[发明专利]衰减记忆去伪控制的交通信号自适应迭代学习控制方法

说明书

本发明涉及一种衰减记忆去伪控制的交通信号自适应迭代学习控制方法，将衰减记忆去伪控制与迭代学习控制相结合，克服了传统信号控制方案的技术不足，以交通流的重复特性为切入点采用开闭环PD型迭代学习控制，针对交通流历史数据对当前实时状态的影响会随着时间的推移不断降低，提出在去伪控制性能指标函数中增加衰减记忆函数，实现闭环学习律的动态变化，提高迭代学习的准确性，从而改善路网的通行效率。

技术领域

本发明涉及城市交通信号控制技术领域，更具体地说，涉及一种衰减记忆去伪控制的交通信号自适应迭代学习控制方法。

背景技术

随着社会科技的不断进步发展，人们的生活出行范围不断扩张，物质生活的提高促使人们追求质量更高的精神生活，但这些变化都将依托于城市交通系统而实现，因此使得城市规划者更加注重交通的基础建设。但是，在新发展形势下城市交通也出现了许多新的问题，各类城市交通问题交叉混合给交通管理部门带来严重挑战，诸如交通拥堵、环境污染，多样的出行方式如何协调，新能源的交通应用，智能化的交通系统等。加强城市路网交通的多样性发展，快速地发现交通拥堵问题并采取有效手段是当前交通问题的重中之重。

城市交通信号控制的先进水平直接影响道路交叉口的通行状况，通过调节信号配时方案进而及时的改变实时交通流，使得交叉口各进口道的车流量保持均衡，可极大地改善交叉口通行状况，提高路网的整体通行效率。为了充分利用现有的交通基础设施和交通流的重复特性，申请人利用仅通过系统的输入输出数据便可构造控制器进行交通信号优化的迭代学习控制方法，以及一种可针对输入输出数据对控制器进行切换的去伪控制算法，并添加衰减记忆因子实现数据权重随时间变化的目标，提出一种基于衰减记忆去伪控制的交通信号自适应迭代学习控制方法。本发明有效地结合了迭代学习控制和衰减记忆去伪控制的优点，仅利用现有的交通基础设施和实时交通流信息对交通信号进行优化，能够有效地改善路网的通行效率。

发明内容

本发明的主要目的在于克服传统信号控制方案的技术不足，以交通流的重复特性为切入点提出开闭环PD型迭代学习控制，由于交通流的实时变化导致系统结构会发生一定变化，固定的闭环学习律不能实现最佳的迭代效果，并针对交通流历史数据对当前实时状态的影响会随着时间的推移不断降低，提出在去伪控制性能指标函数中增加衰减记忆函数，实现闭环学习律的动态变化，提高迭代学习的准确性，从而改善路网的通行效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种衰减记忆去伪控制的交通信号自适应迭代学习控制方法，包括：

1.对研究区域的交通流进行建模并建立相应的状态空间方程，标明状态向量、控制向量、系统输出及状态矩阵和输出矩阵的内容含义，根据实际交通情况设置相关参数；其中，所述相关参数至少包括有效绿灯时长、信号周期、车辆转向率及饱和流量参数；

2.根据交通系统的重复特性，利用系统当前次输出误差和前一次输出误差，采用开闭环迭代学习控制算法对交通信号进行控制优化；

3.对步骤2中提到的开闭环迭代学习控制律进行优化，根据实际交通流情况，利用衰减记忆去伪控制方法优化迭代学习控制的闭环控制律，达到自适应迭代学习控制的目的；

4.根据步骤3基于衰减记忆去伪控制的交通信号迭代学习计算得到绿灯时间，并将之设置为路网信号，使得各交叉口的排队长度趋于均衡，达到理想状态。

其中，在步骤1中对研究区域的交通流进行建模并建立相应的状态空间方程的步骤中，包括以下步骤：