[發明專利]一種網聯信控交叉口控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110045039.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112885117B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 王潤民;張心睿;趙祥模;徐志剛;凡海金;楊瀾;汪貴平;盧濤
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/01;H04W4/44;G06N3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種網聯信控交叉口控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，當搭載有車載子系統的車輛進入交叉路口路側協同控制子系統通信范圍內，車輛的車載子系統通過V2I方式向路側協同控制子系統實時發送自身車輛行駛信息；

S2，構建交叉口交通流模型，路側協同控制子系統接收其通信范圍內的全部車輛行駛信息，根據交叉口內所有車輛行駛信息用DBSCAN進行聚類成簇，成簇車輛即形成車輛組隊，形成交叉口組隊集合，根據交叉口組隊集合構建交叉口信號優化模型，以交叉口所有車輛延誤作為目標函數，車輛運動學模型和交通模型為約束條件；形成交叉口組隊集合C；

C＝{C_A1...,C_Am,C_B1...C_Bn,C_C1...C_Cs,C_D1...C_Dt}

其中m,n,s,t分別代表各入口聚類后簇數；

構建優化模型如下：

s.t.

t_ij∈g_i

g_min≤g_i≤C-nL

t_ij-t_i(j-1)≥t_imin

t_ij≥t_min

0＜v_i≤v_max

0＜a_i≤a_max

其中，D為車輛總延誤，d為單個車輛延誤，t_ij為第i個進道口的第j輛車通過交叉口的時間，g_i代表第i個進道口綠燈時長，g_min和C-nL分別代表綠燈時長最小值和最大值，C代表相位周期，L代表相位損失時間，n為相位數，v_i和a_i分別代表第i輛車的速度和加速度；

S3，采用遺傳算法對信號燈配時進行求解得到最優配時方案，待本周期結束后，在下一周期根據最優配時方案進行交叉口信號燈控制；

采用遺傳算法對信號燈配時進行求解具體包括以下步驟：

A，采用實數編碼，初始化種群；利用適應度函數利用評價車輛簇的方式進行評價：

式中，F表示車輛簇的價值，反映了一個車輛簇的優先考慮程度，受車輛簇到達交叉口的距離d、速度v以及車輛簇的大小n影響，α₁，α₂，α₃為權重系數；

B，通過兩個父代染色體的線性組合產生兩個新的子代染色體；

其中，分別代表交叉后的染色體，分別代表交叉操作前的染色體；ρ表示交叉位點；

C，為產生新染色體，進行變異操作：

X^k+1＝θY+(1-θ)X^k

每一代中的最優染色體都將保存進入下一代，最后選出最優染色體，即最優配時方案；

選擇方法選用輪盤賭法，每一條染色體被選中的概率如式所示

式中，P_k是第k條染色體被選中的概率；F_k是第k條染色體的適應度；N是染色體的總數目。

2.根據權利要求1所述的一種網聯信控交叉口控制方法，其特征在于，聚類后形成多個簇以及多個異常點，對同入口簇進行簇間相似性判斷，若相似性程度符合相似度設定閾值，進行簇融合。

3.根據權利要求1所述的一種網聯信控交叉口控制方法，其特征在于，異常點進行是否可合并判斷，若可以在符合車輛運動學約束下通過車速調整，將異常點可加入其他簇內，則進行合并，否則獨自作為一類。

4.根據權利要求1所述的一種網聯信控交叉口控制方法，其特征在于，初始化種群包括種群規模大小，最大迭代次數，交叉概率P_c和變異概率P_m。