[发明专利]启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法、系统

权利要求书

1.一种启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，获取由待优化路段各路口交通信号相位时长构成的第一相位时长向量；

步骤S2，获取N个探索噪声，并分别对N个探索噪声的各个元素取其相反数，获取N个反方向的探索噪声；所述探索噪声为与第一相位时长向量同维的噪声向量；

步骤S3，依据所述N个探索噪声、所述N个反方向的探索噪声，获取第一相位时长向量的2N个添加噪声的向量表示，作为2N个第二相位时长向量；并基于待优化路段的交通场景仿真模型获取各第二相位时长向量对应的性能指标；

步骤S4，获取前N/2个最优的性能指标对应第二相位时长向量及其中所添加的探索噪声，并基于该N/2个探索噪声分别获取其反方向的探索噪声对应的第二相位时长向量及性能指标；

步骤S5，基于步骤S4得到的N个性能指标，按照预设的相位时长向量调整算法计算得到相位时长向量调整向量；所述相位时长向量调整向量，其计算方法为：

其中，为步骤S4中获取的前N/2个最优的性能指标中第i个性能指标，为对应第二相位时长向量中探索噪声的反方向的探索噪声对应的第二相位时长向量性能指标，δ_i为对应第二相位时长向量中噪声向量；

步骤S6，基于第一相位时长向量，依据步骤S5得到的相位时长向量调整向量得到第三相位时长向量；所述第三相位时长向量，其获取方法为：

其中，d_j+1表示第j+1次迭代过程中得到的第三相位时长向量；α是更新步长，为人工设定值；β为预设的缩减因子；σ为步骤S4中获取的前N/2个性能指标最优的第二相位时长向量及其对应的N/2个添加反方向探索噪声的第二相位时长向量共N个相位时长向量对应的性能指标的方差；

步骤S7，将第三相位时长向量作为第一相位时长向量，执行步骤S2，直至达到预设的迭代终止条件，并将最后一次迭代得到的第三相位时长向量作为优化输出。

2.根据权利要求1所述的启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，所述噪声向量采用标准正态分布随机生成，且生成的噪声独立同分布。

3.根据权利要求1所述的启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，所述预设的缩减因子β，其设置方法为：

其中，β₁、β₂均为优化所迭代次数设定的预设值，e为自然对数函数的底数，j为迭代次数。

4.根据权利要求3所述的启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，β₁、β₂分别为优化所迭代次数的1/6和5/6。

5.根据权利要求1所述的启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，所述预设的迭代终止条件为设定的迭代次数，或者所述性能指标大于设定阈值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的启发式随机搜索交通信号灯配时优化方法，其特征在于，所述性能指标为拥堵指数。