[发明专利]一种区域路网交通信号灯协调控制系统和方法

说明书

本发明实施例提供一种区域路网交通信号灯协调控制系统和装置，该系统包括云端中心，以及设置于区域内每一交叉口的边缘节点和多源交通数据采集设备，所述边缘节点一端连接对应交叉口的多源交通数据采集设备，另一端连接所述云端中心，临近边缘计算节点之间相互连接。本发明设立智能化的独立边缘节点，利用边缘节点的计算能力处理多源交通数据，感知交通运行状态。多个边缘节点与云端中心联合动作，采用多智能体强化学习方法协调优化区域内各个交叉口的交通信号灯配时方案。可以有效的解决城市交通拥堵问题，提高交叉口机动车通行效率。

技术领域

本发明实施例涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种区域路网交通信号灯协调控制系统和方法。

背景技术

人民生活水平的日益提高、城市的快速发展，城市交通系统也随着城市现代化的进步面临着越来越严峻的考验，车辆保有量逐年增长，车辆拥堵愈演愈烈，交通事故频发，社会资源浪费，环境污染加剧，严重影响人们的出行效率、生活质量和身心健康，因而缓解城市内交通拥堵有重大的经济意义和生态意义。

目前我国大多数城市，交通路口信号控制建立时间前后相差较远，交叉路口信号控制机类型并不统一。信号控制系统普遍采用多时段定时信号机、感应式信号机和集中协调式信号机。信号控制方案多采用固定配时法和自适应配时法。然而，当路口规模扩大时，集中式的控制系统不能满足大量交通数据流的通信传输和交通控制策略的实时优化，且系统需要建立复杂的交通模型，维护难度大，面对过于复杂的数据，传统的交通信号灯控制方案和交通数据处理方法已经无法匹配当今交通控制优化的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种区域路网交通信号灯协调控制系统和方法，用以解决传统的交通信号灯配时系统不能满足大量交通数据流的通信传输和交通控制策略的实时优化，且需要建立复杂的交通模型，维护难度大的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种区域路网交通信号灯协调控制系统，包括：

云端中心，以及设置于区域内每一交叉口的边缘节点和多源交通数据采集设备，所述边缘节点一端连接对应交叉口的多源交通数据采集设备，另一端连接所述云端中心，临近边缘计算节点之间相互连接；

所述多源交通数据采集设备，用于采集当前交叉口的多源交通数据，并发送至对应的边缘节点；所述多源交通数据包括地磁线圈数据、道路视频监控数据、雷达微波数据和浮动车轨迹数据；

所述边缘节点包括：

交通运行状态建模模块，用于获取对应交叉口的多源交通数据，建立交通运行状态模型；其中，所述多源交通数据包括地磁线圈数据、道路视频监控数据、雷达微波数据和浮动车轨迹数据；

单交叉口信号灯配时模块，用于基于所述交通运行状态模型和预设的初始信号灯配时方案，采用强化学习方法，获得对应交叉口的交通信号灯配时优化方案，并上传云端中心；

协调优化模块，用于联合云端中心以及区域内其他边缘节点，采用多智能体强化学习方法，协调优化区域内各个交叉口的交通信号灯配时方案；

所述云端中心，用于联合区域内各个边缘节点，采用多智能体强化学习方法，协调优化区域内各个交叉口的交通信号灯配时方案。

进一步，所述交通运行状态建模模块具体包括：

获取单元，用于获取多源交通数据采集设备采集的多源交通数据；

提取单元，用于分别提取地磁线圈数据、雷达微波数据和道路视频监控数据中的交通流特征；其中，所述交通流特征为包含时间序列位置信息及移动特征的大规模车辆轨迹数据；

数据融合单元，用于采用多模态数据融合技术，整合提取三类交通数据源的交通流特征，获得交叉口的道路交通状态；

浮动车轨迹处理单元，用于对浮动车轨迹数据进行处理，获得机动车轨迹信息的时序特征和状态特征，从而获得交叉口的车辆通行状态。