[發明專利]交通事故信號燈控制方法

有效

• 申請號: 202010557602.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111724610B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 李長樂;岳文偉;陳越;張和和
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/01
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;黎漢華

1.一種交通事故信號燈控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在城市交通路網中確定與道路服務速率相關系數大于6.5的強相關影響因素，利用模糊邏輯方法獲得事故條件下道路服務速率，其中影響因素包含交通事故類型、交通流量、事故發生時間和事故發生日期；采用模糊邏輯方法確定強相關影響因素對事故條件下道路服務速率的影響程度，實現如下：

(1a)統計事故條件下城市交通路網中道路服務速率的影響因素的樣本值，根據得到影響因素與道路服務速率的相關系數r，選取其中|r|＞6.5的影響因素作為與事故條件下道路服務速率強相關的影響因素，其中z_i為影響因素的第i個樣本值，y_i為道路服務速率的第i個樣本值，為該影響因素的平均值，為道路服務速率的平均值；

(1b)使用三角隸屬函數將步驟(1a)中確定的強相關影響因素量化為三個等級，得到第i個影響因素對道路服務速率的影響程度f_i；

(1c)構建影響因素間兩兩比較之后的正互反矩陣：

其中表示第i個影響因素和第j個影響因素影響程度的比較結果，f_i和f_j分別表示第i個影響因素和第j個影響因素的影響程度，i,j≤n且i≠j，n表示影響因素個數；

(1d)計算正互反矩陣A的最大特征值所對應的特征向量V；

(1e)利用對最大特征值對應的特征向量V進行歸一化，其中u_i為特征向量V中第i個影響因素，u_j為特征向量V中第j個影響因素，ω_i為特征向量V中第i個影響因素對道路服務速率的影響程度；

(1f)提取歸一化后的特征向量V中的各個元素，作為各強相關因素對事故條件下道路服務速率的影響因子，并根據該影響因子計算道路服務速率：

其中μ為事故條件下道路服務速率，P_i為第i個影響因素的值；

(2)確定平均每輛汽車占道路總長度d及道路飽和車流量s，統計路網中各路段長度L，紅綠燈時間T_cl以及實時車流量x；

(3)計算車輛在各個路口信號燈處的排隊時間T_b(x)；

(4)計算車輛通過各個路段的時間T_r(x)；

(5)根據步驟(3)和步驟(4)計算出的信號燈處排隊時間和車輛通過時間，分別計算出車輛通過整條道路的時間T(x)和事故路段向其他路段轉移的車流量Δx：

T(x)＝T_b(x)+T_r(x)，

Δx＝f^-1(T_r2(x₂)-T_r1(x₁))，

其中T_r1(x₁)為事故發生前事故路段通行時間，T_r2(x₂)為事故發生后事故路段通行時間，f^-1()表示步驟(5)中車輛通過整條道路的時間函數T(x)的反函數；

(6)根據步驟(5)中得到的轉移車流量Δx，建立以下約束條件：

其中Δx_i表示向路段i的轉移車流量，T_i(x_i+Δx_i)表示車輛完全通過第i條道路的時間；

(7)按照步驟(6)中約束條件求得道路網絡處于均衡狀態時的各路段車流量x₁+Δx₁,x₂+Δx₂,...,x_i+Δx_i,...,x_N+Δx_N，其中N為路段中除事故路段以外的路段數；

(8)根據各路段車流量，綠燈時長占總信號燈時長比例以及各路段飽和流量，確定路網中信號燈以及交通流量的可行域范圍D×F∩S，其中：

表示路網中N條路段流量的集合，其中元素滿足N條路段總車流量等于K；

F＝{G:G₁+G₂+...G_N＝1}表示路網中N個路口綠燈時長占總信號燈時長比的集合，其中元素滿足每個路口綠燈時長占總信號燈時長比例等于1；

S＝{x,G:x₁G₁≤s₁,x₂G₂≤s₂,...,x_NG_N≤s_N}表示路網中N個路段承載能力的集合，其中元素滿足每個路段上車流量與路段占比之積小于等于每個路段飽和流量；

(9)判斷步驟(7)中均衡狀態時各路段車流量是否處于步驟(8)中確定的可行域范圍之內，若是：則執行步驟(10)，否則，執行步驟(11)；

(10)增加事故發生路段綠燈時長，增加值為減小第j條路段綠燈時長，減小值為βG_j(T_In-T_j)，其中β為轉移步長，T_In為事故路段通行時間，G_j和T_j分別為路網中除事故路段以外第j條路段的綠燈時長占總信號燈時長的比例以及路段通行時間；

(11)減小事故發生路段綠燈時長，減小值為增加第j條路段綠燈時長，增加值為βG_In(T_In-T_j)，其中G_In為事故前路段綠燈時長；

(12)判斷道路流量是否達到均衡狀態，即同一起始點各路段通行時間是否相等：若是，則結束控制，否則，返回步驟(9)。