一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法

2023-07-05 17:01:36

專利名稱：一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法
技術領域：
本發明屬於智能交通系統協同領域，尤其涉及一種交通誘導系統與交通控制系統的協同方法。
背景技術：
交通誘導系統與信號控制系統是城市交通管理的重要手段，其中信號控制系統是城市交通系統管理與控制的核心內容，而交通誘導系統則是智能交通系統的重要組成部分。交通誘導系統能夠根據實時的路網交通狀況信息，為出行者合理設計出行路線，有效利用交通網絡，從空間與時間上保障交通流的優化分布。信號控制系統通過檢測路上信息、預測短時交通量，進而對信號配時方法進行優化控制，使城市交通路網內交叉口的車輛延誤降到最低，有效提高城市交通系統的運行效率。在傳統的交通系統中，交通誘導系統與信號控制系統是完全獨立的兩個系統，系統之間沒有信息交互與共享。交通誘導系統根據實時的交通信息，以用戶最優的目標，為出行者提供最優的路徑選擇。信號控制系統根據在進口道路網檢測得到的交通流信息，運用其內置的信號控制算法，以系統最優為目標，實時優化信號配時方案。兩個系統的優化目標存在著巨大的差異，尤其當路網交通負擔增大時，兩系統間的矛盾會不斷激化，最終不僅無法實現對城市交通擁堵狀態的改善，反而會加劇交通擁堵。從上個世紀末開始，國內外陸續有多位知名專家學者對交通誘導系統及信號控制系統的協同最優化算法進行相關研究分析，提出的方法主要可以分為兩大類，即迭代優化方法與全局優化方案，但是迭代優化算法往往難以得到全局最優解，而全局優化算法隨著路網節點、路段數增加，計算複雜度呈幾何級數增長。因而，到目前為止，均難以在實際工程應用中付諸實施。在目前的技術條件下，無法高效快速的實現交通誘導系統與信號控制系統的協同最優化運行。

發明內容
發明目的:針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，可以避免交通誘導系統和信號控制系統由於自身優化目標的差異導致對城市交通系統產生負面作用，並且有效的對交通誘導系統和信號控制系統進行協同，進而提高城市交通系統的運行效率。技術方案:為實現上述發明目的，本發明採用以下技術方案:一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，包括靜態道路數據存儲模塊、動態交通流數據實時存儲模塊、計算模塊和決策模塊，其中:所述靜態道路數據存儲模塊，包括路段數、各路段車道數以及各車道通行能力；所述動態交通流數據實時存儲模塊，實時讀取城市道路交通數據檢測設施的上傳數據，從而得到實時動態交通流數據，包括各路段上各車道的實時流量以及城市道路交通數據檢測設施上傳數據的時間間隔；所述計算模塊，根據靜態道路數據存儲模塊和動態交通流數據實時存儲模塊中記錄的數據，計算實時飽和率Si和交通道路網路平均飽和率s ;所述決策模塊，根據計算模塊計算得到的實時飽Si和率和交通道路網絡平均飽和率S，對交通誘導系統和交通控制系統在不同情形下的關閉或開啟狀態，進行決策。進一步的，所述計算模塊中，實時飽和率Si和交通道路網絡平均飽和率S通過公式(1) (4)得到:
權利要求
1.一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，其特徵在於:包括靜態道路數據存儲模塊、動態交通流數據實時存儲模塊、計算模塊和決策模塊，其中: 所述靜態道 路數據存儲模塊，包括路段數、各路段車道數以及各車道通行能力； 所述動態交通流數據實時存儲模塊，實時讀取城市道路交通數據檢測設施的上傳數據，從而得到實時動態交通流數據，包括各路段上各車道的實時流量以及城市道路交通數據檢測設施上傳數據的時間間隔； 所述計算模塊，根據靜態道路數據存儲模塊和動態交通流數據實時存儲模塊中記錄的數據，計算實時飽和率Si和交通道路網路平均飽和率S ； 所述決策模塊，根據計算模塊計算得到的實時飽Si和率和交通道路網絡平均飽和率S，對交通誘導系統和交通控制系統在不同情形下的關閉或開啟狀態，進行決策。
2.根據權利要求1所述交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，其特徵在於:所述計算模塊中，實時飽和率Si和交通道路網絡平均飽和率S通過公式(I) (4)得到:
3.根據權利要求2所述交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，其特徵在於:所述決策模塊的決策方法如下: 根據公式(3)計算為各條道路實時飽和率進行排序，並取中間道路上的實時飽和率記為S5tlth,並根據S5tlth和交通道路網絡平均飽和率S的數值從表I中選定調整方案，然後根據表2確定選定的調整方案中交通誘導系統和信號控制系統不同情形下的關閉或開啟狀態，其中表I和表2如下: 表I
全文摘要
本發明公開了一種交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，主要包括靜態道路數據存儲模塊、動態交通流數據實時存儲模塊、計算模塊以及決策模塊。本發明通過交通誘導系統與信號控制系統的協同方法，緩解了過去一直存在於交通誘導系統與信號控制系統之間由於優化目標差異而產生的矛盾，提出在城市交通系統發生擁堵的時候，交通誘導系統開啟系統最優，以緩解交通阻塞，從而改善城市交通運行效率。
文檔編號G08G1/00GK103106789SQ20131000866
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者劉攀, 俞灝, 樊蓉, 羅旭江, 羊釗, 郭延永, 李志斌, 徐鋮鋮 申請人:東南大學