[发明专利]一种基于效用的交叉路口交通信号控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及一种交叉路口交通信号控制方法。

背景技术

随着城市化的深入和人口聚集效应，城市道路交通面临越来越多的挑战，各大城市都面临不同程度的道路拥挤和出行困难的情况，已有的道路规划常常难以跟上车辆数量增加幅度并且城市交通问题也不能完全通过道路增多来解决。

智能交通技术(Intelligent Transportation Systems,ITS)的出现提供了城市出行的一整套解决方案，早在1950年代第一代的交通模型研究聚焦在建设和扩大高速公路网络，研究者和工程师对交通系统的运营和管理做了一些卓有成效的研究；1980年代随着信息技术的发展催生交通技术的向更轻量级、更迅速和更智能的方向发展，随后Gage和McDowell在1995年首次提出智能交通技术，智能交通技术的提出标志着第二代交通模型的诞生；2000年后也即第三代的交通模型研究是由无线通信网络技术带来的，在一个交通模型中的所有元素包括乘客、车辆和基础设施的可靠任意互联通过无线网络实现，导致更实时的数据收集、更及时的控制反应和更智能的出行规划。智能交通系统理论与技术发展迅速，其本质是基于通信技术实现运输系统信息化。在信息化环境下，驾驶员的路径选择行为将发生根本性改变，路径选择决定了交通流量，进而决定了信号配时方案，因此如何将交通信号控制系统与交通流诱导系统、动态信息采集系统、道路定价技术等ITS子系统集成成为发展方向。

当前对智能交通技术的研究需要收集车辆类型、车辆速度、环境、乘客数量、道路饱和度等信息并用于实时的车辆流量分发和路口交通信号控制，智能交通技术的发展是要满足对已有的交通资源的最合理分配从而使得道路得到最高效的利用和乘客最高效用的出行。已有的路口交通信号控制方法立足于减少道路拥塞，如缩减道路车辆的平均等待时间，减小路口车辆的平均等待队列长度等。但是这些做法很少根据乘客乘车效用来控制交通信号，且车辆时常或偶然的启动和停止都会增加能耗和排放更多尾气造成环境污染，仅仅考虑平均等待时间来确定交通信号控制策略已不能满足智慧城市建设下新型智能交通技术低碳、环保和高效的要求。

发明内容

为了克服已有交叉路口交通信号控制方法的仅仅关注通行效率、不能兼顾能耗和污染的不足，本发明综合考虑通行效率、乘客乘车时间、能耗和污染，提供了一种在道路基础设施基础上能最大化的满足乘客候时短、车辆能耗低和车辆污染小的目标的基于效用的交叉路口交通信号控制方法，能够满足智慧城市对智能交通系统高效、低碳和环保的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于效用的交叉路口交通信号控制方法，所述交通信号控制方法包括以下步骤：

步骤1：实时检测车辆内乘客数量、乘客乘车时间，车辆能耗大小以及车辆污染排放大小，并存储成车辆信息数据包VIP的格式；

步骤2：将驶向交叉路口I_j,k等待绿灯的车辆V_i和已经到达交叉路口I_j,k等待红灯的车辆V_w的VIP车辆信息数据包传输给路口控制单元RCU，车辆V_i和车辆V_w位于交叉路口I_j,k的相对方向；

步骤3：路口控制单元RCU计算车辆V_i的额外绿灯分配时间和车辆V_i的综合效用

首先计算车辆V_i到达交叉路口的时间