[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

本發明涉及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：選取無差別交叉口理想控制目標模型；基于SCATS信號控制參數建立流量?速度函數；構建全路網最優的交通信號控制目標函數；求解基于SCATS的交通信號控制全路網最優化控制目標函數。本發明目的是為了解決現有技術的不足，針對交通工程的實際應用需要，提出一種城市全路網級交通信號控制優化目標方法，填補了城市大范圍交叉口信號控制目標的技術空白，為全路網交通控制方法提出了理論基礎，能夠提高交通信號控制效果和控制范圍，提升城市交通管理業務水平，降低交通擁堵，優化交通出行環境。

技術領域

本發明涉及一類(通行期內)城市道路交通信號控制的全路網最優化控制目標函數的構建以及基于SCATS的求解算法，屬于城市道路交通信號控制理論與應用技術領域。

背景技術

隨著交通信息化技術的不斷發展，城市交通系統累積了大量交通流采集數據、系統運行數據和業務應用數據，處于城市交通管理核心地位的交通信號控制系統也累積了豐富的控制理論和數據基礎，在單點交叉口信號控制、線性交叉口控制和小范圍區域協調控制技術方面取得了較大發展。常用信號控制策略包括飽和度均衡控制、最小延誤控制、最大流量控制、單/雙向綠波控制等，通過調整綠信比、控制周期時間、合理設置相位等信號配時方法來實現。但現有控制理論和技術無法支撐整體路網的全局性控制目標，當控制對象交叉口群規模超過某一界限時，這些方法的實施效果就受到局限。為了研究更大范圍區域級和路網級交叉口群控制優化，首先需要建立路網級交通控制的總體目標。

發明內容

本發明的目的是：提供一種適用于道路通行狀態下包含大量路口為對象的，全局交通控制方案優化的方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了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)。

本發明目的是為了解決現有技術的不足，針對交通工程的實際應用需要，提出一種城市全路網級交通信號控制優化目標方法，填補了城市大范圍交叉口信號控制目標的技術空白，為全路網交通控制方法提出了理論基礎，能夠提高交通信號控制效果和控制范圍，提升城市交通管理業務水平，降低交通擁堵，優化交通出行環境。

附圖說明

圖1為建立目標模型過程示意圖；

圖2為本發明方法步驟示意圖；