一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统，包括：获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级so

A game method and system of regional anti overflow traffic signal control

【技术实现步骤摘要】
一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统
本专利技术涉及城市智能交通控制
，尤其涉及一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统。
技术介绍
近年来，城市机动车保有量的逐年增加导致城市现有路网面临巨大的运行压力，特别是高峰期部分路段因不当的信号控制导致内部滞留过多车辆，产生溢出风险。如若最终发生车辆在交叉口内部的溢出，则会造成路口绿灯损失和死锁，不及时处理则会引发临近区域的连锁反应，导致区域交通系统多米诺式的崩溃。目前世界上应用最为广泛的区域交通信号控制系统是英国的TRANSYT系统、SCOOT系统以及澳大利亚的SCATS系统；以上系统和应用方法在解决区域交通信号控制问题中，由于协调联动控制与溢出控制分属两个隔离的体系，在协调联动控制出现溢出问题或风险时切换为溢出控制模式或进行简单的溢出控制措施，存在溢出实时管控路口孤立或经验控制问题，难以从全局层面上获得均衡控制方案。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统，实现了区域信号防溢出的自适应控制，缓解路网运行压力。本专利技术提出的一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法，包括：获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi；根据路段溢出状态等级soi，构建基于关联交通流的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型；根据混合整数线性规划模型求解得到路口内部各转向的通行权分配策略，通过单点和协调信号控制实现通行权分配策略，达到区域交通流的防溢出控制。进一步地，在获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi中，包括：获取相邻检测区域中的车辆数据，所述车辆数据包括车速v和车辆空间占有率occ；根据路面车辆的拥堵状态，预先将路面交通运行划分畅通、缓行和拥堵状态，所述路段溢出阀值包括畅通状态下的车速阀值vh、车辆空间占有率阀值occh，以及缓行状态下的车速阀值vy、车辆空间占有率阀值occy；将各自检测区域中的车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，得到各自检测区域中路面交通运行状态；将所得到的相邻检测区域中的路面交通运行状态进行组合，得到当前时刻的路段溢出状态等级soi中。进一步地，在确定所述控制区域上的检测区域中，包括：以路段起始位置为起点，向车辆行进方向延伸R1米，得到第一检测区域；以第一检测区域的终点作为起点，向车辆行进方向延伸R2米，得到第二检测区域；第一检测区域和第二检测区域作为相邻两检测区域，分别获取相邻两检测区域中的路段属性参数。进一步地，所述路段属性参数包括驶入节点Oi、驶出节点Di和关联交通流RFi，关联交通流RFj包括上游交通流集合下游交通流集合和衔接交通流集合所述节点属性参数包括路网内部进口交通流Fj，i为路段，j为节点编号。进一步地，在根据路段溢出状态等级soi，构建基于路段属性参数的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型中，包括：获取路网内部进口交通流Fj，in的控制变量，控制变量包括拥堵控制变量csf和溢出控制变量ssf；根据控制变量计算路网内部进口交通流f在区域防溢出控制下分别对上游路面交通运行的缓解量clf和对下游路面交通运行的缓解量slf，f∈Fj，in；根据控制变量获取路段i的交通运行状态改变量soci；对各个路段的交通运行状态改变量soci求和，获取第一均衡目标函数，所述第一均衡目标函数为第一优先级目标函数；将各个路段的控制变量求和，获取第二均衡目标函数，第二均衡目标函数为第二优先级目标函数。第一均衡目标函数和第二均衡目标函数组合，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型。进一步地，在根据控制变量获取路段i的交通运行状态改变量soci中，包括：设置控制变量的约束条件，csf+ssf≤1；获取进口交通流f对上游路面交通运行的影响性能λf和下游路面交通运行的影响性能ηf；通过以下公式计算soci，soci≥0：clf＝λf×(csf-ssf)；slf＝ηf×(ssf-csf)；设置下游交通流集合溢出状态的约束条件：soi×(soi-soci)≥0；进一步地，所述第一均衡目标函数为其中，obj1为系统总体溢出状态，soci为路段i的交通运行状态改变量。所述第二均衡目标函数为：其中，obj2表示系统路网内部进口交通流Fj，in的控制变量的总和，csj，f表示节点编号j内部交通流f的拥堵控制变量，为ssj，f为节点编号j内部交通流f的溢出控制变量。一种区域防溢出的交通信号控制博弈系统，包括确认获取模块、获取比较模块、构建模块、控制调整模块；确认获取模块用于获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；获取比较模块用于获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi；构建模块用于根据路段溢出状态等级soi，构建基于关联交通流的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型；控制调整模块用于根据混合整数线性规划模型求解得到路口内部各转向的通行权分配策略，通过单点和协调信号控制实现通行权分配策略，达到区域交通流的防溢出控制。一种计算机可读储存介质，所述计算机可读存储介质上存储有若干获取分类程序，所述若干获取分类程序用于被处理器调用并执行如下步骤：获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi；根据路段溢出状态等级soi，构建基于关联交通流的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型；根据混合整数线性规划模型求解得到路口内部各转向的通行权分配策略，通过单点和协调信号控制实现通行权分配策略，达到区域交通流的防溢出控制。本专利技术提供的一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统的优点在于：本专利技术结构中提供的一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法及系统，基于实际路网的拓扑结构构建出关联交通流，关联交通流提供溢出控制关系和状态指标，以路网中所有的进口交通流为基本控制单元，构建了区域防溢出交通信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型，可通过数学规划方法精确求解较优控制策略；提出基于溢出管控的策略博弈、路口控制策略实现和区域协调的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，包括：/n获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；/n获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级so

【技术特征摘要】
1.一种区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，包括：
获取控制区域中的路段属性参数和节点属性参数，确定所述控制区域上的检测区域，所述路段属性参数包括关联交通流；
获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi；
根据路段溢出状态等级soi，构建基于关联交通流的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型；
根据混合整数线性规划模型求解得到路口内部各转向的通行权分配策略，通过单点和协调信号控制实现通行权分配策略，达到区域交通流的防溢出控制。


2.根据权利要求1所述的区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，在获取相邻两检测区域中的车辆数据，将车辆数据与路段溢出阀值进行比较，获取当前时刻的路段溢出状态等级soi中，包括：
获取相邻检测区域中的车辆数据，所述车辆数据包括车速v和车辆空间占有率occ；
根据路面车辆的拥堵状态，预先将路面交通运行划分畅通、缓行和拥堵状态，所述路段溢出阀值包括畅通状态下的车速阀值vh、车辆空间占有率阀值occh，以及缓行状态下的车速阀值vy、车辆空间占有率阀值occy；
将各自检测区域中的车辆数据与预设的路段溢出阀值进行比较，得到各自检测区域中路面交通运行状态；
将所得到的相邻检测区域中的路面交通运行状态进行组合，得到当前时刻的路段溢出状态等级soi中。


3.根据权利要求2所述的区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，在确定所述控制区域上的检测区域中，包括：
以路段起始位置为起点，向车辆行进方向延伸R1米，得到第一检测区域；
以第一检测区域的终点作为起点，向车辆行进方向延伸R2米，得到第二检测区域；
第一检测区域和第二检测区域作为相邻两检测区域，分别获取相邻两检测区域中的路段属性参数。


4.根据权利要求1所述的区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，所述路段属性参数包括驶入节点Oi、驶出节点Di和关联交通流RFi，关联交通流RFi包括上游交通流集合下游交通流集合和衔接交通流
所述节点属性参数包括路网内部交通流Fj，i为路段，j为节点编号。


5.根据权利要求4所述的区域防溢出的交通信号控制博弈方法，其特征在于，在根据路段溢出状态等级soi，构建基于路段属性参数的均衡目标函数，得到区域防溢出信号控制策略博弈的混合整数线性规划模型中，包括：
获取路网内部进口交通流Fj，in的控制变量，控制变量包括拥堵控制变量csf和溢出控制变量ssf；
根据控制变量计算进口交通流f在区域防溢出控制下分别对上游路面交通运行的缓解量clf和对下游路面交通运行的缓解量slf，f∈Fj，in；
根据控制变量获取路段i的交通运行状态改变量soci；
对各个路段的交通运行状态改变量soci求和，获取第一均衡目标函数，所述第一均衡目标函数为第一优先级目标函数；
将各个路段...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家旭，赵永进，岳彩林，张斌斌，刘武，
申请(专利权)人：安徽科力信息产业有限责任公司，公安部交通管理科学研究所，安徽畅通行交通信息服务有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34