[發明專利]一種基于車輛路徑信息的城市道路網信號控制方法與裝置

有效

• 申請號: 202110534132.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113421444B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王昊;彭顯玥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/081
• 分類號: G08G1/081;G08G1/01
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周科技

1.一種基于車輛路徑信息的城市道路網信號控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，獲取目標時段內路網中所有車輛的目標路徑數據、需求產生時間數據、速度數據，路網中路段長度數據、交叉口車道數數據、沖突相位數據；

步驟2，進行第一次迭代，記錄迭代次數m＝1，依據步驟1獲取的數據，初始化每個交叉口的車輛到達時間；

步驟3，將同一車道的到達車輛聚類為車隊，構建并求解以延誤最小化為目標的單點信號控制模型，逐個交叉口優化車輛離去時間；

其中，將同一車道的到達車輛聚類為車隊的方法為：

將交叉口j同一車道的車輛按到達時間排序，令為交叉口j第l車道第x輛車的到達時間；第l車道第h車隊的特征值包括車隊車輛數車隊到達時間車隊離去時間車隊持續時間

以每輛車為一個車隊進行初始化，則

若則將車輛x納入車隊h，車輛x為車隊h的第n_x輛車，刪除車隊x，其中t_th為飽和車頭時距，g_min為最小綠燈時間；

所述的單點信號控制模型以總延誤最小化為目標，包含到達時間與離去時間約束、先入先出約束、沖突流向約束、0-1變量的關聯約束；

單點信號控制模型的目標函數表示為：

其中，delay_l,h為第l車道第h車隊的延誤時間；

到達時間與離去時間約束表示為：

其中，t_de,max為單交叉口單車輛最大允許延誤時間；

先入先出約束表示為：

沖突流向約束表示為：

當時，

當時，

當時，

u_{(l1,h1),(l2，h2)}＝0，1

其中，定義s_l1⊥s_l2為車道l1與車道l2對應流向相互沖突；t_co，max為臨界沖突時間，認為兩個沖突車隊的到達時間差大于臨界沖突時間時，先到達的車隊先離開；t_in為綠燈時間間隔，t_wa為啟動損失時間；M為常系數；u_{(l1，h1)，(l2，h2)}為0-1變量，u_{(l1，h1)，(l2，h2)}＝0，表示車隊(l1，h1)比車隊(l2，h2)后離開交叉口，u_{(l1，h1)，(l2，h2)}＝1，表示車隊(l2，h2)比車隊(l1，h1)后離開交叉口；

0-1變量的關聯約束表示為：

且且u_{(l1，h1)，(l2，h2)}-u_{(l1,h1+1),(l2,h2)}≥0；

步驟4，依據車輛離去時間和步驟1獲取的數據，計算第m+1次迭代每個交叉口的車輛到達時間，若車輛到達時間收斂，進入步驟5，若不收斂，m＝m+1，返回步驟3；

步驟5，將第m次迭代的車輛到達與離去時間作為最終車輛到達與離去時間，依據交叉口車輛離去時間數據，獲得交叉口信號控制方案，具體獲取原則為：

第m次迭代車輛到達與離去時間數據為最終車輛到達與離去時間，表示為：

a_i,k＝a_m,i,k

d_i,k＝d_m,i，k

其中，a_i,k為車輛i到達其行駛路徑中第k個交叉口的時刻，d_i，k為車輛i離開其行駛路徑中第k個交叉口的時刻；

對于交叉口j，若t時刻放行流向f_i，j；f_i，j為車輛i在交叉口j的流向；

其中，當p_i,k＝j時，f_i，j＝(p_i，k-1，p_i，k+1)；p_i，k為車輛i行駛路徑中第k個交叉口的編號；為車輛i在交叉口j的離去時間。