本发明专利技术涉及交通控制，具体涉及基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，构建施工区域周边道路网络拓扑关系，基于对道路网络拓扑关系的分析，科学划定施工交通影响区域范围，采集施工交通影响区域的交通流数据，并进行多源数据融合分析，对施工交通影响区域的交通流特征进行解析，对交通流数据与道路网络拓扑关系进行综合分析，得到施工交通影响区域的流量时空汇聚关键点位分布，根据交通流特征解析结果，构建流量时空汇聚关键点位的交通流短时预测模型，并对交通流短时预测模型进行在线训练和迭代优化；本发明专利技术提供的技术方案能够克服无法对施工区域周边易发生拥堵路口的交通信号灯进行配时优化、无法对驾驶人员进行有效诱导的缺陷。进行有效诱导的缺陷。进行有效诱导的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法
[0001]本专利技术涉及交通控制，具体涉及基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法。
技术介绍
[0002]随着我国经济发展、城市化进程的加快，我国私家车拥有量及交通流量急剧增加。随着机动车保有量持续快速增长，上下班高峰期交通拥堵状况加剧甚至出现交通瘫痪的情况，这也给城市交通管理提出了更高的要求，交通管理效率需要大幅度提升。为了减少交通事故发生，控制交通违法行为，避免交通拥堵，使交通基础设施发挥最大的效能，多个城市都启动了城市交通综合管控系统的建设项目。
[0003]城市的交通拥堵状况加剧，除了车辆多，还与城市化建设有较大关联，很多具有发展潜力的城市都在市区进行城市化施工建设，并且在施工区域周边易发生拥堵路口的交通信号灯，其配时方案基本上是固定不变的，需要交警、协警和交通管理员进行人为干预。此外，驾驶人员无法了解下周围路口的拥堵情况，只能通过广播电台等信息延迟性较大的渠道获取交通信息，局限性大。
技术实现思路
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，能够有效克服现有技术所存在的无法对施工区域周边易发生拥堵路口的交通信号灯进行配时优化、无法对驾驶人员进行有效诱导的缺陷。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，包括以下步骤：
[0009]S1、构建施工区域周边道路网络拓扑关系，基于对道路网络拓扑关系的分析，科学划定施工交通影响区域范围；
[0010]S2、采集施工交通影响区域的交通流数据，并进行多源数据融合分析，对施工交通影响区域的交通流特征进行解析；
[0011]S3、对交通流数据与道路网络拓扑关系进行综合分析，得到施工交通影响区域的流量时空汇聚关键点位分布；
[0012]S4、根据交通流特征解析结果，利用神经网络模型构建流量时空汇聚关键点位的交通流短时预测模型，并对交通流短时预测模型进行在线训练和迭代优化；
[0013]S5、将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，并根据信号智能控制方案同步制定动态诱导方案，对交通进行智能诱导。
[0014]优选地，S4中对交通流短时预测模型进行在线训练和迭代优化，包括：
[0015]利用长短记忆模型LSTM对流量时空汇聚关键点位进行包括交通流量流向、平均车速、排队长度在内的交通流短时预测，对交通流短时预测模型的短时预测结果进行仿真，并将短时预测结果与实测交通流数据进行对比分析，对交通流短时预测模型进行反馈，实现对交通流短时预测模型的在线训练和迭代优化。
[0016]优选地，S5中将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，包括：
[0017]将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，依据流量时空汇聚关键点位的短时预测结果，计算关键交叉口的周期时间，并以此作为关键路径所有交叉口的周期时间，在设定流量时空汇聚关键点位饱和度、平均车速、车均延误的目标条件下，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，引导交通流在施工交通影响区域内部各路段和交叉口均衡分配，动态控制流量时空汇聚关键点位的饱和度。
[0018]优选地，S5中根据信号智能控制方案同步制定动态诱导方案，对交通进行智能诱导，包括：
[0019]在车辆出行时间最短、施工影响车均延误最小的约束条件下，对经过施工交通影响区域的交通流进行路径选择实时优化，动态生成流量时空汇聚关键点位的交通诱导方案。
[0020]优选地，所述交通流数据包括车牌号、交通流量流向、车速、车头时距、占有率、排队长度、车型比例；
[0021]所述交通流数据通过设置于施工交通影响区域边界，以及内部各主要路段和交叉口的卡口式电警、视频流量检测器、微波流量检测器进行采集。
[0022]优选地，所述交通流特征包括施工交通影响区域内部各路段和交叉口的交通流量流向、交通流OD、出行时间特征、路径选择特征。
[0023]优选地，S1中构建施工区域周边道路网络拓扑关系，包括：
[0024]基于图论知识，将施工区域周边道路网络抽象为具有N个节点、M条边的图结构G(N,M)；
[0025]其中，节点代表交叉口，边为两个节点之间的连接路段，节点之间的邻接矩阵代表两个节点的可达性，0代表两个节点之间不可达，1代表两个节点之间可达。
[0026]优选地，S1中基于对道路网络拓扑关系的分析，科学划定施工交通影响区域范围，包括：
[0027]根据施工区域所在位置、占用车道情况、道路属性、交通运行特性，利用复杂网络传播动力学知识，分析施工区域对交通流的影响作用机制，从而科学划定施工交通影响区域范围。
[0028]优选地，S6、通过信号控制与优化平台下发信号智能控制方案，实现对流量时空汇聚关键点位的智能控制，通过信息发布平台和安装在流量时空汇聚关键点位的提示装置，实现对交通的智能诱导。
[0029]优选地，所述通过信号控制与优化平台下发信号智能控制方案，实现对流量时空汇聚关键点位的智能控制，包括：
[0030]通过信号控制与优化平台将智能优化后的信号配时方案下发到前端联网信号机，实现对流量时空汇聚关键点位信号配时的动态优化调整；
[0031]所述通过信息发布平台和安装在流量时空汇聚关键点位的提示装置，实现对交通的智能诱导，包括：
[0032]在流量时空汇聚关键点位设置LED交通诱导屏，实时发布施工交通影响区域路网动态路况和交通诱导方案，引导交通流按最优路径运行，并将施工交通影响区域路况信息、交通诱导方案与互联网地图进行实时信息交互，对互联网地图导航方案进行实时优化和调整。
[0033](三)有益效果
[0034]与现有技术相比，本专利技术所提供的基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，具有以下有益效果：
[0035]1)采集施工交通影响区域的交通流数据，并进行多源数据融合分析，对施工交通影响区域的交通流特征进行解析，根据交通流特征解析结果，构建流量时空汇聚关键点位的交通流短时预测模型，并且能够基于交通流短时预测模型的短时预测结果对流量时空汇聚关键点位的信号配时方案进行智能优化，通过信号控制引导交通流在施工交通影响区域内部各路段和交叉口均衡分配，动态控制流量时空汇聚关键点位的饱和度；
[0036]2)根据信号配时方案同步制定动态诱导方案，对经过施工交通影响区域的交通流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、构建施工区域周边道路网络拓扑关系，基于对道路网络拓扑关系的分析，科学划定施工交通影响区域范围；S2、采集施工交通影响区域的交通流数据，并进行多源数据融合分析，对施工交通影响区域的交通流特征进行解析；S3、对交通流数据与道路网络拓扑关系进行综合分析，得到施工交通影响区域的流量时空汇聚关键点位分布；S4、根据交通流特征解析结果，利用神经网络模型构建流量时空汇聚关键点位的交通流短时预测模型，并对交通流短时预测模型进行在线训练和迭代优化；S5、将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，并根据信号智能控制方案同步制定动态诱导方案，对交通进行智能诱导。2.根据权利要求1所述的基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，其特征在于：S4中对交通流短时预测模型进行在线训练和迭代优化，包括：利用长短记忆模型LSTM对流量时空汇聚关键点位进行包括交通流量流向、平均车速、排队长度在内的交通流短时预测，对交通流短时预测模型的短时预测结果进行仿真，并将短时预测结果与实测交通流数据进行对比分析，对交通流短时预测模型进行反馈，实现对交通流短时预测模型的在线训练和迭代优化。3.根据权利要求2所述的基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，其特征在于：S5中将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，包括：将流量时空汇聚关键点位作为区域控制关键交叉口，通过算法遍历搜索关键路径，依据流量时空汇聚关键点位的短时预测结果，计算关键交叉口的周期时间，并以此作为关键路径所有交叉口的周期时间，在设定流量时空汇聚关键点位饱和度、平均车速、车均延误的目标条件下，对关键路径进行线性协调控制，并与非关键路径交叉口进行相位差优化，最终实现区域信号智能控制，引导交通流在施工交通影响区域内部各路段和交叉口均衡分配，动态控制流量时空汇聚关键点位的饱和度。4.根据权利要求3所述的基于动态交通流短时预测的施工区域交通控制与诱导方法，其特征在于：S5中根据信号智能控制方案同步制定动态诱导方案，对交通进行智能诱导，包括：在车辆出行时间最短、施工影响车均延误最小的约束条件下，对经过施工交通影响区域的交通流进行路径选择实时优化，动态生成流量时空汇聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪春，张卫华，祝凯，田晓春，杨磊，
申请(专利权)人：安徽庐峰交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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