的父代種群，并更新最優個體；H、判斷是否滿足迭代條件:若不滿足迭代條件，重新執行步驟D，實現實時在線調整縮放因子和交叉概率；若滿足迭代條件，則輸出最優調度方案。

進一步地，所述步驟2)的步驟A中，Tent映射，即帳篷映射，具體表達式如下：

???????????????

當Tent映射在達到小周期點或不動點時，通過施加擾動使其重新進入混沌狀態；小周期點為0.2、0.4、0.6或0.8，不動點為0。