[發明專利]一種基于ACP的平行交通信號燈實時控制方法

有效

• 申請號: 201710166262.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107067759B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 莫紅;王飛躍;劉芬;曹小玲;郝學新
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于ACP的平行交通信號燈實時控制方法。該方法包括以下步驟：步驟一：針對單交叉路口，搭建交通流數據采集系統和數據庫；步驟二：搭建人工信號燈系統；步驟三：由數據采集系統采集到的實時交通流數據導入計算實驗平臺，計算得到實時配時方案；步驟四：將計算實驗結果以平行執行的方式加載于實際交通信號燈系統，實現對實時交通流的誘導干預；步驟五：搭建路口狀態評估系統。本文的紅綠燈配時具有以下特點：首先，時變論域理論被用于計算實驗過程，模糊集合的隸屬函數根據周期變化實時調整；其次，本文的配時方案是實時的，配時周期及各相位的時長與交通流的狀況相適應；再次，通過人工系統的計算實驗，提升該系統的的決策效率。

技術領域

本發明涉及智慧交通領域，具體地說，涉及一種基于ACP的平行交通信號燈實時控制方法。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，城市車輛持續增加，交通系統越來越復雜，行人、機動車輛行為的隨意性及不可預測性使得人們很難建立精確的數學模型，傳統的控制方法很難達到較好的效果。對于車輛及行人集中的交叉路口，問題尤為明顯，是整個城市道路交通的擁堵高發區。各種交通流(機動車，非機動車和行人)在平面交叉口處反復地合流、分流及交叉，使得交通狀況異常復雜，所以城市交通擁堵問題往往突出表現在交叉口處，提高其通行效率是緩解交通擁堵的關鍵。

路口信號燈是疏導交通車輛最常見的和有效的手段，合理的信號燈配時方案對于提高道路通行能力，減少交通事故的發生有顯著的作用。然而傳統的信號燈控制大都采用固定信號周期、固定時長和固定相位轉換次序的方法進行控制，無法對路口信號進行實時、經濟的控制，使得“綠燈無車紅燈堵”的現象時有發生，早晚高峰期及節假日更為明顯。合理進行交通控制可以對交通流進行有效的引導和調度，使交通保持在一個平穩的運行狀態，從而避免或緩和交通擁擠狀況，大大提高交通運輸的運行效率，還可以減少交通事故，降低污染程度，節省能源消耗。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于ACP方法的平行交通信號燈實時控制方法，其具體的技術方案如下：

步驟一：針對單交叉路口，搭建交通流數據采集系統和數據庫，所述數據采集系統指路口攝像頭及地感線圈相結合，用于統計各車道流出口的通行車流量以及非機動車道上的行人及非機動車流量；

進一步，所述數據庫數據具體包括經過該路口的機動車流總量、各相位機動車流量、各方向車道數量、行人數量及非機動車流量。

進一步，將機動車流總量存入歷史數據庫用于確定當前時間段的紅綠燈周期時長，其他數據用于對實時配時方案進行決策以及對路口交通狀態的評估。

步驟二：對單交叉路口中的道路屬性、車流信息等相關信息進行全面、準確的采集，建立與實際系統相“平行”的人工紅綠燈系統；

步驟三：針對人工紅綠燈系統搭建計算實驗平臺，提取控制目標，并為人工系統提供決策支持；

進一步，計算實驗平臺包括相序優先級的計算、周期論域的決策以及各相位通行時長的模糊決策計算。

進一步，相序優先級的計算是根據各相位當前周期內的實時車流數據確定下一周期內的相位順序，按照優先級由高到低依次放行；

周期的決策是由經過該路口的歷史數據經模糊決策確定，不同的車流量等級分配相應的周期時長；

各相位通行時長決策是將決策得到的周期時長作為各相位的論域，由各相位的車流數據綜合決策得到各相位通行時長，結合相位順序得到配時方案。

步驟四：將計算實驗結果以平行執行的方式輸出到實際交通信號燈系統，實現對實時交通流的誘導干預；

進一步，平行執行層的主要目的是通過實際系統與人工系統的相互連接，對二者之間的行為進行對比和分析，完成對各自未來的狀況的“借鑒”和“預估”，相應地調節各自的管理與控制方式，達到實施有效解決方案的目的。