[發明專利]一種城市交通宏觀區域邊界控制方法

有效

• 申請號: 201910256874.6
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110111562B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 侯忠生;雷霆
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/08;G08G1/081;G08G1/096
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

1.一種城市交通宏觀區域邊界控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將城市交通路網劃分為若干個同質區域；

S2、根據所述若干個同質區域對城市交通路網進行子系統分解，得到若干個子系統；

所述S2進一步包括：

根據所述S1劃分的同質區域，將相鄰的兩個同質區域劃分為一個子系統，用Sys(i,j)表示，其中i，j代表區域編號；

所述子系統的控制輸入數據為區域i到區域j的邊界控制比例u_ij，所述子系統的控制輸出數據為區域j內的行駛車輛數n_j，區域j定義為該子系統的被控區域，區域i定義為該子系統的上游區域；

S3、在每個采樣周期內，根據采集的總車輛數信息，同投影算法估計各個相應子系統的偽梯度向量；

所述S3進一步包括：

通過交通檢測器檢測各個區域內行駛的車輛數信息，以及信號機內上一時刻的邊界控制放行比例的信息，將采樣周期和控制周期均取為路網內各個交叉口信號周期的公倍數，獲得各個區域內平均流量最大的行駛車輛數，并將其設定為期望值；

所述S3進一步包括：

在每個采樣周期內，根據所述檢測器采集的總車輛數信息，估計各個相應子系統的偽梯度向量，用投影算法來估計偽梯度向量：

Δu_m(k)＝u_m(k)-u_m(k-1)；

其中，φ_m(k)是第m個子系統的偽梯度向量，是φ_m(k)的估計值，η∈(0,2]是步長因子，k為時刻，y_m(k)為第m個子系統在第k個采樣周期的輸出數據，u_m(k)為第m個子系統在第k個控制周期的控制輸入數據，u_m(k-1)為第m個子系統在第k-1個控制周期的控制輸入數據，μ是偽梯度向量估計值相關懲罰因子；

S4、采集各子系統的輸入/輸出數據之間的關系；

S5、計算各子系統之間的邊界控制比例；

所述S5進一步包括：

通過下述目標函數計算各子系統之間的邊界控制比例：

其中，ρ∈(0,1]是步長因子；y_m^*代表第m個子系統的被控區域內期望的行駛車輛數；λ_m是邊界控制信號相關懲罰因子；P是所分解的子系統的個數；z_nm(k)是子系統n對子系統m的互聯影響項，Δz_nm(k)＝z_nm(k)-z_nm(k-1)；是求得子系統m的偽梯度向量(PG)φ_m(k)的參數，是的估計值；

S6、將邊界控制比例轉化為邊界交叉口的綠信比；

S7、將所述邊界交叉口的綠信比輸出到各個邊界交叉口的信號機，并在當前控制周期內保持每個信號周期的相位綠信比不變。

2.如權利要求1所述的城市交通宏觀區域邊界控制方法，其特征在于，所述S4進一步包括：

通過下述動態線性化數據模型采集各子系統的輸入/輸出數據：

其中，為第m個子系統的偽梯度向量的轉置。

3.如權利要求1所述的城市交通宏觀區域邊界控制方法，其特征在于，所述S6進一步包括：

原有定時控制方案下的邊界控制比例為1，每一控制周期通過邊界控制放行比例，成比例地放縮原有信號配時方案中相應相位的綠信比，進而得到每一周期的邊界交叉口各相位的綠燈時間。

4.如權利要求1所述的城市交通宏觀區域邊界控制方法，其特征在于，所述S7進一步包括：

在當前控制周期內，每個信號周期的相位綠信比保持不變，到下一控制周期時，根據下一控制周期計算得到的綠信比進行調整。