[发明专利]基于整数规划模型的交通信号相位设计方法

说明书

本发明公开了一种基于整数规划模型的交通信号相位设计方法，包括下述步骤：S1、计算备选相位矩阵，具体为：建立灯组相容关系图G_h，处理两股以上车流的合流冲突，除掉合流冲突中灯组集合是两两相容但非相互相容的相位列，计算备选相位集合；S2、当灯组相容关系图G_h确定后，输入目标相位数，保证在一个相位周期C_P内，每个灯组至少出现一次，所述相位周期C_P是指从备选相位矩阵中选出的若干相位组成的相位周期；S3、建立考虑冲突因素的各车道流量、车头时距、人行过街长度的相位设计模型。本发明减化了相位设计中人为判断调整，利用模型进行自动从多种的相位组合情况中筛选合适交叉口的相位设计，减少了人力，也减少了对管理者的技术要求。

技术领域

本发明涉及智能交通中道路信号控制领域，更具体地说，涉及一种基于整数规划模型的交通信号相位设计方法。

背景技术

交通信号控制是从时间和空间上对网络的交通流进行分配，目的是将交通流均衡地分配到网络中去，以保障交通的安全、畅通、与有序。信号相位是交通信号控制的重要环节，信号相位设计是尽量把相互冲突或干扰严重的交通流适当的分离，减少交叉口交通冲突的干扰。

现有交通信号控制中的相位设计是通过对交叉口的基础数据进行采集，包括车道数、渠化划分、车流量等数据，通过人为的判断进行相位设计，判断依据是是否有冲突、时空利用率是否最大化。相位设计会出现多种的相位组合情况，从多种且大量的相位组合中挑选合适交叉口的相位设计是通过反复的人工调整，全凭管理者的经验，因此传统的交叉口的相位设计的科学性和合理性不能得到有效的保证。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，一种基于整数规划模型的交通信号相位设计方法，在面对已知相位数的情况下，从众多的相位组合情况中，能快速的找到适合该交叉口的相位设计，减少对经验的依赖，也减少人力成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的公开的基于整数规划模型的交通信号相位设计方法，包括下述步骤：

S1、计算备选相位矩阵，具体计算方法包括下述步骤：

S11、建立灯组相容关系图G_h，以每个灯组为节点，若灯组i，j是相容的，则存在一条从结点i到结点j的无向的边，由这些结点和边组成的无向图即为灯组相容关系图G_h；

S12、除去冗余相位，在原始相位矩阵中，对比任意两列，按照冗余相位的定义，剔除冗余的相位列；

S13、处理两股以上车流的合流冲突，除掉合流冲突中灯组集合是两两相容但非相互相容的相位列，所述两两相容是指在对于一个灯组集合，任意两个灯组允许同时放行；相互相容是指所有灯组允许同时放行；

S14、计算备选相位集合；

S2、当灯组相容关系图G_h确定后，输入目标相位数，保证在一个相位周期C_P内，每个灯组至少出现一次，所述相位周期C_P是指从备选相位矩阵中选出的若干相位组成的相位周期；

S3、建立考虑冲突因素的各车道流量、车头时距、人行过街长度的相位设计模型。

作为优选的技术方案，步骤S1中，将备选相位矩阵A，每一列代表一个备选相位则：

其中α_ij＝0或1。