[發明專利]道路交通信號控制全路網最優化控制目標函數構建方法

有效

• 申請號: 201910079914.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109872531B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 翟希;許巖巖;楊濤;劉振
• 申請（專利權）人: 許凌
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/081
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種道路交通信號控制全路網最優化控制目標函數構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、獲取目標時間段的多組SCATS交通控制數據，SCATS交通控制數據包括目標區域各個道路交叉口的N個不同相位、不同轉向的獨立運行車流的相位流量q及綠燈時間g；

步驟2、構建每個控制車流的輸入矩陣S_i＝(A，B，q_i，g_i)，i＝1，2，...，N，將輸入矩陣S_i代入q_i表示第i個交叉口的相位流量，g_i表示第i個交叉口的綠燈時間，v_i表示第i個交叉口的相位速度，對N組SCATS交通控制數據進行擬合得到流量-速度函數，求得常數A、B，再聯合q_i、g_i共同代入獲得系數矩陣[a，b，c，d]，

步驟3、將系數矩陣[a，b，c，d]代入目標函數W′：

約束s.t.0≤x_i；

0≤x₁+x₂+…+x_N≤180；

選取無差別交叉口理想控制目標模型：

步驟4、采用梯度上升算法求解目標函數W′，得到N個不同相位、不同轉向的獨立運行車流相位間隔時關系f(x₁，x₂，...，x_N)，包括以下步驟：

交叉口控制目標為：

Max∫q·dv (1)

式(1)中，q表示流量，v表示速度；

定義函數T＝∫q·dv，根據交通流理論，流量q是速度v的函數，因此T轉換為：

T＝∫f(v)·dv；

在一段連續時間內，選取控制范圍，包含N個交叉口規模的控制范圍，或全路網N個交叉口規模的控制范圍，則總控制目標為控制范圍內預期效果無限接近理論最優流量曲線，則控制范圍內交叉口總流量最大，對應的平均車速最優；構建全路網最優的交通信號控制目標函數為：

式(2)中，T_i為第i個交叉口的函數T；

通過對悉尼自適應協調控制信號系統SCATS信號控制參數數據擬合的方法，得到流量-速度函數關系：

式(3)中，g是綠燈時間，v是平均車速，A、B分別為常數；

因此式(2)轉換為：

代入流量-速度函數關系，即得：

則令函數從而即為求