[發明專利]一種基于數字信息素的智能交通信號燈實時調控方法

有效

• 申請號: 201810984108.7
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109035811B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 鄒廣宇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉

1.一種基于數字信息素的智能交通信號燈實時調控方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，采集數字信息素；

根據目標要求，將道路劃分成若干個單元格，在時刻t，系統根據實時車流自動采集單元格內的數字信息素，依次進行累積、蒸發和擴散三個行為，更新數字信息素；

所述累積行為指不同車輛所遺留的信息素在同一個單元格內累加；

ρ_i,t＝ρ_i,t-1+n_i,t (1)

其中，ρ_i,t-1是第i個單元格內t-1時刻數字信息素的總量；n_i,t是第i個單元格內t時刻車輛數；ρ_i,t是第i個單元格內t時刻累積后的數字信息素的總量；

所述蒸發行為指信息素隨著時間的推移而慢慢減少：

ρ′_i,t＝(1-ρ_v)ρ_i,t (2)

其中，ρ_i,t是第i個單元格內t時刻數字信息素的總量；ρ_v是蒸發率；ρ′_i,t是單位時間內經過蒸發之后所留下的信息素總量；

所述擴散行為指沿著車輛行駛的方向，信息素擴散到周圍區域：

ρ″_i,t＝(1-ρ_p)ρ′_i,t (3)

其中，ρ′_i,t是單位時間內經過蒸發之后所留下的信息素總量；ρ_p是擴散率，即可以擴散到周圍區域的信息素的百分比；ρ″_i,t是擴散之后第i個單元格所留下的信息素的量；

采用同步更新，即所有單元格同時擴散，而后再同時接收來自其他單元格擴散過來的信息素：

其中，Φ是在單位時間內可以擴散到單元格i的所有上游單元格集合；是從單元格j擴散出去的均勻噴灑到所途徑單元格的數字信息素；

其中，ρ′_j,t是蒸發之后所留下的信息素；ρ_pρ′_j,t是可以擴散出去的信息素的總量；v是信息素擴散的速度，τ是單位時間段長度，vτ是單位時間內數字信息素可以傳播的距離；C_s是單元格的長度；vτ/C_s是單位時間內信息素擴散所進過的單元格個數；

步驟二，調控交通信號燈綠信比；

當時刻t為交通信號燈一個控制周期的開始時刻，即mod(t,T_c)＝0，則交通信號燈根據上個控制周期內的路口各個方向上的數字信息素總量調整下一周期信號燈的綠信比：

其中，T_i^G是第i個相位的綠燈時長，D_i是第i個相位是綠燈的車道上的數字信息素總量；∑_j D_j是信號燈所有相位對應車道上的數字信息素總量；T_C是信號燈周期；

若時刻t不是交通信號燈一個控制周期的開始時刻，則進行t+1時刻的步驟一的數字信息素采集工作，此過程循環往復，不斷迭代更新。

2.根據權利要求1所述的一種基于數字信息素的智能交通信號燈實時調控方法，其特征在于，作為交通仿真模型，采用離散化時間策略，選用時間間隔是1秒，單元格的長度是1米；公式(5)簡化為：