[發(fā)明專利]一種帶有約束的城市交通交叉口信號(hào)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710920217.8
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN107730923A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹金亮;吳曉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/08
• 分類號(hào): G08G1/08;G08G1/01
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司33101
• 代理人: 翁霽明

1.一種帶有約束的城市交通交叉口信號(hào)控制方法，其特征在于所述的信號(hào)控制方法是：

a)選擇各個(gè)進(jìn)口道的車輛排隊(duì)長度差作為系統(tǒng)的輸出，即以交叉口的某一進(jìn)口道為參考，將其他進(jìn)口道的車輛排隊(duì)長度與參考進(jìn)口道的車輛排隊(duì)長度之差作為系統(tǒng)的輸出y(t)；交叉口j的四個(gè)進(jìn)口道中，選擇進(jìn)口道1為參考，則系統(tǒng)的輸出為：

y~j(k)=[y2,1(k),y3,1(k),y4,1(k)]T=[x2(k)-x1(k),x3(k)-x1(k),x4(k)-x1(k)]=-1100-1010-1001[x1(k),x2(k),x3(k),x4(k)]T=Dx~j(k)---(2-12)]]>

式中：

x~j(k)=[x1(k),x2(k),x3(k),x4(k)]T;]]>

y_2,1(k)——進(jìn)口道2的輸出；

y_3,1(k)——進(jìn)口道3的輸出；

y_4,1(k)——進(jìn)口道4的輸出；

b)對(duì)路網(wǎng)所有交叉口列寫輸出方程(2-12)，可以得到整個(gè)路網(wǎng)的輸出方程為：

y(k)＝Cx(k) (2-13)

式中：

x(k)=[x~1(k),x~2(k),...,x~N(k)]T;]]>

y(k)=[y~1(k),y~2(k),...,y~N(k)]T;]]>

N——交叉口個(gè)數(shù)；

C——輸出矩陣；

由式(2-12)和(2-13)得，系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程如下：

x(k+1)=Ax(k)+Bu(k)+Eξ(k)y(k+1)=Cx(k+1)---(2-14);]]>

c)為了便于控制算法的收斂性分析，先給出所需要的一些基本假設(shè)：

假設(shè)1：在迭代過程中系統(tǒng)滿足重復(fù)的初始重置條件，即：

xn(0)=xd(0),yn(0)=yd(0)∀n---(2-15)]]>

式中：

x_d(0)——期望的狀態(tài)初值；

y_d(0)——期望輸出的初值；

n——迭代次數(shù)。

假設(shè)2：存在一個(gè)有界的控制輸入u_d(k)(k∈[0,K])，使得系統(tǒng)(2-14)的輸出y(k)在時(shí)間區(qū)間[0,K]上能夠完全跟蹤期望輸出y_d(k)；

d)對(duì)于交通系統(tǒng)(2-14)，有如下的城市交通信號(hào)迭代學(xué)習(xí)控制律：

u_n+1(k)＝u_n(k)+βe_n(k+1) (2-16)

式中：

u_n(k)——第n次迭代時(shí)的控制輸入；

e_n(k)——第n次迭代時(shí)系統(tǒng)的跟蹤誤差，即e_n(k)＝y(tǒng)_d(k)-y_n(k)；

β——迭代學(xué)習(xí)增益；

e)控制目標(biāo)是尋找合適的控制輸入，即交叉口的相位綠燈時(shí)間，使系統(tǒng)的輸出即交叉口的車輛排隊(duì)長度趨于均衡狀態(tài)，也就是使交叉口各個(gè)相位的車輛排隊(duì)長度盡可能的保持接近，即y_d(k)＝0。