[發明專利]一種單交叉路口信號自適應的控制方法

有效

• 申請號: 201810615722.6
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108898853B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 蔡延光;黃柱;蔡顥
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08;G08G1/09;G06F30/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開一種單交叉路口自適應控制方法。本發明首先建立一個基于最小延誤時間的單交叉路口信號自適應控制模型，然后提出一種改進和聲搜索算法求解。具體步驟：（1）建立一個單交叉路口信號自適應控制模型；（2）算法參數初始化；（3）產生新的配時方案；（4）用改進的和聲搜索算法動態更新和聲記憶庫保留概率、微調擾動率和調節步長；（5）更新和聲記憶庫；（6）判斷是否滿足最大迭代次數；（7）得到最優和聲作為該交叉口對應相位的綠燈配時方案。本發明能夠有效求解單交叉路口自適應配時方案，適合解決單交叉路口信號自適應控制的優化問題。

技術領域

本發明涉及交通信號自適應控制領域，具體涉及一種單交叉路口信號自適應控制方法。

背景技術

單交叉路口信號自適應控制是交通自適應控制中最基本的控制形式，為了解決復雜的區域交通自適應控制問題，需要從單交叉路口信號自適應控制開始，以此為解決復雜的區域自適應控制問題奠定了研究的基礎。單交叉路口信號自適應控制的核心在于動態生成交通信號配時方案。

現有技術主要是通過經驗為單交叉路口確定固定配時方案，難以實現根據不同的交通狀況去動態改變交通控制方案。

發明內容

為了解決目前現有的技術存在的不足，本發明公開一種新的單交叉路口自適應控制方法。可以根據實時路面交通狀況，自適應生成最佳的配時控制方案。其過程為：首先建立一個基于最小延誤時間的單交叉路口信號自適應控制模型，然后提出一種改進和聲搜索算法求解得到最優解作為配時控制方案。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種單交叉路口信號自適應控制方法，包括以下步驟:

S0、獲得某城市交叉路口的交通數據；

S1、建立基于最小延誤的單交叉路口信號自適應的控制模型：

其中，D是單交叉路口在一個信號周期內的總延誤時間，g₁,g₂,g₃,g₄分別代表交叉路口四個相位的綠燈時間，D₁,D₂,D₃,D₄分別代表交叉路口四個相位各自在一個信號周期內的延誤時間，是懲罰函數，參數α是一個充分大的正數，T為單交叉路口信號周期；

S2、預設式(1)單交叉路口信號自適應的控制模型在一個信號周期的延誤時間D₁,D₂,D₃,D₄和信號周期T；

S3、初始化，進一步包括：

S3-1、確定變量個數及范圍：單交叉路口信號自適應控制模型的四相位配時方案g₁,g₂,g₃,g₄作為和聲搜索算法的和聲變量，確定最大綠燈時間g_max和最小綠燈時間g_min，并將其設置為和聲變量的取值范圍的上限與下限；

S3-2、設置算法控制參數：設置初始化和聲記憶庫HM的大小、初始和聲記憶庫保留概率HMCR、初始微調概率PAR、調節步長bw、迭代計數器D_t、最大迭代次數D_max；

S3-3、確定適應度函數：取上述基于最小延誤的單交叉路口信號自適應的控制模型作為適應度函數，其中，延誤時間越小，和聲的適應度越強；

S3-4、初始化和聲記憶庫：選擇Logistic混沌映射的方式對和聲記憶庫進行混沌初始化；

S4、產生新的和聲，選擇使用和聲搜索算法產生和聲的機理在變量取值范圍內產生一組新的和聲；