[发明专利]一种交通信号优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，特别涉及一种交通信号优化方法。

背景技术

道路交叉口交通信号优化方法可分为利用历史数据做离线优化和利用实时车辆信息做在线优化两类。前者主要是定时控制，而后者可进一步分为非模型优化方法和基于模型的优化方法两类。通常，基于模型的优化方法能够获得更好的优化结果。但是其局限在于，一方面，复杂多变的现实环境使得追求精确的优化算法不一定能够得到期望的控制效果；另一方面，这类算法往往计算复杂度较高，限制了问题规模的扩展。因此对于基于模型的信号优化来说，研究计算量可控并能得到较优解的启发式搜索算法是具有特别意义的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种交通信号优化方法，以便能够在计算量可控的条件下取得较好的优化效果。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种交通信号优化方法，其包括步骤：

A：设定优化时间窗口包括N个最小单位时间段T；

设定第n个T结束时，车流i所对应的信号灯连续为红灯或者绿灯的时间段T的个数为t_i(n)，判断当前是否是第一个优化时间窗口，如果是设定t_i(0)＝0，否则按照前一个优化时间窗口所得控制序列的执行结果设置t_i(0)；

设定第n个T结束时， 车流i的排队长度为q_i(n)，单位为车辆数，并且根据实际观测值设置q_i(0)；

设定第n个T时间内，道路交叉口各信号灯的信号相位为u(n)，且u(0)为全红相位；

设定第n个T结束时，道路交叉口的相位状态为ps(n)，并且ps(0)为全红清场结束状态；

设定第n个T结束时，当前相位持续时间所包含T的个数为pt(n)，并且pt(0)＝0；

设定n的初始值为0；

创建决策树的根节点T(0)，所述根节点T(0)包含节点信息t_i(0)、q_i(0)、u(0)、ps(0)和pt(0)；

B：n自增1；

根据约束条件，得到包含u(n)所有允许取值的集合U_ad，创建对应U_ad中每个u(n)的节点T(n)，将T(n)作为T(n-1)的子节点连接到所述决策树中；所述T(n)包含节点信息t_i(n)、q_i(n)、u(n)、ps(n)和pt(n)；

C：判断n是否等于N，如果等于，执行步骤D，否则对所述决策树进行剪枝操作，然后执行步骤B；

D：从所述决策树中找到总等待时间最小的分支，获得相应的控制序列；

E：根据所述控制序列，输出前k个绿灯相位的控制序列，执行所述步骤A。

优选地，所述步骤A中，所述i的取值为从1到M，所述M为道路交叉口需要用信号控制的不同方向车流的总数；所述n的取值为从0到N。

优选地，所述步骤B中，所述约束条件包括：

u(n)∈{u(n-1),uar},∀u(n-1)∈U/{uar};]]>并且，

u(n)＝u_ar，若ps(n-1)＝all_red；并且，

u(n)＝u(n-1)，若ps(n-1)＝min_green；并且，