[發明專利]一種基于時變論域的十字路口交通信號燈的智能控制方法

有效

• 申請號: 201711082059.X
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107680393B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 莫紅;曹小玲;晏科夫;朱鳳華
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學;東莞中國科學院云計算產業技術創新與育成中心
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于時變論域的十字路口交通信號燈智能控制方法。該方法首先利用十字路口的檢測器，采集交通數據；以當前綠燈方向相位上的最大排隊長度及紅燈方向各相位上的排隊長度數據為依據，對十字路口擁堵狀況進行評估，在當前交通流情況下，得出周期長度所在論域；在所述周期長度論域下，以當前綠燈方向相位上的最大排隊長度及每輛車的平均停車次數為輸入，當前綠燈方向相位分配的綠燈時長為輸出，列出動態模糊規則；應用重心法進行清晰化計算，得出綠燈時長；綜合考慮十字路口交通流量與駕駛員通行安全，設置限定條件，得出最終綠燈時長，完成配時方案的優化。本發明的有益效果是，能有效增強道路交叉路口通行能力，并減少車輛延誤時間。

技術領域

本發明屬于智能交通系統領域，特別涉及一種交通信號燈實時配時方法。

背景技術

定時信號配時方法，國際上主要有英國的韋伯斯特(Webster)配時法，在其基礎上，澳大利亞的ARRB(Australian Road Research Board)配時法考慮了超飽和交通情況，是Webster延誤模型的修正及擴展。美國的HCM(Highway Capacity Man)配時法運用也較為廣泛。在我國有沖突點法、臨界車道法、估算法、上海市綜合算法。其中上海市綜合算法是在國內外現有信號配時方法的基礎上，結合我國交通特點提出的，其配時延誤計算與美國HCM算法相同。

隨著經濟的高速發展，機動車數量的急劇增加，交通需求迅速擴大，定時信號配時方法無法達到高效改善城市交通擁堵狀況的要求。

隨著智能交通系統應用范圍的擴大和應用區域的增多，交通信號的實時控制和優化，引起了越來越多的國內外學者的關注。但因為城市道路交通系統隨機性極強，即使在較短時間內，交通參數也會發生較大的變化，給交通信號燈的實時配時帶來很大困難。而在描述事物的狀態時，針對論域隨時間變化而改變的情況，時變論域和動態模糊規則，解決了人們難以定義模糊集合的隸屬度函數的問題，也給復雜系統的分析提供了方法。本發明基于時變論域，利用動態模糊規則，實時動態調整紅綠燈周期長度和綠燈時長，完成十字路口交通信號燈的實時配時，有效增強道路交叉路口通行能力和減少車輛延誤時間。

發明內容

本發明給出了一種基于時變論域的十字路口交通信號燈的智能控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟S1：利用交叉口的檢測器，采集所需交通數據；

步驟S2：運用所得數據，以當前綠燈方向相位上的最大排隊長度及當前紅燈方向各相位上的排隊長度數據為依據，來評價交叉口擁堵程度，得出在當前交通流情況下，周期長度的論域；

步驟S3：以當前周期長度為論域，以當前綠燈方向相位上的最大排隊長度及每輛車的平均停車次數為輸入，當前綠燈方向相位分配的綠燈時長為輸出，列出動態模糊規則；

步驟S4：應用重心法進行清晰化計算，得出綠燈時長；

步驟S5：評判所得綠燈時長，設置約束條件，完成配時方案。

其中所述步驟S1進一步為：所需的交通數據包括當前綠燈方向相位上的最大排隊長度gL、當前紅燈方向各相位上的排隊長度rL_j以及每輛車平均停車次數每輛車平均停車次數是當前綠燈方向相位上駛出交叉口的車輛平均遇到紅燈的次數。

其中，所述步驟S2進一步包括以下步驟：

步驟S21：周期長度c的合適范圍40～180s，設周期長度的論域為Ω(t)，將時變論域下周期長度c的論域劃分為連續時變論域序列：{Ω_k(t)},(k∈N)，Ω_k(t)＝[0,40+20k]，其中k＝1,2,.....6,7；