交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质技术

本发明专利技术提出交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质，属于交通子区协调控制方案过渡技术领域。S1.获取信号配时方案；S2.确定信号配时方案过渡周期的变化范围；S3.设定二次规划模型目标函数；S4.设定当前方案、过渡周期方案以及过渡后方案的时间关系之间的相互约束；S5.设定过渡信号方案周期约束；S6.设定过渡周期数，对过渡周期的相对相位差和过渡周期时长求解得到过渡周期的相对相位差和过渡周期时长的最优解；S7.按照原信号方案中各阶段比例分配各阶段在各过渡周期的阶段时长；S8.将过渡方法应用在信号机切换信号配时方案中。解决了现有技术中存在的过渡方案效果不稳定、依赖启发式算法求解的技术问题。依赖启发式算法求解的技术问题。依赖启发式算法求解的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及控制方案过渡方法，尤其涉及交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质，属于交通子区协调控制方案过渡


技术介绍

[0002]信号路口的交通需求通常是变化的，因此，一般在不同的时段采用不同的信号配时方案以适应不同的交通需求。单点路口的时段方案切换较为简单，一般是进入新的时段后，当前信号周期执行完后，就开始运行新时段的方案。而子区协调控制方案的切换由于存在相位差导致子区协调控制方案的切换较为复杂，一般需要数个信号周期的周期时长或绿信比调整，才能从上一时段运行的方案调整至新时段要求的周期、绿信比和相位差方案，而这期间如果过渡方案给的不合适，往往导致过渡期间的车辆延误特别高，甚至拥堵蔓延至后续时段，造成协调效果不理想。
[0003]信号协调控制方案的过渡问题，常用的解决方法有两类。一类是基于经验规则的方法，常用的策略包括1）协调相位保持策略（Dwell），增大协调相位的绿灯时间，直至相位差调整完成，或达到最大相位时间后则继续在下一周期调整；2）增大周期策略（Add），通过增加周期时长使相位差过渡至时段要求的相位差，各相位的绿灯时长按照原比例分配；3）减小周期策略（Subtract），即通过减小周期时长使相位差过渡至时段要求的相位差，同时要保证减小周期后满足最小绿灯时间的约束；4）快速调节策略（Shortway），基于增大周期策略或减小周期策略，选用能够更快速（或更平滑）调整至时段要求相位差的策略。另一类是基于理论模型的方法，通常是建立优化模型，并以过渡期间的车辆延误或排放等指标为优化目标。
[0004]第一类方法较为简单，是大多数信号机厂商会采用的方法，尤其是快速调整策略（Shortway），常使用的方法就是在这一类策略思想之上的改进和细化。第二类方法直接以延误等指标为优化目标，过渡方案的结果往往是最为理想的，但是方法本身较为复杂，且要求详尽的交通需求等数据输入，因此实际使用得比较少。
[0005]所述快速调节策略（Shortway），包括以下步骤：1)确定当前相位差和目标相位差的偏离值。因为相位差一般取相对相位差，所以为减小总的调整量，会将偏离值减去各偏离值的中位数。也有方法遍历基准路口的全部相位差的可能取值，确定不同取值下的周期调整量后，选择调整量最小的。
[0006]2)确定周期的调整量。一般根据设定的规则，基于相位差的偏离量，计算过渡周期增大或减小的值，通常将总的调整量平均分配（或按照一定的比例分配）至各个过渡周期。
[0007]3)确定相位时间的调整量。相位时间可以按照原周期的比例重新分配，也有方法是变量过渡周期的全部可能取值，通过在最大最小约束范围内调整相位时间，来实现相位差的偏离调整。
[0008]快速调节策略的方法存的一定的问题：相位差的基准值要么取中位数要么遍历全部可能值；周期调整量一般根据既定规则按比例分配。方法简单，对经验规则依赖较强，没
有对过渡的目标做量化分析，得到的过渡方案往往不是最优的。
[0009]以延误等指标为优化目标的优化模型方法。建立优化模型，考虑实际的交通需求，以延误、排放等指标为直接的优化目标，即用延误、排放这类指标来量化过渡方案优化的效果；过渡方案满足最大最小周期和绿灯时间的约束，以确保过渡方案可行。通常这类模型是非凸的非线性优化模型，需要依赖启发式算法求解。
[0010]以延误等指标为优化目标的优化模型方法存的一定的问题：优化模型建得复杂，求解上也会比较困难；需要实际的交通需求数据作为输入，但是这个数据在不一定能够获取到。
[0011]针对上述问题，本专利技术提出交通子区协调控制方案过渡方法、电子设备及存储介质。

技术实现思路

[0012]在下文中给出了关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0013]鉴于此，为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供体育场人车交通疏散仿真评估方法、电子设备及存储介质。
[0014]方案一：交通子区协调控制方案过渡方法，包括以下步骤：S1.获取信号配时方案；S2.确定信号配时方案过渡周期的变化范围；S3.设定二次规划模型目标函数，以过渡周期的相对相位差偏离最小或过渡周期时长偏离最小为优化目标；S4.设定当前方案、过渡周期方案以及过渡后方案的时间关系之间的相互约束；S5.设定过渡信号方案周期约束；S6.设定过渡周期数，对过渡周期的相对相位差和过渡周期时长求解得到过渡周期的相对相位差和过渡周期时长的最优解；S7.按照原信号方案中各阶段比例分配各阶段在各过渡周期的阶段时长；S8.将过渡方法应用在信号机切换信号配时方案中。
[0015]优选的，S1所述获取信号配时方案的方法是：通过接口协议获取信号配时方案。
[0016]优选的，S2所述确定信号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：优选的，S2所述确定信号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：优选的，S2所述确定信号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：其中，表示路口切换前时段的周期，切换后时段的各路口周期 ，表
示切换后方案保持当前绿信比不变、满足最小绿灯时间、满足用户输入的最小周期约束的最小周期，表示切换后时段方案用户输入的最大周期，表示常数，值为0.17，表示路口的最小过渡周期时长，表示路口的最大过渡周期时长。
[0017]优选的，S3所述设定二次规划模型目标函数，以过渡周期的相对相位差偏离最小或过渡周期时长偏离最小为优化目标的方法是：过渡周期的相对相位差偏离最小：过渡周期的相对相位差偏离最小：其中，表示路口i的第k个过渡周期的相对相位差的偏离值，表示路口i的第k个过渡周期结束的时间，表示时段切换之后的路口i的协调阶段之前的阶段时长占周期的比例，表示路口i的第k个过渡周期的周期时长，表示路口i的时段切换之后的目标绝对相位差，表示引入的整数变量。
[0018]过渡周期时长偏离最小：。
[0019]优选的，S4所述设定当前方案、过渡周期方案以及过渡后方案的时间关系之间的相互约束的方法是：相互约束的方法是：其中，表示路口的时段切换前最后一个周期运行结束时间和时段切换时间的差值，表示路口的第个过渡周期的周期时长。
[0020]优选的，S5所述设定过渡信号方案周期约束的方法是：。
[0021]优选的，S6所述设定过渡周期数，对过渡周期的相对相位差和过渡周期时长求解得到过渡周期的周期时长的方法是：设定过渡周期数为3，建立二次规划模型，采用标准的求解算法对过渡周期的相对相位差和过渡周期时长求解，找到最优解，若无可行解，则增大过渡周期数，再次优化求解，直至过渡周期的相对相位差和过渡周期时长有解。
[0022]方案二：一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.交通子区协调控制方案过渡方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取信号配时方案；S2.确定信号配时方案过渡周期的变化范围；S3.设定二次规划模型目标函数，以过渡周期的相对相位差偏离最小或过渡周期时长偏离最小为优化目标；S4.设定当前方案、过渡周期方案以及过渡后方案的时间关系之间的相互约束；S5.设定过渡信号方案周期约束；S6.设定过渡周期数，对过渡周期的相对相位差和过渡周期时长求解得到过渡周期的相对相位差和过渡周期时长的最优解；S7.按照原信号方案中各阶段比例分配各阶段在各过渡周期的阶段时长；S8.将过渡方法应用在信号机切换信号配时方案中。2.根据权利要求1所述的交通子区协调控制方案过渡方法，其特征在于，S1所述获取信号配时方案的方法是：通过接口协议获取信号配时方案。3.根据权利要求2所述的交通子区协调控制方案过渡方法，其特征在于，S2所述确定信号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：号配时方案过渡周期的变化范围的方法是：其中，表示路口切换前时段的周期，切换后时段的各路口周期 ，表示切换后方案保持当前绿信比不变、满足最小绿灯时间、满足用户输入的最小周期约束的最小周期，表示切换后时段方案用户输入的最大周期，表示常数，值为0.17，表示路口的最小过渡周期时长，表示路口的最大过渡周期时长。4.根据权利要求3所述的交通子区协调控制方案过渡方法，其特征在于，S3所述设定二次规划模型目标函数，以过渡周期的相对相位差偏离最小或过渡周期时长偏离最小为优化目标的方法是：过渡周期的相对相位差偏离最小：过渡周期的相对相位差偏离最小：其中，表示路口i的第k个过渡周期的相对相位差的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国林，邹莉，许燕青，陈振武，支禹杰，阚倩，
申请(专利权)人：深圳市智能交通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：