[发明专利]一种交通信号灯控制方法

说明书

本发明公开了一种交通信号灯控制方法，包括如下步骤：S1、初始化：将所有路段的绿灯时间调整为设定值；S2、获取非停车组比例：利用浮动车数据得到各路段上一周期的非停车组比例p’和本周期的非停车组比例p；S3、确定各路段重要度c：根据上一周期的非停车组比例p’和本周期的非停车组比例p的大小及其变化情况来确定确定各路段重要度c；S4、根据设定的线性规划方法，利用各路段重要度c求解各交叉口的优化的绿灯时间；S5、优化循环：重复步骤S2至S5，不断得到优化的绿灯时间。本发明可以预测交通拥堵从而提前改变信号灯以减轻拥堵，推迟拥堵的发生，提高道路的通行能力。

技术领域

本发明涉及一种交通信号灯控制方法，特别是实时的交通信号灯控制。

背景技术

信号控制主要分为固定配时信号控制和自适应信号控制。我国大部分城市现在使用的是固定配时的方法，但它的灵活性和适应性比较低，由于交通的状态是实时变化的，固定配时方法无法及时有效的对交通状态变化做出反应，导致了交通拥堵等问题。自适应信号控制方式会根据道路的变化情况，实时地对信号的参数进行调整，是一种能够在交叉口交通流量运行状态变化的情况下自适应的信号控制方式。

自适应的控制方法有很多，其中最有名的是英国TRRL所开发SCOOT系统(Split-Cycle-Offset Optimization Technique)，于1979年投入使用。SCOOT的目标是减少耽搁和停车，其根据真实的交通需求，它对周期长度、相位延续时间、相位差等参数进行经常性的微小的调整来达到减少耽搁和停车。SCOOT MC3是最新版本的SCOOT，它具有一些新的特点，比如说它可以跳过以公交车优先为目的的相位。1970年左右，澳大利亚悉尼前公路和海运服务部开发了SCATS系统(The Sydney coordinated adaptive traffic system)。SCATS的目标是使交通流和类比饱和(有效绿灯时间与总绿灯时间的比例)最大化。它与SCOOT系统较为相似，但是区别是SCATS系统有层次性结构而没有交通信号控制的优化程序。

Roberson and Betherton开发了一种使用动态规划方法来优化分离的交叉口，该方法叫做DYPIC(Dynamic Programmed Intersection)。亚利桑那大学开发了RHODES(Real-Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System)系统，它是一种具有层次结构的自适应控制系统(Mirchandani and Head,2001)，该系统使用了相位优化控制算法(Controlled Optimization of Phases,COP)，具有预测和控制功能。Farges et al.开发了一种基于动态规划的自适应控制的PRODYN方法。Yu and Recker开发了MDP&DP方法(Markov Decision Process and Dynamic Programming)，该方法将信号控制用马尔科夫决策过程来建模，并通过动态规划的方法来求解。Pignataro和Rathi在80年代分别提出了拥堵状态下的信号控制策略，其具体方法是延长下游交叉口的绿灯时间并对上游各交叉口绿灯时间进行相应调整，属于干线交通协调控制的一种策略。Hadi等人对TRANSYT-7进行了改进，使其能够处理堵塞状态。该方法以排队长度作为交通状态的判别依据，信号配时可以充分考虑下游路段上的排队信息。该方法中，排队长度是通过模拟程序获得的，而不是通过检测设备采集的，会出现模拟结果偏离真实交通状态的情况。对于过饱和的状态下的路段，Owen和Stallard提出了一种基于规则的(rule-based)自适应信号控制方法。这个方法为不同信号灯分配不同的规则，在单个交叉口中效果比较理想。Lin Zhang等人提出了一种模拟交警指挥交通行为的基于模糊规则的方法，该方法缓解了单个交叉口的交通拥挤情况，但其控制思想仍与传统的信号配时方法相似。还有一些研究使用了模糊逻辑控制、多级代理架构等控制方法。