[发明专利]一种基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制系统和方法

说明书

基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制系统及控制方法，包括路口节点和区域协调控制节点。路口节点，用于采集本地交通流状态信息并输出该路口配时方案；区域协调控制节点，用于采集区域路网交通流状态，协调各路口的控制及输出各路口配时方案。区域协调控制节点包括交通信息采集模块、协调优化模块和配时方案输出模块。交通信息采集模块，用于采集路网中的交通流状态；协调优化模块，用于通过多路口协调控制器协调优化各路口的信号配时方案；配时方案输出模块，用于将协调优化模块协调的配时方案输出给各路口节点执行。本发明通过分析区域路网交通流的动态特点，以车辆延误最小为目标，建立了区域车辆延误模型及协调控制方法，并根据延误模型的高维特点和系统实时性的要求，采用混沌遗传算法对区域交通信号协调优化控制。能有效提高区域路网的交通效率。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，具体涉及一种基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制系统和方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城市化进程的加快，交通机动化趋势日益明显，道路交通量快速增长，路网密度不断增强，城市交通拥挤状况日趋严重。城市对交通信号控制的要求变得越来越高，以区域或者整个城市作为研究对象的区域交通信号协调控制方法越来越受到研究人员的重视，区域交通信号协调控制技术成为提高城市路网交通效率的有效途径。现有的区域信号协调控制技术中，部分研究者在车辆延误模型Webster的基础上，采用粒子群算法对相序进行优化，在一定程度减少了车辆的平均延误时间，但该延误模型仅适应于低饱和交通状态，当饱和度接近于1时，由计算公式得到的延误时间趋向于无穷大，与实际情况相悖；有的研究者采用过渡延误模型，提出了一种均衡交通流分布的区域交通信号配时优化方法，并使用协同进化算法求得模型最优解，但是该算法并没有考虑各交叉口之间的相位差因素，使区域难以实现整体的协调控制；还有的研究者综合了延误模型和带宽模型算法的优点，利用遗传算法对绿信比、相位差等参数进行优化，得到了一定的控制效果，但是对绿信比、相位差等相关参数的优化并不是同时进行，且遗传算法本身存在早熟收敛、收敛速度慢的缺点，造成计算结果的不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制系统和方法，通过分析区域路网交通流的动态特点，以车辆延误最小为目标，建立了区域车辆延误模型及协调控制方法，并根据延误模型的高维特点和系统实时性的要求，采用混沌遗传算法对区域交通信号协调优化控制，能有效提高区域路网的交通效率。

本发明提供一种基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制系统，

包括路口节点和区域协调控制节点；

路口节点，用于采集本地交通流状态信息并输出该路口配时方案；

区域协调控制节点，用于采集区域路网交通流状态，协调各路口的控制及执行各路口配时方案；

区域协调控制节点包括交通信息采集模块、协调优化模块和配时方案输出模块；

交通信息采集模块，用于采集路网中的交通流状态；

协调优化模块，用于通过多路口协调控制器协调优化各路口的信号配时方案；

配时方案输出模块，用于将协调优化模块协调的配时方案输出给各路口节点执行。

本发明还提供一种基于车辆平均延误的区域交通协调优化控制方法，包括如下步骤；

步骤S1、初始化交通配时方案；

步骤S2、判断是否达到交通流状态的采样周期，若没有达到，则各路口以当前配时方案运行，若达到，则各路段上的感应器采集各路段的交通流信息并传输至就近的路口节点；

步骤S3、区域协调控制节点的信息采集模块采集各路口节点接收到的各路口交通流状态信息，获取区域路网交通流状态信息；