[發明專利]基于組合控制策略的交通信號燈實時控制方法及系統

在審

• 申請號: 202011191875.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112309147A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 王成;王新藝;曹堉;丁成;高悅爾;王靖;張惠臻;應暉
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G08G1/095
• 分類號: G08G1/095;G08G1/08;G08G1/085
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張夢澤

本發明涉及一種基于組合控制策略的交通信號燈實時控制方法及系統。所述交通信號燈控制方法包括：根據實測車流量，以綠燈時長和信號狀態作為可控變量，確定目標車流方向以及對應的綠燈持續時長、確定各車流方向的路段飽和度、確定各車流方向的車流量、確定各車流方向的紅燈等待時長，并根據這些條件改變目標車流方向。本發明提供的一種基于組合控制策略的交通信號燈實時控制方法及系統實現了在不同的交通情況下選擇適應的信號控制策略，自動適應流量情況。該方法能夠及時處理緊急情況，提升了交叉口通行效率，使得交叉口信號達到精細化和智能化控制，解決了交叉口擁堵現象頻發，信號燈控制方法的精確性、靈活性較差等問題。

技術領域

本發明涉及交通信號燈控制技術領域，特別是涉及一種基于實測車流量和組合控制策略的交通信號燈實時開環控制方法及系統。

背景技術

隨著城市的快速發展，車輛數量與日俱增，大量的交通需求與有限的交通供應之間存在嚴重的不平衡從而導致了交通擁堵，交通擁堵不僅制約城市的運轉速度和經濟發展，同時也帶來環境和噪聲污染等一系列問題。治理交通擁堵是城市進一步健康發展的基礎，也是關乎公眾切身利益的迫切需求，加強交叉口交通管理與控制是減少交通擁堵的關鍵部分之一。

對于交叉口這一交通關鍵節點研究者們也考慮了不同的方法來提升其效率。利用交通信號控制系統調節交叉口信號燈配時來控制交通流，可以實現車輛的安全通行與有效地降低車輛在交叉口的等待時間，提高通行效率，對緩解城市交通擁堵有著極其重要的現實意義。傳統的交通信號燈控制方法是根據統計到的各路口歷史車流量數據而分配相對比較合理的固定配時方案，往往存在車流多的路口綠燈通行時間短，無車或少車的路口卻亮著綠燈的問題，一定程度上造成了道路資源的浪費。

長久以來，由于人們的交通習慣，城市交通信號的控制都是建立在固定的相位和相序基礎之上的，國內對基于實時交通信號控制的相位組合和可變相序的研究較少。很多學者把研究的重心放在人工智能上，比如神經網絡、模糊控制、強化學習等，基于以上這些算法的交通控制雖然大大提高了通行效率，但是仍然是針對單一相位進行綠時優化，其相位組合或相位順序是不變的，但由于交叉口交通流到達的隨機性較強，信號控制的靈活性略顯不足，不能根據路網的實際車流量進行動態調節，造成交叉口擁堵現象頻發，信號燈控制方法的精確性、靈活性較差等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于實測車流量和組合控制策略的交通信號燈實時開環控制方法及系統，以實現在不同的交通情況下選擇適應的信號控制策略，自動適應流量情況的信號燈實時控制方法。該方法能夠處理緊急情況，提升了交叉口通行效率，使得交叉口信號達到精細化和智能化控制，進而有效控制交通流，保證車輛的安全通行和降低車輛在交叉口的等待時間，解決交叉口擁堵現象頻發、信號燈控制方法的精確性、靈活性較差等問題，對緩解城市交通擁堵有著極其重要的現實意義。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于組合控制策略的交通信號燈實時控制方法，具體包括：

確定目標車流方向以及對應的綠燈持續時長；所述目標車流方向為路段中綠色信號燈控制的兩個車流方向；所述目標車流方向包括第一車流方向和第二車流方向；所述路段包括八個車流方向，分別為向東直行、向南直行、向北直行、向西直行、向東左轉、向西左轉、向北左轉和向南左轉；

判斷當前綠燈持續時長是否大于最小設定綠燈時長，得到第二判斷結果；

若所述第二判斷結果為否，則更新當前綠燈持續時長后，返回所述判斷當前綠燈持續時長是否大于最小設定綠燈時長；若所述第二判斷結果為是，則確定各車流方向的路段飽和度，并判斷所有的路段飽和度中是否存在大于或等于第一設定閾值的路段飽和度，得到第三判斷結果；

若所述第三判斷結果為是，則確定各車流方向的車流量，并根據所有的路段飽和度和所有的車流量改變目標車流方向，并確定改變后的目標車流方向的綠燈持續時長，再執行更改后車流方向確定過程；