[发明专利]基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法

说明书

本发明提供基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，包括如下步骤：步骤10、采用加权复杂网络对道路交通状况和可控交通信号采用原始法进行一体化建模，其中路口为节点，路段为边；每条边都具有流量负载和路段容量两种属性；流量负载为路段上已有的车流量，代表了交通流对该路段的“需求”；路段容量为道路通行能力的值；步骤20、实时计算路段局部的“交通流‑信号”供求匹配度，得到局部供求匹配度；步骤30、根据局部供求匹配度通过复杂网络分析方法建立全局供求匹配度。本发明提出一种动态衡量“交通流‑信号”供求匹配程度的评估方法，即可单独用于评估区域(如城市)交通信号控制效果，也用于为区域交通信号控制提供反馈信息。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，特别指一种基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法。

背景技术

城市交通是一个天然的复杂开放巨系统，涌现出的交通流具有随机性、时变性、不确定性、组成异构性以及控制迟滞性等诸多复杂性，给交通系统的相关研究带来巨大的挑战。作为缓解城市交通拥堵的发展方向之一，区域交通信号控制旨在利用检测器感知区域交通状况的基础上，经过控制算法的计算、分析和决策，最后通过信号机改变路口的信号灯运行，从而达到调节区域交通流的目的。

效果评估是区域交通信号控制不可或缺的一环，是指导控制系统进行下一轮控制或系统自学习的重要依据。2016年，公安部公布了《道路交通信号控制方式第2部分:通行状态与控制效益评估指标及方法》的行业推荐标准，其中针对区域交通信号控制提出了2类(共5种)通行状态评估指标以及2类(共5种)控制效益评估指标。该标准的出台打破了长期以来缺少针对区域交通信号控制的权威评价指标的现状，然而这些指标大都针对交通流本身，缺少直接服务于信号控制的评价指标。

单路口的交通信号优化控制本质上都是在解决如何根据车流量为不同的通行方向合理地分配绿灯时间，以减少车辆延误。可将其看作一种局部的“交通流-信号”供求匹配，而区域综合交通信号控制则是追求在全局范围内实现供求匹配。目前，区域交通信号优化控制的方法有很多，但本质上都是从不同角度尽可能实现交通流与信号的匹配，从而提供整个区域路网的通行能力。为此，本发明提出一种动态衡量“交通流-信号”供求匹配程度的评估方法，即可单独用于评估区域(如城市)交通信号控制效果，也用于为区域交通信号控制提供反馈信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种动态衡量“交通流-信号”供求匹配程度的评估方法。

本发明具体包括如下步骤：

基于加权复杂网络的区域交通信号控制效果评估方法，包括如下步骤：

步骤10、采用加权复杂网络对道路交通状况和可控交通信号采用原始法进行一体化建模，其中路口为节点，路段为边；

每条边都具有流量负载和路段容量两种属性；流量负载为路段上已有的车流量，代表了交通流对该路段的“需求”；路段容量为道路通行能力的值；

步骤20、实时计算路段局部的“交通流-信号”供求匹配度，得到局部供求匹配度；

步骤30、根据局部供求匹配度通过复杂网络分析方法建立全局供求匹配度。

优选地，所述步骤10中，记加权复杂网络表示的路网为G(V,E,W(t))，V为节点集，E为边集，W＝{w_k(t)∈(0,1]|k∈E}为边的时变权重集，其中w_k(t)为边k在t时刻时的权重；将直接影响边k供求匹配的可控交通集合记为S_k，t时刻边k在S_k情况下的路段容量记为C_k(S_k,t)，流量负载记为V_k(t)。

优选地，所述步骤20中，在上述步骤10的基础上，将“交通流-信号”的局部供求匹配度定义为：