[發明專利]一種基于地磁的十字路口信號機控制方法

有效

• 申請號: 201810238002.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108447276B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 高萬寶;李云松;李慧玲;張廣林
• 申請（專利權）人: 南京推推兔信息科技有限公司
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/042;G08G1/01
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

1.一種基于地磁的十字路口信號機控制方法，該方法中所使用的設備包括地磁車輛檢測器，數據采集存儲設備，信號優化處理服務器，信號指令發布服務器，以及信號燈，所述各設備之間依順序信號連接，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)在交叉口各個進口方向上安裝地磁車輛檢測器，按照順時針方向對地磁車輛檢測器進行編號，對路口所屬的路段編號與地磁車輛檢測器編號進行綁定；

(2)通過地磁車輛檢測器，定時采集檢測區段的車道交通流率和車道占有率參數數據，所述參數數據經數據采集存儲設備，實時傳回信號優化處理服務器，并進行標準化數據過濾處理和存儲；

(3)提取信號優化處理服務器的交通數據，包括車道交通流率和車道占有率參數，計算檢測區段平均交通流密度參數，以及交叉口平均交通流密度；

(4)基于交叉口平均交通流密度-信號周期關系模型計算交叉口信號周期；

(5)根據路口各個進口方向路段的交通流率和平均交通流密度參數，構建十字路口信號機優化控制算法模型，聚合計算各個進口方向的最優信號控制綠信比；

(6)根據進口方向的最優信號控制綠信比，計算各個進口方向信號配時的綠燈時間、黃燈時間和紅燈時間，形成下個信號周期的信號控制方案指令；

(7)利用信號指令發布服務器，調用指令數據庫接口服務，將下個周期的信號控制方案指令發送給信號燈，信號燈本周期控制方案結束后，立即執行下一套信號控制方案，進行交通動態誘導，交叉口平均交通流密度計算，交通流密度-信號周期關系構建，十字路口信號機優化控制算法模型構建，所述十字路口信號機優化控制算法模型構建，包括如下步驟：

(51)計算東西進口方向的平均交通流率和東西進口方向的平均交通流密度

(52)計算南北進口方向的平均交通流率和南北進口方向的平均交通流密度

(53)建立基于反饋控制的最優化信號控制目標函數

(54)建立動態交通流密度變化模型

(55)確定最優化信號配時時間；

基于東西進口方向的綠信比，計算東西方向的綠燈時間，步驟(51)的其中為西進口方向的路段平均交通流率，為東進口方向的路段平均交通流率；

其中為西進口方向的路段平均交通流密度，為東進口方向的路段平均交通流密度；

步驟(52)的其中為北進口方向的路段平均交通流率，為南進口方向的路段平均交通流率；

其中為北進口方向的路段平均交通流密度，為南進口方向的路段平均交通流密度；

步驟(53)的w0,K(t)為某個t時刻的交叉口平均交通流密度，為t時刻的交叉口平均交通流密度的導數；

解方程可得到K(t)＝K(0)e^-ωt，目標控制函數的解釋是通過反饋控制調節后，交叉口的平均交通流密度隨著時間的推移越來越趨向于為0，即交叉口的車輛越來越少，所以可以最大限度的提高交通通行效率，減少交通擁堵；

步驟(54)的L為檢測區間路段的長度，其單位為：千米，r₁₃為東西方向的綠信比，Δt定位為無限短的時間；

結合(53)的目標函數，可解方程得到東西方向的綠信比，

步驟(55)的東西方向綠燈時間G₁₃＝C×r₁₃，東西方向紅燈時間R₁₃＝C-G₁₃-Y，Y表示黃燈時間，C表示交叉口信號周期。

2.根據權利要求1所述的一種基于地磁的十字路口信號機控制方法，其特征在于：所述交叉口平均交通流密度計算，包括車道交通流密度采集、路段平均交通流率計算和交叉口平均交通流密度計算3個部分，計算具體包括如下步驟：

(31)定時采集地磁檢測區段各個車道交通流率和車道占有率參數，定時采集周期時間為1分鐘；

(32)計算地磁檢測區段各個路段平均交通流率和路段平均占有率數據；

(33)計算路段平均交通流密度；

(34)計算交叉口平均交通流密度。

3.根據權利要求1所述的一種基于地磁的十字路口信號機控制方法，其特征在于：所述交通流密度-信號周期關系構建，是基于交叉口平均交通流密度來計算交叉口信號周期。