[发明专利]一种带有约束的城市交通交叉口信号控制方法

摘要

一种带有约束的城市交通交叉口信号控制方法，所述的信号控制方法是选择各个进口道的车辆排队长度差作为系统的输出，即以交叉口的某一进口道为参考，将其他进口道的车辆排队长度与参考进口道的车辆排队长度之差作为系统的输出；对路网所有交叉口列写输出方程，可以得到整个路网的输出方程；为了便于控制算法的收敛性分析，先给出所需要的一些基本假设，假设1在迭代过程中系统满足重复的初始重置条件；假设2存在一个有界的控制输入；建立城市交通信号迭代学习控制律；控制目标是寻找合适的控制输入，即交叉口的相位绿灯时间，使系统的输出即交叉口的车辆排队长度趋于均衡状态。

主权项

一种带有约束的城市交通交叉口信号控制方法，其特征在于所述的信号控制方法是：a)选择各个进口道的车辆排队长度差作为系统的输出，即以交叉口的某一进口道为参考，将其他进口道的车辆排队长度与参考进口道的车辆排队长度之差作为系统的输出y(t)；交叉口j的四个进口道中，选择进口道1为参考，则系统的输出为：y~j(k)=[y2,1(k),y3,1(k),y4,1(k)]T=[x2(k)-x1(k),x3(k)-x1(k),x4(k)-x1(k)]=-1100-1010-1001[x1(k),x2(k),x3(k),x4(k)]T=Dx~j(k)---(2-12)]]>式中：x~j(k)=[x1(k),x2(k),x3(k),x4(k)]T;]]>y2,1(k)——进口道2的输出；y3,1(k)——进口道3的输出；y4,1(k)——进口道4的输出；b)对路网所有交叉口列写输出方程(2‑12)，可以得到整个路网的输出方程为：y(k)＝Cx(k)   (2‑13)式中：x(k)=[x~1(k),x~2(k),...,x~N(k)]T;]]>y(k)=[y~1(k),y~2(k),...,y~N(k)]T;]]>N——交叉口个数；C——输出矩阵；由式(2‑12)和(2‑13)得，系统的状态空间方程如下：x(k+1)=Ax(k)+Bu(k)+Eξ(k)y(k+1)=Cx(k+1)---(2-14);]]>c)为了便于控制算法的收敛性分析，先给出所需要的一些基本假设：假设1：在迭代过程中系统满足重复的初始重置条件，即：xn(0)=xd(0),yn(0)=yd(0)∀n---(2-15)]]>式中：xd(0)——期望的状态初值；yd(0)——期望输出的初值；n——迭代次数。假设2：存在一个有界的控制输入ud(k)(k∈[0,K])，使得系统(2‑14)的输出y(k)在时间区间[0,K]上能够完全跟踪期望输出yd(k)；d)对于交通系统(2‑14)，有如下的城市交通信号迭代学习控制律：un+1(k)＝un(k)+βen(k+1)   (2‑16)式中：un(k)——第n次迭代时的控制输入；en(k)——第n次迭代时系统的跟踪误差，即en(k)＝yd(k)‑yn(k)；β——迭代学习增益；e)控制目标是寻找合适的控制输入，即交叉口的相位绿灯时间，使系统的输出即交叉口的车辆排队长度趋于均衡状态，也就是使交叉口各个相位的车辆排队长度尽可能的保持接近，即yd(k)＝0。