[發明專利]交叉口信號配時優化方法、裝置、終端設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202211332740.6
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115662133B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 鄧興棟;孫澤彬;管海霞;邵利明;凌美寧;張曉明;李剛奇;侯曉江;趙斌;肖天培;吳蔚;甘江婷
• 申請（專利權）人: 廣州市城市規劃勘測設計研究院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/015;G08G1/08;G08G1/083
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 江嘉玲

本發明公開了一種交叉口信號配時優化方法、裝置、終端設備及存儲介質，通過調取目標交叉口過去X天的歷史數據，構建生態導向型單交叉口信號配時模型，根據所述信號周期內每一組信號配時方案下每一輛車的時間成本和環境生態成本，獲得所述模型的目標函數，計算所述目標函數的最優解，得到所述模型的最優信號配時方案，以使交通管控系統通過所述最優信號配時方案控制所述目標交叉口的信號配時。本發明實施例能夠綜合考慮每一輛車的時間成本和環境生態成本，降低車輛對交叉口的負面效益，從信號控制的角度實現交叉口交通運行的低碳化、可持續化。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種交叉口信號配時優化方法、裝置、終端設備及存儲介質。

背景技術

城市交通系統在發展的過程中不可避免地帶來了一系列的交通問題，如交通擁堵、能源消耗、環境污染等。持續的交通擁堵也加劇了車輛的燃油消耗、溫室氣體排放和尾氣污染。研究表明，2016年中國總油耗達到5.56億噸，占全國總油耗的40％，2018年交通運輸系統對全國能源消費總量的貢獻率為10.7％，對全國二氧化碳直接排放量的貢獻率為73.5％。因此，交通運輸部分在解決交通擁堵的難題時，也面臨著高能耗、高污染的挑戰，因而，實現交通領域的節能化、低碳化和可持續化顯得尤為重要。

為應對能耗和排放導致的生態環境惡化，在本世紀初，以荷蘭為代表的歐共體提出了生態駕駛，將交通運輸領域的關注點升級為節能減排和保護生態環境。在微觀交通管理和控制層面，生態駕駛通常是指通過駕駛行為改善、信號配時優化、車速引導和路徑誘導等技術盡量避免或減少車輛加減速和怠速過程，以最小化行駛過程中的能耗或尾氣排放為優化目標，達到生態出行的目的。

目前，最為直接的生態駕駛技術之一是先基于車型、路段速度或瞬時工況(位置、速度和加減速度)等建立能耗和排放估計模型，再開展以能耗量或排放量單一指標或加權組合為優化目標的信號控制新理論，這明顯區別于以通行能力、延誤或停車次數等為優化目標的傳統信號控制理論和方法。現有研究結合了車速引導技術初步建立了基于延誤、能耗、排放的小汽車社會成本宏觀模型或單一排放或能耗的成本模型，并在此基礎上建立了以排放或能耗為優化目標的信號配時方法。

發明內容

本發明提供一種交叉口信號配時優化方法、裝置、終端設備及存儲介質，能夠綜合考慮每一輛車的時間成本和環境生態成本，減少車輛對交叉口的負面效益，從信號控制的角度實現交叉口交通運行的低碳化、可持續化。

為了實現上述目的，第一方面，本發明實施例提供了一種交叉口信號配時優化方法，包括：

調取目標交叉口過去X天的歷史數據；其中，所述歷史數據，包括：車輛的種類和動力類型、車道數量、每個車道的進口流量、車流構成情況、汽車車載人數、公交車車載人數、車輛初始位置、所述目標交叉口的停止線位置、勻速行駛車頭間距、堵塞車頭間距；0X≤30；

初始化所述歷史數據，仿真生成每一個信號周期內的車流情況信息；獲取所述信號周期內每一組信號配時方案下的每一輛車的瞬時工況參數；其中，所述瞬時工況參數包括：瞬時加速度和瞬時速度；

構建生態導向型單交叉口信號配時模型，根據所述信號周期內的車流情況信息和瞬時工況參數，計算所述信號周期內每一組信號配時方案下的每一輛車的時間成本和環境生態成本，得到所述模型的目標函數；

計算所述目標函數的最優解，得到所述模型的最優信號配時方案，以使交通管控系統通過所述最優信號配時方案控制所述目標交叉口的信號配時。

作為上述方案的改進，所述構建生態導向型單交叉口信號配時模型，根據所述信號周期內的車流情況信息和瞬時工況參數，計算所述信號周期內每一組信號配時方案下的每一輛車的時間成本和環境生態成本，得到所述模型的目標函數，具體包括：

構建生態導向型單交叉口信號配時模型，根據所述信號周期內的車流情況信息和瞬時工況參數，計算所述信號周期內每一組信號配時方案下的每一輛車的時間成本和環境生態成本，得到所述模型的目標函數；