[发明专利]道路交通信号控制全路网最优化控制目标函数构建方法

权利要求书

1.一种道路交通信号控制全路网最优化控制目标函数构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取目标时间段的多组SCATS交通控制数据，SCATS交通控制数据包括目标区域各个道路交叉口的N个不同相位、不同转向的独立运行车流的相位流量q及绿灯时间g；

步骤2、构建每个控制车流的输入矩阵S_i＝(A，B，q_i，g_i)，i＝1，2，...，N，将输入矩阵S_i代入q_i表示第i个交叉口的相位流量，g_i表示第i个交叉口的绿灯时间，v_i表示第i个交叉口的相位速度，对N组SCATS交通控制数据进行拟合得到流量-速度函数，求得常数A、B，再联合q_i、g_i共同代入获得系数矩阵[a，b，c，d]，

步骤3、将系数矩阵[a，b，c，d]代入目标函数W′：

约束s.t.0≤x_i；

0≤x₁+x₂+…+x_N≤180；

选取无差别交叉口理想控制目标模型：

步骤4、采用梯度上升算法求解目标函数W′，得到N个不同相位、不同转向的独立运行车流相位间隔时关系f(x₁，x₂，...，x_N)，包括以下步骤：

交叉口控制目标为：

Max∫q·dv (1)

式(1)中，q表示流量，v表示速度；

定义函数T＝∫q·dv，根据交通流理论，流量q是速度v的函数，因此T转换为：

T＝∫f(v)·dv；

在一段连续时间内，选取控制范围，包含N个交叉口规模的控制范围，或全路网N个交叉口规模的控制范围，则总控制目标为控制范围内预期效果无限接近理论最优流量曲线，则控制范围内交叉口总流量最大，对应的平均车速最优；构建全路网最优的交通信号控制目标函数为：

式(2)中，T_i为第i个交叉口的函数T；

通过对悉尼自适应协调控制信号系统SCATS信号控制参数数据拟合的方法，得到流量-速度函数关系：

式(3)中，g是绿灯时间，v是平均车速，A、B分别为常数；

因此式(2)转换为：

代入流量-速度函数关系，即得：

则令函数从而即为求