[发明专利]一种自组织的交通信号协调控制方法

权利要求书

1.一种自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）建立基本协调单元模型，定义相临两个信号控制交叉口及它们所包含的路段为一个基本协调单元，进入交叉口的路段属于该交叉口，而流出的路段不属于该路口，基本协调单元中的两个交叉口互为上下游，采集基本协调单元中各交叉口实际检测流量信息；

2）设定预测时间k，对于基本协调单元的上游交叉口，在预测时间内对车辆到达和车辆排队预测进行计算，进一步对预测时间内该交叉口向下游交叉口的排放进行预测；

3）基于步骤2）预测结果，进一步计算车辆在该交叉口的延误时间                                                ；

4）对于基本协调单元的下游交叉口进行排放预测q(k)，结合上游交叉口的排放预测，预测时间内的车辆到达与排队进行预测计算，进一步计算车辆在下游交叉口的延误时间；

5）计算基本协调单元的网络延误，即上游交叉口延误与下游交叉口延误之和；

6）采用滚动时间窗方法，考虑网络延误最小和排队约束条件，对基本协调单元的动态进行优化；

7）寻优策略，循环各个基本协调单元，实现区域网络交通信号协调控制。

2.根据权利要求1所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤2）中对车辆到达和车辆排队预测进行计算可以利用垂直排队进行计算，，

其中：

K为设定预测时间，可选120秒，

为k间隔内的垂直排队，

为k间隔内加入垂直排队的数量，

为k间隔内的车辆排放， 可以通过停车线检测器实测，

如果没有停车线检测器或者需要预测，根据以下原则计算：

上式中：为k间隔内的剩余排队；为k间隔内的饱和流量。

3.根据权利要求2所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述上游交叉口延误时间=V_qi(k)×step： 

为k间隔内的在本交叉口增加的延误时间（s），

V_qi(k)为k间隔内本交叉口的垂直排队，

step为优化间隔（秒），本方法取优化间隔为2秒。

4.根据权利要求1所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤4）中所述下游交叉口排放预测q(k) ,设定,为k间隔内的车辆排放， 可以通过停车线检测器实测。

5.根据权利要求4所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤4）中所述下游交叉口的延误时间，按照以下公式计算：

，

其中：为排放的车辆在下游交叉口的等待时间，由红灯等待时间与剩余排队清空时间两部分组成，，

①计算：

式中：为车辆进入下游交叉口垂直排队的时刻；为若车辆进入下游交叉口垂直排队时，下游交叉口该车流为红灯，为下一个绿灯开始的时刻；为t时刻下游交叉口的通行情况；

②计算：

式中：为k间隔时下游交叉口的汇入排队；为下游交叉口的饱和流量；为下游交叉口的有效绿灯；为在加入垂直排队时间内，下游交叉口排放的车辆；为下游交叉口的周期；为取整函数；为余数函数。

6.根据权利要求1所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤5）中网络延误，按照以下公式计算：

其中Dn为车辆网络延误，Di为车辆在本交叉口的延误，Dd为车辆在下游交叉口的延误，a为下游影响因子，下游考虑因子决定了下游延误在优化中的重要程度，即本交叉口对下游交叉口的考虑程度。

7.根据权利要求1所述自组织的交通信号协调控制方法，其特征在于，所述步骤6）中网络延误最小条件，按协调路径分别计算，整体延误公式为：

 

式中为车辆在本交叉口延误，为车辆在下游交叉口的延误，为下游考虑因子，考虑排放对下游交叉口影响的程度，Oriz为时间窗间隔数，coor——协调路径数量。