基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法及系统。所述交通信号灯控制方法包括：根据实测车流量，以绿灯时长和信号状态作为可控变量，确定目标车流方向以及对应的绿灯持续时长、确定各车流方向的路段饱和度、确定各车流方向的车流量、确定各车流方向的红灯等待时长，并根据这些条件改变目标车流方向。本发明专利技术提供的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法及系统实现了在不同的交通情况下选择适应的信号控制策略，自动适应流量情况。该方法能够及时处理紧急情况，提升了交叉口通行效率，使得交叉口信号达到精细化和智能化控制，解决了交叉口拥堵现象频发，信号灯控制方法的精确性、灵活性较差等问题。灵活性较差等问题。灵活性较差等问题。

【技术实现步骤摘要】
基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及交通信号灯控制
，特别是涉及一种基于实测车流量和组合控制策略的交通信号灯实时开环控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着城市的快速发展，车辆数量与日俱增，大量的交通需求与有限的交通供应之间存在严重的不平衡从而导致了交通拥堵，交通拥堵不仅制约城市的运转速度和经济发展，同时也带来环境和噪声污染等一系列问题。治理交通拥堵是城市进一步健康发展的基础，也是关乎公众切身利益的迫切需求，加强交叉口交通管理与控制是减少交通拥堵的关键部分之一。
[0003]对于交叉口这一交通关键节点研究者们也考虑了不同的方法来提升其效率。利用交通信号控制系统调节交叉口信号灯配时来控制交通流，可以实现车辆的安全通行与有效地降低车辆在交叉口的等待时间，提高通行效率，对缓解城市交通拥堵有着极其重要的现实意义。传统的交通信号灯控制方法是根据统计到的各路口历史车流量数据而分配相对比较合理的固定配时方案，往往存在车流多的路口绿灯通行时间短，无车或少车的路口却亮着绿灯的问题，一定程度上造成了道路资源的浪费。
[0004]长久以来，由于人们的交通习惯，城市交通信号的控制都是建立在固定的相位和相序基础之上的，国内对基于实时交通信号控制的相位组合和可变相序的研究较少。很多学者把研究的重心放在人工智能上，比如神经网络、模糊控制、强化学习等，基于以上这些算法的交通控制虽然大大提高了通行效率，但是仍然是针对单一相位进行绿时优化，其相位组合或相位顺序是不变的，但由于交叉口交通流到达的随机性较强，信号控制的灵活性略显不足，不能根据路网的实际车流量进行动态调节，造成交叉口拥堵现象频发，信号灯控制方法的精确性、灵活性较差等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于实测车流量和组合控制策略的交通信号灯实时开环控制方法及系统，以实现在不同的交通情况下选择适应的信号控制策略，自动适应流量情况的信号灯实时控制方法。该方法能够处理紧急情况，提升了交叉口通行效率，使得交叉口信号达到精细化和智能化控制，进而有效控制交通流，保证车辆的安全通行和降低车辆在交叉口的等待时间，解决交叉口拥堵现象频发、信号灯控制方法的精确性、灵活性较差等问题，对缓解城市交通拥堵有着极其重要的现实意义。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，具体包括：
[0008]确定目标车流方向以及对应的绿灯持续时长；所述目标车流方向为路段中绿色信号灯控制的两个车流方向；所述目标车流方向包括第一车流方向和第二车流方向；所述路段包括八个车流方向，分别为向东直行、向南直行、向北直行、向西直行、向东左转、向西左
转、向北左转和向南左转；
[0009]判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长，得到第二判断结果；
[0010]若所述第二判断结果为否，则更新当前绿灯持续时长后，返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述第二判断结果为是，则确定各车流方向的路段饱和度，并判断所有的路段饱和度中是否存在大于或等于第一设定阈值的路段饱和度，得到第三判断结果；
[0011]若所述第三判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的路段饱和度和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再执行更改后车流方向确定过程；
[0012]若所述第三判断结果为否，则确定各车流方向的红灯等待时长，并判断所有的红灯等待时长中是否存在大于或等于最长设定红灯等待时长的红灯等待时长，得到第十二判断结果；
[0013]若所述第十二判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的红灯等待时长和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；
[0014]若所述第十二判断结果为否，则确定所述目标车流方向的排队车流数量，并根据所述排队车流数量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；
[0015]所述更改后车流方向确定过程为：
[0016]根据改变后的目标车流方向的绿灯持续时长、所述最小设定绿灯时长和最大设定绿灯时长对改变后的目标车流方向进行更改，并确定更改后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长。
[0017]一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制系统，包括：
[0018]第一确定模块，用于确定目标车流方向以及对应的绿灯持续时长；所述目标车流方向为路段中绿色信号灯控制的两个车流方向；所述目标车流方向包括第一车流方向和第二车流方向；所述路段包括八个车流方向，分别为向东直行、向南直行、向北直行、向西直行、向东左转、向西左转、向北左转和向南左转；
[0019]第一时长判断模块，用于判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长，得到第二判断结果；
[0020]第一结果确定模块，用于若所述第二判断结果为否，则更新当前绿灯持续时长后，返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述第二判断结果为是，则确定各车流方向的路段饱和度，并判断所有的路段饱和度中是否存在大于或等于第一设定阈值的路段饱和度，得到第三判断结果；
[0021]第二结果确定模块，用于若所述第三判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的路段饱和度和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再执行更改后车流方向确定过程；
[0022]第三结果确定模块，用于若所述第三判断结果为否，则确定各车流方向的红灯等待时长，并判断所有的红灯等待时长中是否存在大于或等于最长设定红灯等待时长的红灯等待时长，得到第十二判断结果；
[0023]第四结果确定模块，用于若所述第十二判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的红灯等待时长和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；
[0024]第五结果确定模块，用于若所述第十二判断结果为否，则确定所述目标车流方向的排队车流数量，并根据所述排队车流数量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；
[0025]第一车流方向确定模块，用于根据改变后的目标车流方向的绿灯持续时长、所述最小设定绿灯时长和最大设定绿灯时长对改变后的目标车流方向进行更改，并确定更改后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长。
[0026]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开了一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法及系统，所述控制方法根据实时监测的各个流向的交通流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：确定目标车流方向以及对应的绿灯持续时长；所述目标车流方向为路段中绿色信号灯控制的两个车流方向；所述目标车流方向包括第一车流方向和第二车流方向；所述路段包括八个车流方向，分别为向东直行、向南直行、向北直行、向西直行、向东左转、向西左转、向北左转和向南左转；判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为否，则更新当前绿灯持续时长后，返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述第二判断结果为是，则确定各车流方向的路段饱和度，并判断所有的路段饱和度中是否存在大于或等于第一设定阈值的路段饱和度，得到第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的路段饱和度和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再执行更改后车流方向确定过程；若所述第三判断结果为否，则确定各车流方向的红灯等待时长，并判断所有的红灯等待时长中是否存在大于或等于最长设定红灯等待时长的红灯等待时长，得到第十二判断结果；若所述第十二判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并根据所有的红灯等待时长和所有的车流量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述第十二判断结果为否，则确定所述目标车流方向的排队车流数量，并根据所述排队车流数量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；所述更改后车流方向确定过程为：根据改变后的目标车流方向的绿灯持续时长、所述最小设定绿灯时长和最大设定绿灯时长对改变后的目标车流方向进行更改，并确定更改后的目标车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长。2.根据权利要求1所述的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述根据所有的红灯等待时长和所有的车流量改变目标车流方向，具体为：将所有的红灯等待时长中红灯等待时长最长的车流方向确定为改变后的第一车流方向，将所有的车流量中车流量最大的车流方向确定为改变后的第二车流方向。3.根据权利要求1所述的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述根据所述排队车流数量改变目标车流方向，并确定改变后的目标车流方向的绿灯持续时长，具体为：判断所述目标车流方向的排队车流数量是否均大于0；若所述目标车流方向的排队车流数量均大于0，则更新当前绿灯持续时长后，返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述目标车流方向的排队车流数量均不大于0，则确定各车流方向的车流量，并将所有的车流量中车流量最大的车流方向确定为改变后的第一车流方向，将所有车流量中车流
量第二的车流方向确定为改变后的第二车流方向；若所述目标车流方向的排队车流数量中存在一个车流方向的排队车流数量大于0，则根据排队车流数量大于0的排队车流数量改变目标车流方向。4.根据权利要求1所述的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述确定各车流方向的车流量，并根据所有的路段饱和度和所有的车流量改变目标车流方向，具体为：确定各车流方向的车流量，将所有的路段饱和度中路段饱和度最大的车流方向确定为改变后的第一车流方向，将所有车流方向中车流量最大的车流方向确定为改变后的第二车流方向。5.根据权利要求3所述的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述根据排队车流数量大于0的排队车流数量改变目标车流方向，具体为：若仅所述第一车流方向的排队车流数量大于0，则判断所述第一车流方向的排队车流数量是否大于第二设定阈值，得到第十五判断结果；若所述第十五判断结果为否，则更新当前绿灯持续时长后，返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长；若所述第十五判断结果为是，则确定各车流方向的车流量，并将所述车流量最大的车流方向确定为改变后的第二车流方向，并确定改变后的第二车流方向的绿灯持续时长，再返回所述判断当前绿灯持续时长是否大于最小设定绿灯时长。6.根据权利要求3所述的一种基于组合控制策略的交通信号灯实时控制方法，其特征在于，所述根据排队车流数量大于0的排队车流数量改变目标车流方向，具体为：若仅所述第二车流方向的排队车流数量大于0，则判断所述第二车流方向的排队车流数量是否大于第二设定阈值，得到第十七判断结果；若所述第十七判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，王新艺，曹堉，丁成，高悦尔，王靖，张惠臻，应晖，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：