[发明专利]一种优化尾气排放的干线绿波协调控制信号配时方法

权利要求书

1.一种优化尾气排放的干线绿波协调控制信号配时方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）对干线上信号交叉口的基本几何参数和配时参数进行调查，得到干线上信号交叉口个数为N个，第i个交叉口和第一个交叉口间的路段长度为D_i，i=1,2,…,N，干线公共信号周期C的取值范围为C∈[C_min，C_max]，干线上车辆的平均运行速度为v，以及每个交叉口的信号相位设置、配时方案和实际交叉口交通流量分布情况，将所述调查得到参数输入到交通微观仿真软件中，初始化干道交通环境：设置各信号交叉口绿时差O_i=0%,i=1,2,…,N，设置干线公共信号周期C=C_min；

2）设置进化代数t=0，设置最大进化代数为MaxIt，随机生成包括Np个初始种群个体的初始群体P（0），所述初始种群个体S_k是随机生成的由N+1个决策变量构成的干线协调控制配时方案，S_k={C_k,O_1k,O_2k,…,O_Nk},k=1,2,…,Np，初始种群个体Sk中的决策变量包括各信号交叉口绿时差O_ik=0%,i=1,2,…,N和干线公共信号周期C_k，所述信号交叉口绿时差O_ik是从[0%,100%]中随机抽取的值，干线公共信号周期C_k是从[C_min，C_max]中随机抽取的值；

3）计算种群P(t)中各个种群个体的适应度F(t)，具体方法为：

将种群个体St_k={C_k,O_1k,O_2k,…,O_Nk}输入到所述步骤1）中初始化的交通微观仿真软件中，仿真得到T时间内所有车辆的车均延误D(t)_k和每辆车每秒钟的运行工况V_h={a_h,v_h,CX}，其中t为进化代数，a_h为h时刻某一车辆运行的加速度，v_h为h时刻某一车辆运行的速度，CX为车型；初始步骤中，种群个体为所述步骤2）中生成的初始种群个体S_k；

将所述车辆运行工况V_h={a_h,v_h,CX}输入到微观车辆尾气排放仿真软件中，得到车辆的污染物排放值，对所有车量的污染物排放值进行求和，得到干线整体的尾气排放量E(t)_k={E(t)HC_k,E(t)CO_k,E(t)NOx_k,E(t)CO2_k}，然后合并所述车均延误D(t)_k，得到适应度F(t)_k={D(t)_k,E(t)HC_k,E(t)CO_k,E(t)NOx_k,E(t)CO2_k}；

4）计算种群P(t)中每个种群个体St_k的非支配序Rank_tk，设置种群个体的虚拟适应度值FF(t)_k=Rank_tk，基于得到的虚拟适应度值FF(t)_k依次进行遗传运算中的选择运算、交叉运算和变异运算，得到种群P(t)的子代种群Q(t)，然后计算所述子代种群Q(t)中所有种群个体的适应度FQ(t)；

5）将子代种群Q(t)与它的父代种群P(t)合并，组成新种群R(t)，所述新种群R(t)的种群个体数量为2Np，然后计算新种群R(t)中每个种群个体SRt_k的非支配序RankR_tk和拥挤度CrowdR_tk，将新种群R(t)中的种群个体按照非支配序RankR_tk取值从小到大进行排序，对于非支配序RankR_tk取值相等的种群个体，按照拥挤度CrowdR_tk取值从大到小进行排序，最后选取排序后的新种群R(t)中的前Np个种群个体组成t+1代的种群P(t+1)；

6）判断进化代数t是否满足t<MaxIt，如是，则令t=t+1，并返回步骤3），否则将所述步骤5）中得到的t+1代的种群P(t+1)中非支配序RankR_tk=1的所有种群个体作为最终非劣解集输出。