[发明专利]一种面向复杂交通控制环境的区域交通信号协调控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种面向复杂交通控制环境的区域交通信号协调控制方法及系统，其将设置在交叉口的各进道口和出道口的交通检测器、交通控制器及与交通控制器连接的指示灯和倒计时显示设备、以及设备间的通信网络定义为交通控制环境，针对交通控制环境中客观存在的工程复杂性和应用复杂性，构建面向区域交通信号协调控制的相位协调网络；然后基于该相位协调网络进行相位绿灯时间优化以及相位绿灯执行。本发明既能够以负载均衡的策略有效地协调交叉口的信号控制，又能够灵活地适应实际中复杂的交通控制环境，弥补了已有区域交通信号协调控制方法和研究的不足。

技术领域

本发明涉及一种面向复杂交通控制环境的区域交通信号协调控制方法及系统，属于智能交通技术领域。

背景技术

随着城市规模的扩大，区域交通信号控制(Regional Traffic Signal Control,RTSC)系统涉及的交通检测器、交通控制器及其连接的信号指示灯和倒计时显示设备越来越多，是一类庞大、复杂的集散控制系统。在实际中实施区域交通信号控制时，除了面对交通流本身的复杂性之外，往往还面临着如下两方面的复杂性。1)工程复杂性：实际中因为逐步更换设备、项目招投标等原因，某一时期内各交叉口安装的信号机、检测器的生产厂商或型号可能不同，造成传统的RTSC系统往往无法接入所有的交通控制器进行控制；或者因为安装成本或实际交通需求的原因，有些路段、交叉口没有安装检测器、信号机，造成部分区域的感知和控制盲区。2)应用复杂性：因为长期在户外运行，有些交通控制器因为网络或自身故障问题不能联网控制，或者某些交叉口的交通控制器在某些时段需要执行更高优先级的任务，如绿波带控制或手动控制，RTSC系统不能在线改变这些信号机的运行。

上述复杂性在实际中难以完全消除，尤其是处于城镇化进程中的区域，而且随着城市规模的不断扩大和交通的精细化管理，各种实际应用情况层出不穷，城市大规模的交通信号控制和系统运维面临着巨大挑战。然而，目前多数研究都只关注理论算法本身的研究，而忽视了实际应用的可操作性，针对复杂交通控制环境的研究鲜有报道。为此，本发明人进行了深入研究，遂产生本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向复杂交通控制环境的区域交通信号协调控制方法及系统，其能够适应复杂的交通控制环境，以实现对区域交通信号的协调控制。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种面向复杂交通控制环境的区域交通信号协调控制方法，所述方法将设置在交叉口的各进道口和出道口的交通检测器、交通控制器及与交通控制器连接的指示灯和倒计时显示设备、以及设备间的通信网络定义为交通控制环境，并针对交通控制环境的复杂性，构建面向区域交通信号协调控制的相位协调网络；然后基于该相位协调网络进行相位绿灯时间优化以及相位绿灯执行；所述方法具体如下：

步骤1、构建相位协调网络；

首先，对交通流量数据进行表示；

对任一交叉口υ_k定义如下符号：

(1)交叉口v_k第i条进/出口道在检测截面的车道数量；

(2)交叉口v_k第i条进/出口道、第j条车道的检测截面内最大车辆数；

(3)在交叉口v_k的第n个周期、第l个相位期间，进入第i条进/出口道、第j条车道检测截面的车辆数；

(4)在交叉口v_k第n个周期、第l个相位期间，离开其第i条进/出口道、第j条车道检测截面的车辆数；

在交叉口v_k第n个周期、第l个相位结束时，计算其第i条进口道、第j条车道上的车辆数、跑和度以及相位期间的车辆驶离率依次为：