[發明專利]一種車聯網環境下考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化方法

在審

• 申請號: 201810772533.X
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109035766A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 孫智源;陳艷艷
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065;G08G1/08;G08G1/081
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種車聯網環境下考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化方法，構建可變周期管理模式，將動態交通控制看作快變量，將動態交通誘導看作慢變量，進行動態交通控制與動態交通誘導協同優化的建模。基于信息物理系統，構建車聯網環境下考慮可變周期的交通控制與誘導協同優化技術框架，由物理世界、感知模塊、通信模塊、計算模塊、控制模塊構成。將考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化問題抽象成三層規劃模型，下層模型為考慮路徑平均阻抗的用戶均衡模型，中層模型是考慮公平性的動態信號控制決策模型，上層模型是考慮通行能力和延誤的控制周期優化模型，體現了可變周期管理模式的協同思想。

技術領域

本發明屬于智能交通管理領域，涉及一種車聯網環境下考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化方法。

背景技術

大數據背景下，動態交通流的全面獲取、深度分析與長期存儲成為可能，特別是車聯網的出現進一步豐富了交通流檢測的數據來源，并且增加了交通誘導的發布方式和覆蓋范圍。這些新技術、新數據為交通控制與誘導協同優化的深入研究奠定了基礎，有必要將傳統的交通控制與誘導協同優化拓展到動態交通控制(Dynamic Traffic Signal Control，DTSC)與動態交通流誘導(Dynamic Traffic Flow Guidance，DTFG)協同優化。

從實際應用層面考慮，交通管理的實時性并不是越高越好。對于DTSC而言，由于交通出行者的知識水平、駕駛水平等因素的不同，并不是所有的交通出行者能夠接受交叉口的相位設計、周期時長、綠燈時間均實時變化；對于DTFGS而言，交通出行者在選定某出行路徑時，在出行過程中完全使用動態交通分配進行路徑選擇也是不可能的。DTSC和DTFGS是在一定約束范圍內的實時，本發明在車聯網環境下，提出了可變周期管理(Variable CycleManagement，VCM)的概念，將DTSC看作快變量，將DTFG看作慢變量，構建考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化模型與算法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種車聯網環境下考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化方法，通過該方法提高城市交通管理的智能化水平。

為實現上述目的，本發明采用的技術方法為一種車聯網環境下考慮可變周期的動態交通控制與誘導協同優化方法。

構建可變周期管理模式，將動態交通控制看作快變量，將動態交通誘導看作慢變量，進行動態交通控制與動態交通誘導協同優化的建模。如圖1所示，認為誘導周期相對較長，控制周期相對較短，定義1個誘導周期為1個協同周期，1個協同周期由n個控制周期構成，n為整數。同1個協同周期內，交叉口信號控制采用相同時長的控制周期，即：

T_O(u)＝T_G(u)＝nT_C(u)

式中，T_O(u)為第u個協同周期的時長；T_G(u)為第u個協同周期內誘導周期時長；T_C(u)為第u個協同周期內控制周期時長。

根據交通流的時空分布，進行協同周期、誘導周期、控制周期時長的優化計算。同1個協同周期內，n個控制周期根據交通流的動態變化采用相應的信號控制方案。

協同周期、誘導周期、控制周期時長的變化，將影響待通過交叉口的交通流量，進而影響信號控制方案；信號控制方案的變化，將影響路徑的走行時間，進而影響交通誘導方案；交通誘導方案的變化，將影響交通流的時空分布，進而影響協同周期、誘導周期、控制周期時長。

研究路網由多個交叉口組成時，定義1個重要交叉口用于控制周期的優化計算，其他交叉口采用相同的周期。