[发明专利]一种交通拥塞优先疏散控制方法

权利要求书

1.一种交通拥塞优先疏散控制方法，其特征是：所述的交通拥塞疏散方法包括以下步骤：

步骤一、实时采集交通拥塞数据：在各个车道上下游安置的地磁传感器，采集平均占有率相对差、平均占有率绝对差、车道排队长度、车道转向率数据；利用得到的平均占有率与排队长度数据，根据拥塞发生的标准判定是否发生交通拥塞，如果没发生交通拥塞，继续采用现有控制方法，如果发生交通拥塞，转到步骤二；

步骤二、拥塞车流关系分析：根据各路段的排队长度和转向率计算跨路段拥塞车流，利用车流相位关系模型计算拥塞车流与交叉口之间的资源等待关系，利用车流等待关系模型计算拥塞车流之间的传递依赖与循环依赖影响关系；转到步骤三；

步骤三、拥塞车流疏散优先级判定：根据拥塞车流之间的传递依赖与循环依赖影响关系分析出拥塞疏散优先级影响因子：传递依赖车流数量、循环依赖环长度、循环依赖环数量；然后将拥塞疏散影响因子与平均占有率绝对差、平均占有率相对差、车流总排队长度联合作为输入，将拥塞疏散优先级即立即疏散级别、急迫疏散级别、重要疏散级别和普通疏散级别作为输出，利用BP神经网络最终判定出各条拥塞车流的疏散优先级；转到步骤四；

步骤四、拥塞疏散控制信号配时优化：拥塞疏散控制信号配时的优化在一个计算时间窗内完成，当一个时间窗结束将从重新计算；根据各个候选相位所包含的拥塞车流的优先级权值之和的大小对相位的相序进行排列；按照相序的顺序，根据各个相位的拥塞车流的平均排队长度计算拟放行绿时时长，并加入到时间窗之中；根据拥塞车流的区域协调关系从优先级最高的车流开始依次对时间窗内包含的拥塞车流进行协调控制，调整各个相位在时间窗中的相序和绿时时长。

2.根据权利要求1所述的一种交通拥塞优先疏散控制的方法，其特征是：对交通路网拥塞车流信息建立车流相位分析模型算法如下：

1)初始车流相位分析模型，设置交叉口集合为M[n]，n为交叉口数量；设置拥塞车流集合L[k]，k为拥塞车流数量；

2)对于交叉口集合中的每个元素M[i]，根据交叉口相位配时方案向集合M[i]中添加相位配时节点I[m]，m取值1-4，代表不同的配时方案；

3)在同一交叉口集合M[i]中建立互斥边，即将集合中的各个相配配时方案节点以互斥边相连，以互斥边相连的节点不能被同时通过，即只要有一个配时方案节点被通过，其他的节点标识无效，直到切换到下一控制方案；

4)对于拥塞车流集合L中的每个元素L[i]进行考察，在其通过的交叉口相位配时方案节点上增加进入边和流出边，在其等待请求通过的交叉口配时方案节点上增加流入边。

3.根据权利要求1所述的一种交通拥塞优先疏散控制的方法，其特征是：拥塞车流资源等待关系模型构造算法如下：

1)初始化拥塞车流资源等待关系模型，设置交叉口集合为I[n]，n为交叉口数量；设置拥塞车流集合L[k]，k为拥塞车流数量；

2)遍历车流相位模型中的每个交叉口集合M[i]，进行：

①查找集合中的每个有连接边的相位配时顶点；

②如果顶点中既有流入边又有流出边且这两条边属于同一车流，则在拥塞车流等待关系模型中增加从该交叉口节点指向该车流节点的有向边；

③如果顶点中只有流入边而没有流出边，则在拥塞车流等待关系模型中增加从该车流节点指向该交叉口节点的有向边。

4.根据权利要求1所述的一种交通拥塞优先疏散控制的方法，其特征是：车流传递依赖与循环依赖的检测算法如下：

1)对于路网资源关系等待图中的每一条车流i，进行深度优先搜索，如果再次搜索到车流i，则车流i所处死锁环数量+1，记录死锁环长度，否则跳转到步骤2)；

2)对于路网资源关系等待图中的每一条车流i进行反向深度搜索，记录每一个经历过的车流状态，并且车流传递依赖数量+1；跳转到步骤3)；

3)统计每条车流i所处死锁环数量，所处死锁环总长度，传递依赖车流数量。

5.根据权利要求1所述的一种交通拥塞优先疏散控制的方法，其特征是：基于BP神经网络的拥塞车流疏散优先级判定方法如下：

1)使用拥塞疏散影响因子及判定级别的样本对BP神经网络进行训练；

2)按照指定的信息采集时间间隔t获取车流平均占有率绝对差、车辆平均占有率绝对差、车流所处死锁环数量、车流所处死锁环大小、传递依赖车流数量这些拥塞疏散级别影响因子；

3)将影响因子作为输入参数输入到已经训练好的BP神经网络中；

4)BP神经网络的判定输出结果就是该拥塞车流的疏散优先级别，将该车流的拥塞疏散优先级别提供给交通拥塞疏散控制系统；

5)令t＝t+1，跳转回步骤2)。