[發明專利]一種基于延誤最小和飽和度均衡的多交叉口的控制方法

在審

• 申請號: 201811425129.1
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109360432A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 陳復揚;馬琳;田睿;馬凱國;王奇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/081
• 分類號: G08G1/081
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

本發明涉及一種基于延誤最小和飽和度均衡的多交叉口的控制方法，屬于智能交通控制領域。本發明通過分析隊列抵達下游路口的狀態，建立相鄰交叉口間的相位差模型，并將該模型擴展到多個交叉口協調以及雙向協調的交叉口間相位差模型的建立。針對控制子區內各個路段的車輛流分布不均出現部分車道飽和度高的情況，考慮均衡多個路口的飽和度，建立協調方向上交叉口的綠信比優化模型。本發明的方法可以針對折線型路徑的多個交叉口進行相位差和綠信比優化實現其交通信號協調控制。

技術領域

本發明涉及一種基于延誤最小和飽和度均衡的多交叉口的控制方法，屬于智能交通控制領域。

背景技術

在對多個交叉口實行信號的協調控制前，需要建立協調控制模型。區域內交叉口的數量增加，會導致其協調優化模型的復雜度會以幾何級數形式增加，僅有10個交叉口的控制子區的模型復雜程度也非常高，因此不能直接對區域直接建立協調模型。

區域路網是二維平面結構的，因此其協調控制通常也被稱作“面控”。而單交叉口信號控制成為“點控”，城市交通干線協調控制一般被稱為“線控”。由于“點控”和“線控”復雜度比“面控”低很多，且有較為成熟的研究方法，因此，一般考慮將“面控”化為“線控”和“點控”的組合。

近年，不管在國內還是國外，干線的交通控制都成為城市交通控制的熱門內容。城市干線道路承擔著整個城市最大的交通負荷，協調多個路口調整交叉口間的相位差能夠更好地調度交通分布，進而改善干線以及整個區域的交通狀態及道路服務水平。干線協調與單交叉口信號控制存在差別，干線協調要給出路口之間的相位差，即鄰近兩路口的信號燈起點時間差。而單點信號控制只需要輸出各路口的周期和綠信比。干線上多路口協調控制時，一般首先得出干線上各個路口的信號周期和綠信比，接下來關鍵要處理的問題就是計算各鄰近路口間的相位差，目的是讓在干線行駛的車輛可以接連在綠燈情況下不受阻地經過信號交叉口。

發明內容

針對協調路徑上多個交叉口協調的控制，本發明提出了一種基于延誤最小和飽和度均衡的多交叉口的控制方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于延誤最小和飽和度均衡的多交叉口的控制方法，包括如下步驟：

(1)通過將隊列抵達下游路口的狀態劃分成隊列頭部受阻和隊列隊尾部受阻兩類，建立多交叉口的相位差優化模型，優化關鍵路徑上及非關鍵路徑上各交叉口的協調相位差；

(2)針對車流分布不均的多交叉口，基于飽和度均衡建立綠信比優化模型；

(3)利用粒子群算法求解相位差優化模型，fmincon函數求解綠信比優化模型進行多交叉口協調控制，并對比了協調前后的控制效果。

步驟(1)中針對頭部受阻和隊列隊尾部受阻兩類隊列建立的延誤模型如下：