[发明专利]一种多策略多目标的自适应交通控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交通自动控制技术领域，具体地说，是涉及一种多策略多目标的自适应交通控制方法和系统。

背景技术

随着城市汽车保有量的不断攀升，引起交通需求量剧增，然而城市日趋成熟的路网所能提供的交通供给有限，供需失衡，成为城市交通拥堵的诱因之一；交通拥堵问题主要集中在路网的节点（平面交叉路口），迫使人们注意到落后的交通管控技术也是交通问题的主要诱因。随着电子、信息及控制技术的不断发展及在交通行业的广泛应用，人们正在不断的努力寻求通过先进的智能化的交通管控技术来改善交通拥堵。其中，自适应信号控制系统的研究与应用，则是交通管控智能化的重要成果之一。自适应信号控制系统主要包括四个单元：路口信号控制单元、道路交通数据检测系统、远程中心控制单元、通信单元。按照控制范围，可分为单点自适应信号控制，干线自适应信号控制，区域协调的自适应信号控制。针对单个路口单点自适应信号控制系统，利用路口检测设备获取路口的交通状态参数，在路口控制单元或在远程中心自动计算优化路口的信号控制方案，并下载到信号机执行，以单路口的控制效果最佳为目标；针对多个路口的干线协调自适应信号控制，在优化路口方案的同时，更新多路口的协调相位差，以实现干线绿波控制为目标；面向区域的区域协调自适应控制，把区域划分为多个交通子区，在子区内及子区间进行协调控制，以区域内路网整体的控制效果最佳为目标。

现有的自适应控制方法主要存在以下问题：1）对于交通状态变化的适应性较差，缺少可应用于交通信号控制的高峰期拥堵状态的检测方法；单点自适应控制、干线绿波控制，不能适应高峰期拥堵状态的控制需求。2）把路网以点、线为单位孤立的进行优化控制，优化效果顾此失彼，陷入局部最优的困境，导致路网的整体优化效果较差。3）针对现代城市路网结构、交通状态，复杂多变的特点，缺乏明确的控制目标、系统的控制策略。

基于此，如何发明一种多策略多目标的自适应交通控制方法和系统，可以适用于任意交通状态的干线协调控制的系统优化方法，该方法引入影响干线协调效果的关键参数（即初始绿灯排队）修正基础相位差，以交通状态与控制目标的对应关系为依据，给出干线的拥堵协调控制方法，是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有交通控制方法对交通状态的实时变化适应性较差、优化方案不能从全局针对整个路网结构进行优化的问题，提供了一种多策略多目标的自适应信号控制系统，通过对路网（包括路口、路段、干线、区域）交通状态的判别与分析，确定不同交通状态所对应的控制目标；建立基于交通状态判别的路网级、系统化的控制策略和控制方式的转换机制，提供一种路网级的全局优化自适应信号控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种多策略多目标的自适应交通控制方法，包括以下步骤：

（1）、交通状态检测设备实时采集交通流数据获取交通状态信息，并将其传输至路口信号机，由路口信号机将交通流数据上传至信号中心控制系统；

（2）、路口信号机根据获取的交通流数据计算路口交通强度，以该交通强度值为状态判别指标，判断路口的交通状态，并根据不同的交通状态自动切换控制目标，实时调整当前路口的控制方案；

（3）、路口信号机同时将路口交通强度上传至信号中心控制系统，信号中心控制系统根据路口交通流数据、路口交通强度判断获取路段交通状态、干线交通状态、以及区域交通状态信息，根据上述信息自动切换控制目标，生成实时的路口交通信号控制方案，并将该控制方案的控制命令传输至信号机，所述路口信号机生成的控制方案优先级低于信号中心控制系统生成的控制方案。

进一步的，步骤（1）中入口检测器获取路口的分车道流量、车头时距、时间占有率交通流数据，并传输至路口信号机，出口检测器获取路段排队长度信息，并传输至路口信号机。基于路口入口、出口的交通流数据检测，从路口、路段、干线、区域多维度全面感知路网的交通状态。其中，路口交通状态判别是路网交通状态判别的基础，以路口、路段作为获取路网交通流数据的基本单元，采用交通强度参数作为状态判别指标；每一个交通强度值，表征路口唯一的交通状态。

进一步的，所述步骤（2）中，若路段的排队长度达到最大排队长度L，则判该路段为拥堵状态，否则该路段为畅通状态。

进一步的，所述步骤（2）中，当干线的路段正反双向绿灯初始排队长度均小于最大排队长度L时，该干线为畅通状态，否则，该干线为拥堵状态。