一种区域级实时交通控制策略推荐系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种区域级实时交通控制策略推荐系统及方法，本发明专利技术以路口为对象，构建交通控制策略推荐系统，基于路口的实时交通状态，实时为该路口推荐交通控制策略。本发明专利技术大大减少了计算量，可以提供实时计算。在路口数量庞大的情况下，筛选出来的路口在对可选的交通控制策略的反馈上近似效果更好，推荐的策略更为准确。

【技术实现步骤摘要】
一种区域级实时交通控制策略推荐系统及方法
本专利技术涉及智能交通领域，尤其涉及一种区域级实时交通控制策略推荐系统及方法。
技术介绍
交通拥堵常发于道路交叉口处，通过合理地为交叉口各股车流分配路权可以有效地降低车辆延误、减少车辆排队，从而有助于防治交通拥堵现象的发生。目前路口参与协调、使用自适应控制/固化方案控制等通常由人工经验判断，通过手动输入指令的方式设计到信号控制系统中，效率较为低下，且经验判断因人而异，缺乏科学的方法论。一种通常的交通控制策略推荐思路为以路口的各种交通数据作为路口的特征，根据路口特征的相似程度寻找相似路口，利用相似路口采用的交通控制策略为目标路口提供交通控制策略推荐。这种方法，在面对数量庞大的路口时，需要一一比对路口的高维度特征，计算量巨大。
技术实现思路
本专利技术为克服上述的不足之处，目的在于提供一种区域级实时交通控制策略推荐系统及方法，本专利技术以路口为对象，构建交通控制策略推荐系统，基于路口的实时交通状态，实时为该路口推荐交通控制策略。本专利技术大大减少了计算量，可以提供实时计算。在路口数量庞大的情况下，筛选出来的路口在对可选的交通控制策略的反馈上近似效果更好，推荐的策略更为准确。本专利技术是通过以下技术方案达到上述目的：一种区域级实时交通控制策略推荐系统，包括：数据模块、动态路口状态分级模块、动态推荐场景搭建模块、交通控制策略推荐模块；其中，数据模块内含多源数据库，用于提供实时和历史实际交通状态数据，实际路口交通控制策略数据以及路口交通状态数据集；<br>动态路口状态分级模块包括分级算法单元、分级标准化单元、动态分级单元，其中分级算法单元利用不断迭代更新的数据资源，整合路口数据，得到综合的路口分级指标；并通过分级标准化单元制定符合近期交通特征的路口分级标准；然后通过动态分级单元，对于具体时段的具体路口，分别根据实时和历史实际交通状态数据，确定标记路口在指定时间的级别；动态推荐场景搭建模块包括动态推荐场景搭建单元、动态推荐经验库，动态推荐场景搭建单元从数据模块获取路口、实际交通控制策略数据，从动态路口状态分级模块获取实际路口状态分级数据，构建不同路口状态分级情况下的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表，动态推荐经验库存储[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表，作为历史经验库；交通控制策略推荐模块包括推荐算法寻优单元、控制策略推荐单元，推荐算法寻优单元从历史经验库获取[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表作为训练数据集，从多个初始推荐算法模型、每个模型可选的超参数、每个确定超参数的模型可选的参数中搜索出最优推荐模型组合，交通控制策略推荐模块的控制策略推荐单元从推荐算法寻优单元获取最优推荐模型组合，将路口、未执行的可选的交通控制策略输入最优推荐模型组合，最优推荐模型组合输出与该路口、未执行的可选的交通控制策略对应的预测路口状态评分，形成[路口，未运行的可选的交通控制策略，预测路口状态评分]的三元数据表，并与实际的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表拼接，获得[路口，所有可选交通控制策略，混合路口状态评分]的三元数据表，根据推荐混合路口状态评分排序，下一时刻为路口自动推荐交通控制策略。一种区域级实时交通控制策略推荐方法，包括如下步骤：(1)数据模块基于多源数据库，提供实时和历史实际交通状态数据，实际路口交通控制策略数据以及路口交通状态数据集；(2)动态路口状态分级模块对实时和历史实际交通状态数据进行分级标记，得到实际路口状态分级数据；(3)动态推荐场景搭建模块的动态推荐场景搭建单元基于实际路口交通控制策略数据和实际路口状态分级数据构建[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；动态推荐经验库存储[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；(4)交通控制策略推荐模块的推荐算法寻优单元获取[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表，并将其作为训练数据集，从多个初始推荐算法模型、每个模型可选的超参数、每个确定超参数的模型可选的参数中搜索出最优推荐模型组合；(5)交通控制策略推荐模块的控制策略推荐单元从推荐算法寻优单元获取最优推荐模型组合，将路口、未执行的可选的交通控制策略输入最优推荐模型组合，最优推荐模型组合输出与该路口、未执行的可选的交通控制策略对应的预测路口状态评分，形成[路口，未运行的可选的交通控制策略，预测路口状态评分]的三元数据表，并与实际的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表拼接，获得[路口，所有可选交通控制策略，混合路口状态评分]的三元数据表，根据推荐混合路口状态评分排序，为路口自动推荐交通控制策略。作为优选，所述步骤(2)具体为：动态路口状态分级模块的分级算法单元利用不断迭代更新的数据资源，整合路口数据，得到综合的路口分级指标；并通过分级标准化单元制定符合近期交通特征的路口分级标准；然后通过动态分级单元，对于具体时段的具体路口，分别根据实时和历史实际交通状态数据，确定标记路口在指定时间的级别；具体如下：(i)分级算法单元在t时间段内，路口的特性指数St计算方法如下：St＝α1·α2·[lturn_1·qturn_1，t，…，lturn_i·qturn_i，t，…，lturn_j·qturn_j，t]·[vturn_1，t/dturn_1，t，…，vturn_i，t/dturn_i，t，…，vturn_j，t/dturn_j，t]T其中，α1为路口类型参数；α2为路口信号控制性质参数；turn_i∈[1，turn_j]为进口道各转向方向；lturn_i为turn_i方向车道数；qturn_i，t为turn_i方向流量；vturn_i，t为平均速度；dturn_i，t为该车道在t时段内的延误时间；(ii)分级标准化单元取若干天的历史数据，分别计算各个路口每一天在t时间段的St，取所有St的最大值St_max、最小值St_min，设定将该路口分为m个级别，则t时间段的路口状态级别node_levelt为：(iii)动态分级单元用来判断所需时间段的路口状态，从历史数据或实时数据获取t时间段的数据集，由分级算法单元计算St，然后代入分级标准化单元生成的分级标准进行比对，根据判断结果，输出对应的级别node_levelt。作为优选，所述步骤(3)中构建得到的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表如下：(a)路口标识为LK；其中，LK_ii表示为第ii个路口，LK_ii是路口ID，是路口的唯一标识；(b)实际交通控制策略包括：协调控制策略、单点控制策略；自适应控制策略、固化方案控制策略；信号控制周期所采取的方案的取值范围控制策略；其中，交通控制策略的符号表示如下：其中：coor为是否参与协调，npolicy为所采取的策略，为具体方案的编号，j为路口所配置的方案个数，根据路口设置，其中，(c)路口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)数据模块基于多源数据库，提供实时和历史实际交通状态数据，实际路口交通控制策略数据以及路口交通状态数据集；/n(2)动态路口状态分级模块对实时和历史实际交通状态数据进行分级标记，得到实际路口状态分级数据；/n(3)动态推荐场景搭建模块的动态推荐场景搭建单元基于实际路口交通控制策略数据和实际路口状态分级数据构建[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；动态推荐经验库存储[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；/n(4)交通控制策略推荐模块的推荐算法寻优单元获取[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表，并将其作为训练数据集，从多个初始推荐算法模型、每个模型可选的超参数、每个确定超参数的模型可选的参数中搜索出最优推荐模型组合；/n(5)交通控制策略推荐模块的控制策略推荐单元从推荐算法寻优单元获取最优推荐模型组合，将路口、未执行的可选的交通控制策略输入最优推荐模型组合，最优推荐模型组合输出与该路口、未执行的可选的交通控制策略对应的预测路口状态评分，形成[路口，未运行的可选的交通控制策略，预测路口状态评分]的三元数据表，并与实际的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表拼接，获得[路口，所有可选交通控制策略，混合路口状态评分]的三元数据表，根据推荐混合路口状态评分排序，为路口自动推荐交通控制策略。/n...

【技术特征摘要】
1.一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)数据模块基于多源数据库，提供实时和历史实际交通状态数据，实际路口交通控制策略数据以及路口交通状态数据集；
(2)动态路口状态分级模块对实时和历史实际交通状态数据进行分级标记，得到实际路口状态分级数据；
(3)动态推荐场景搭建模块的动态推荐场景搭建单元基于实际路口交通控制策略数据和实际路口状态分级数据构建[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；动态推荐经验库存储[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表；
(4)交通控制策略推荐模块的推荐算法寻优单元获取[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表，并将其作为训练数据集，从多个初始推荐算法模型、每个模型可选的超参数、每个确定超参数的模型可选的参数中搜索出最优推荐模型组合；
(5)交通控制策略推荐模块的控制策略推荐单元从推荐算法寻优单元获取最优推荐模型组合，将路口、未执行的可选的交通控制策略输入最优推荐模型组合，最优推荐模型组合输出与该路口、未执行的可选的交通控制策略对应的预测路口状态评分，形成[路口，未运行的可选的交通控制策略，预测路口状态评分]的三元数据表，并与实际的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表拼接，获得[路口，所有可选交通控制策略，混合路口状态评分]的三元数据表，根据推荐混合路口状态评分排序，为路口自动推荐交通控制策略。


2.根据权利要求1所述的一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：动态路口状态分级模块的分级算法单元利用不断迭代更新的数据资源，整合路口数据，得到综合的路口分级指标；并通过分级标准化单元制定符合近期交通特征的路口分级标准；然后通过动态分级单元，对于具体时段的具体路口，分别根据实时和历史实际交通状态数据，确定标记路口在指定时间的级别；具体如下：
(i)分级算法单元在t时间段内，路口的特性指数St计算方法如下：
St＝α1·α2·[lturn_1·qturn_1，t，…，lturn_i·qturn_i，t，…，lturn_j·qturn_j，t]·[vturn_1，t/dturn_1，t，…，vturn_i，t/dturn_i，t，…，vturn_j，t/dturn_j，t]T
其中，α1为路口类型参数；α2为路口信号控制性质参数；turn_i∈[1，turn_j]为进口道各转向方向；lturn_i为turn_i方向车道数；qturn_i，t为turn_i方向流量；vturn_i，t为平均速度；dturn_i，t为该车道在t时段内的延误时间；
(ii)分级标准化单元取若干天的历史数据，分别计算各个路口每一天在t时间段的St，取所有St的最大值St_max、最小值St_min，设定将该路口分为m个级别，则t时间段的路口状态级别node_levelt为：



(iii)动态分级单元用来判断所需时间段的路口状态，从历史数据或实时数据获取t时间段的数据集，由分级算法单元计算St，然后代入分级标准化单元生成的分级标准进行比对，根据判断结果，输出对应的级别node_levelt。


3.根据权利要求1所述的一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于：所述步骤(3)中构建得到的[路口，实际交通控制策略，实际路口状态评分]的三元数据表如下：
(a)路口标识为LK；其中，LK_ii表示为第ii个路口，LK_ii是路口ID，是路口的唯一标识；
(b)实际交通控制策略包括：协调控制策略、单点控制策略；自适应控制策略、固化方案控制策略；信号控制周期所采取的方案的取值范围控制策略；其中，交通控制策略的符号表示如下：
其中：coor为是否参与协调，npolicy为所采取的策略，为具体方案的编号，j为路口所配置的方案个数，根据路口设置，其中，
(c)路口状态评分标记：rtCL＝S(t)-S(t-1)，S(t)表示t时间段的路口状态级别。


4.根据权利要求1所述的一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于：所述的动态推荐经验库存储是实时建立、动态变化的，其建立方法如下：
(I)接收需推荐的下一时段t、所在日期为gg日、路口LK_ii；
(II)从动态路口分级模块获取路口LK_ii的实时路口级别s(t)；
(III)从历史数据中，对路口LK_ii，查询与路口LK_ii实时路口级别s(t)相同的历史路口级别所对应的日期和时段，标记为tt_jj；
(IV)对路口LK_ii，选择时间tt_jj运行的实际交通控制策略CL、实际路口状态评分rt；
(V)在经验库中以[LK，CL，rt]的形式存储：对路口LK_ii，在已选择的时间tt_jj运行的实际交通控制策略CL、实际路口状态评分rt中，对相同的实际交通控制策略进行归类，计算平均实际路口状态评分，构建[路口，实际交通控制策略，实际平均路口状态评分]的三元数据表，作为历史经验库。


5.根据权利要求1所述的一种区域级实时交通控制策略推荐方法，其特征在于：所述步骤(4)中，推荐算法寻...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞钰琪，金峻臣，温晓岳，郭海锋，王辉，秦俊峰，陈才君，
申请(专利权)人：银江股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33