[發明專利]一種基于交通事故數估計的匝道匯入交通控制方法及系統

有效

• 申請號: 202111174617.1
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113971888B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 劉津強;趙萬忠;董坤;鄒松春;王春燕;吳剛;高犇;張森皓;梁為何;徐坤豪;張從余
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08;G08G1/01
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于交通事故數估計的匝道匯入交通控制方法，其特征在于，步驟如下：

1)將道路沿著道路方向分成N段，每段長度為L，第i段主線道路的車道數目為λ_i；將控制時域分成K個時間步長，每個時間步長為T，i＝1,2,…,N；

2)建立匝道匯入交通模型；求解當前時刻的各路段交通密度ρ_i(0)、平均交通速度v_i(0)、匝道排隊長度l_i(0)、匝道的上游交通流量d_i(0)，并將上述求解得到的交通狀態量代入匝道匯入交通模型以初始化匝道匯入交通模型；

3)將匝道匯入交通控制問題建立為一個離散時間的非線性最優控制問題：

s.t.DM

式中，ζ_s、ζ_t和為權重；TATS為單位時間1公里道路的總可能事故數；TATS_nc為一個用于將TATS正則化的常數；TTS為總耗費時間；TTS_nc為一個用于將TTS正則化的常數；μ為控制時域內各路段的匝道車輛的最優進入率，μ＝{μ₁,μ₂,...,μ_N}；μ_i(k)為第kT時刻的第i段道路的匝道車輛的最優進入率，如果第i段道路無匝道，則μ_i(k)＝0；為最小進入率；

4)求解步驟3)中的最優控制問題，得到控制時域內各時刻各路段的匝道車輛的最優進入率；根據控制時域內第一個時間步長內各路段的匝道車輛的最優進入率控制各路段的匝道匯入口處的紅綠燈設備，使綠燈亮起時間與整個紅綠燈周期的比值等于最優進入率；

所述步驟2)中的匝道匯入交通模型為：

l_i(k+1)＝l_i(k)+T[d_i(k)-r_i(k)]

q_i(k)＝ρ_i(k)λ_iv_i(k)

式中，ρ_i(k)是在kT時刻第i段道路的交通密度；q_i(k)是在時間間隔[kT,(k+1)T]內第i段道路的駛出交通流量；v_i(k)是在kT時刻第i段道路的平均交通速度；l_i(k)是在kT時刻第i段道路的匝道的等待車輛的排隊長度；r_i(k)是在時間間隔[kT,(k+1)T]內第i段道路的匝道車輛駛入主線道路的交通流量；d_i(k)是在kT時刻第i段道路的匝道的上游交通流量；是臨界交通密度；是造成擁堵的交通密度；為自由交通流速度；r_i^max為匝道最大駛入交通流量；τ、χ、δ、χ_c、m、l為模型參數，通過交通數據擬合調整。

2.根據權利要求1所述的基于交通事故數估計的匝道匯入交通控制方法，其特征在于，所述當前時刻的各路段交通密度為：

式中，M_i(0)為當前時刻第i段道路中車輛的數量；

所述當前時刻各路段的平均交通速度為：

式中，v_i,j(0)為第i段道路中的車輛j的速度；

所述當前時刻的各路段匝道排隊長度l_i(0)和匝道的上游交通流量d_i(0)直接由匝道上的路側設備獲得。