[发明专利]一种城市交叉口可变导向车道自适应控制方法

权利要求书

1.一种城市交叉口可变导向车道自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)历史和实时交通流量数据的观测和收集；

(2)基于k近邻非参数回归对所述步骤(1)得到的历史和实时交通流量数据，进行交通量数据库的整合、状态向量的选取、相似机制的选取、近邻个数的确定以及回归函数的构建，得到短时交通量预测数据；k近邻非参数回归是在控制中心实现的，对交通量数据进行处理具体包括如下步骤：

(21)对交通流量数据库的整合，将历史与实时交通流量数据库整合为一个复合数据库，并且复合数据库中的数据是动态更新的；

(22)对状态向量的选取，定义状态向量：

X＝[v_h(t),v_h(t-1),v_h(t-2),v(t),v(t-1),v(t-2)] (1)

其中，v(t)表示复合数据库中t时段的实时交通量，单位：pcu/h；

v_h(t)表示复合数据库中t时段的历史交通量，单位：pcu/h；

(23)相似机制的选取，采用欧氏距离定义相似性：

其中，d_i为复合数据库中相邻三个时段的实时交通量和历史交通量之间的欧氏距离，单位：pcu/h；d为复合数据库中k个最近邻的欧氏距离，单位：pcu/h；

(24)近邻个数的确定，一般k设定在1到20之间，具体地满足：

其中，L_min(k)代表实际交通量和回归预测得到的交通量之间的残差平方和最小时对应的k，即最优近邻个数；

(25)回归函数的构建，下一时段的交通流量K(t+1)的计算公式：

其中，v_hi(t)是t时段第i个近邻的交通量，i＝1，2，…，k，单位：pcu/h；

β_i为第k个近邻的回归系数；

(3)根据基于步骤(1)得到的历史交通量数据，通过计算和比较各进口道左转、直行交通流的拥堵程度，得到历史可变导向车道属性建议值；

(4)基于所述步骤(1)得到的历史交通量数据和所述步骤(3)得到的历史可变导向车道属性建议值，基于判别分析法，得到可变导向车道左转和直行属性相应的判别分析函数；

(5)使用所述步骤(2)得到的短时交通流量数据和所述步骤(4)得到的判别分析函数，得到实时的可变导向车道属性建议值；

(6)根据所述步骤(5)得到实时的可变导向车道属性建议值，由信号控制机实现可变导向车道主预信号之间的配时协调，包括可变导向车道转向功能的变换时刻的选择和清空时间的计算，并由信号控制机控制相应主预信号灯的显示。

2.如权利要求1所述的城市交叉口可变导向车道自适应控制方法，其特征在于，步骤(1)中选取交通量指标作为分析左转、直行车流量比例的特征参数，包括历史和实时交通流量数据，其中实时交通量数据由感应线圈检测器现场检测得到，在每个信号周期，对进口道的左转、直行车道上分车型的车辆数进行统计，并将数据实时上传至控制中心；历史交通量数据是由实时交通量数据累积而成，为了便于数据的储存、计算以及保证车道属性转换的实时性，每隔半个月更新一次历史交通量数据库，并且保持为最近一个月的交通量数据。