[发明专利]一种基于专家系统的交通信号配时优化决策支持方法

权利要求书

1.一种基于专家系统的交通信号配时优化决策支持方法，有以下步骤：

1)交通信号配时优化专家经验的采集、整理，包括拥堵交叉口的信号配时优化策略以及信号配时优化所需遵循的标准、原则和规范；

2)采用产生式表示法，将自然语言描述的专家经验表示成计算机程序能够识别的语言；产生式的形式为“IF<条件>Then<结论>”，其中条件为一项或者多项，当条件为多项时通过逻辑“与”或者“或”进行连接；而对于含有不精确或者模糊性的经验，则对结论增加置信度参数，表示如下：

If A₁^A₂^……^A_k

Then D，β

其中A_i(i＝1,2,3,...,k)表示在第i个前提条件属性的参考值；D表示结论；β表示结论D的置信度，取值范围为(0,1)；“^”表示逻辑关系“与”；

3)建立专家经验规则库，用于存储规则集，并按照每条规则对配时优化影响的重要程度指定优先级，重要程度越高，优先级越高；所述规则为影响交通信号配时优化的因子，包括交叉口的基础设置数据、车流量数据、交叉口各进口道饱和度以及当前信号控制方案的信号周期、相位、相序、绿信比；

4)构建推理机制：采用正向推理的方式，选取Rete算法构建推理机制；通过Rete对事实与专家经验规则库的规则进行循环匹配操作，判断有无匹配规则，并激活成功匹配规则下的结论，从而得出推理结果；

5)建立解释机制：采用预制文本的方式建立解释机制，即提前将推理结果的解释内容写入到文本的中并存储，在推理过程完成之后再根据解释编号将相应的文本解释内容提取；所述解释内容为交叉口拥堵形成的原因以及推理结果提供的配时优化策略所使用到的标准、原则和规范。

2.如权利要求1所述的基于专家系统的交通信号配时优化决策支持方法，特征在于：步骤4)所述的推理机制包括以下步骤：

步骤S1：事实录入，需要录入的事实包括交叉口基础设施数据、检测器的数据、当前信号控制方案；

步骤S2：计算交叉口饱和度,并判断交叉口当前控制方案是否需要优化，计算方法如式(1)所示：

X_i为相位i的饱和度，q_i为相位i的车流量，T为当前信号控制方案的信号周期时间，S_i为相位i的饱和流量，g_i为相位i的绿灯时间；X表示取最大的相位饱和度为交叉口的饱和度；判断是否需要进行优化，依据如下：

当交叉口饱和度X大于0.9时需要进行优化，进行下一步，否则退出推理过程；

步骤S3：规则匹配，采用Rete算法对步骤S1)中录入的事实与规则库中规则循环匹配，判断知识库中的规则是否有与事实相匹配的规则；若有多条规则被激活则进行步骤S4；若专家经验规则库无规则与事实相匹配，则跳转至步骤S5；若仅有一条规则相匹配，则跳转至步骤S6；

步骤S4：进行冲突消解，即按规则优先级排序，激活优先级最高的规则，然后进行步骤S6；

步骤S5：无结果输出，表示此情况下，专家经验规则库中并无保存相应的优化策略，无法提供决策支持，则将该条事实作为规则收录到专家经验规则库中；

步骤S6:输出推理结果，得到此事实情况下专家经验推荐采用的优化策略，结束推理过程；其中推理结果提供的配时优化策略包括有调整绿信比、周期时长、相位差，以及调整相位、相序或协调方案。

3.如权利要求2所述的基于专家系统的交通信号配时优化决策支持方法，其特征在于：步骤S1录入的事实包括三类，具体为①交叉口基础设施数据，包含车道和车道功能，转向，转向等待，行人过街；②检测器的数据，包含交叉口各进口道的车流量、非机动车流量；③当前信号控制方案的相位、相序、周期、绿信比。