本发明专利技术公开了一种基于车联网的交叉口信号灯绿信比调节方法，该方法的步骤是：车辆GPS道路修正及道路平均速度及道路平均速度计算，建立平均车速估计模型，建立单交叉路口信号灯六相位控制系统模型，并采用粒子群算法求解得到各相位的持续时间，进行交叉路口各相位时间的动态更新。经现场实验应用表明，本发明专利技术的一种基于车联网的交叉口信号灯绿信比调节方法效果良好，能有效提高交叉口车辆通行效率，适用于交叉口信号灯绿信比调节等场合。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法的步骤是：车辆GPS道路修正及道路平均速度及道路平均速度计算，建立平均车速估计模型，建立单交叉路口信号灯六相位控制系统模型，并采用粒子群算法求解得到各相位的持续时间，进行交叉路口各相位时间的动态更新。经现场实验应用表明，本专利技术的效果良好，能有效提高交叉口车辆通行效率，适用于交叉口信号灯绿信比调节等场合。【专利说明】 —种基于车联网的交叉口信号灯绿信比调节方法
本专利技术属于交通流参数检测及控制领域，涉及交通控制中的交叉路口信号灯绿信比调节方法，特别设计一种基于车联网的交叉路口信号灯绿信比调节方法。
技术介绍
对于交叉路口信号灯的有效控制，是交通控制领域中的一个重要方向，特别是在车流量较大、交通情况复杂等交叉路口，信号灯的有效控制变得尤为重要。所以，提高交叉路口交通灯的控制有效性意义重大。在城市道路交通系统中，交叉口是两条道路相互交叉而产生的作为方向转换的枢纽，是道路网中道路通行能力的“咽喉”，也是交通阻塞和事故的多发地。世界上一些大城市如纽约、巴黎的市中心高峰时车速在16公里/小时左右，公共汽车速度则更低。在日本东京市内，早晚高峰时车速仅为9公里/小时，最低时只有4公里/小时，出现了乘车比步行还慢的情况，而机动车在市中心的旅行时间约1/3花在交叉口上。日本全国每年由于交通拥挤所造成的经济损失高达12兆3千亿日元(合人民币9000多亿元)。作为经济和科技都很发达的美国，每年因为交通问题导致的经济损失也高达2370亿美元，而美国交通事故约有一半以上发生在交叉口。我国国内百万人口以上的大城市，每年由于交通拥挤带来的直接和间接经济损失达1600亿元，相当于国内生产总值的3.2%。因此，解决好交叉口上的交通控制问题能够极大地缓解目前城市道路交通所面临的各种交通问题。一种有效的绿信比调节方法将对各个车道的车流产生很大影响。目前，国内外已经有相关学者对城市交通网络的优化控制进行研究，但大多是针对城市交通网路的交通流分配进行优化，或依据出行者的起讫点之间路径按时间最短优化控制等。少数文献中提及针对信号周期或信号时间区间进行优化，其中大多数决策数据均来源于在交叉口设置地感线圈等感应设备，但通过这些方法获取的数据具有局部性、滞后性，难以提供有效的交通控制决策。随着无线通信技术的成熟发展，通过车联网机制可以收集到更多与行车有关的信息，如车辆状态、交通环境信息等。基于车联网的交通数据采集方式有利于交通状态的全面感知，有利于交通信息的整体规划，有利于提高交通设备的高效利用，最终建立行人、车辆、道路一体的交通运输系统。因此，针对交叉路口交通信号灯控制系统有效性不高，交叉路口通行不畅等问题，提出是本领域技术人员所关注的热点。
技术实现思路
针对交叉路口交通信号灯控制系统有效性不高，交叉路口通行不畅等问题，本专利技术的目的在于提出一种针对于双向六车道交叉路口的基于车联网的交叉口信号灯绿信比调节方法，提高交叉路口的通行效率。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案:，该方法包括以下步骤:步骤一，车辆GPS道路修正及道路平均速度计算步骤S10，监控中心在GIS地图中获取车辆在t时刻GPS点的经纬度坐标；步骤S11，预设查找范围为以GPS点为圆心，半径r为18m的道路区域；步骤S12，在步骤SlO设置的查找范围内查找道路:若道路条数大于1，则执行步骤S13 ;若道路条数为0，则执行步骤S14 ;若道路条数为1，则执行步骤S15 ；步骤S13，将查找半径r缩小lm，若半径r小于O则获取车辆t+Ι时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤Sll，否则返回步骤S12 ；步骤S14，将查找半径r扩大lm，若半径r大于40m则获取车辆t+Ι时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤S11，否则返回步骤S12 ；步骤S15，得到唯一道路对象，即为该车辆当前的所在的道路；步骤S16，对所有车辆执行步骤SlO至S15，得到每个车辆当前所在道路；步骤S17，根据下式计算道路上同一方向的车辆平均行车速度v(t):【权利要求】1.，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤一，车辆GPS道路修正及道路平均速度计算 步骤S10，监控中心在GIS地图中获取车辆在t时刻GPS点的经纬度坐标； 步骤S11，预设查找范围为以GPS点为圆心，半径r为18m的道路区域； 步骤S12，在步骤SlO设置的查找范围内查找道路:若道路条数大于1，则执行步骤S13 ;若道路条数为0，则执行步骤S14 ;若道路条数为1，则执行步骤S15 ； 步骤S13，将查找半径r缩小lm，若半径r小于O则获取车辆t+Ι时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤S11，否则返回步骤S12 ； 步骤S14，将查找半径r扩大lm，若半径r大于40m则获取车辆t+Ι时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤Sll，否则返回步骤S12 ； 步骤S15，得到唯一道路对象，即为该车辆当前的所在的道路； 步骤S16，对所有车辆执行步骤SlO至S15，得到每个车辆当前所在道路； 步骤S17，根据下式计算道路上同一方向的车辆平均行车速度v(t): 【文档编号】G08G1/08GK103500511SQ201310455811【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月28日 优先权日:2013年9月28日 【专利技术者】赵祥模, 徐志刚, 张立成, 程鑫, 梁超, 任亮, 白国柱, 周经美, 杨锋 申请人:长安大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于车联网的交叉口信号灯绿信比调节方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，车辆GPS道路修正及道路平均速度计算步骤S10，监控中心在GIS地图中获取车辆在t时刻GPS点的经纬度坐标；步骤S11，预设查找范围为以GPS点为圆心，半径r为18m的道路区域；步骤S12，在步骤S10设置的查找范围内查找道路：若道路条数大于1，则执行步骤S13；若道路条数为0，则执行步骤S14；若道路条数为1，则执行步骤S15；步骤S13，将查找半径r缩小1m，若半径r小于0则获取车辆t+1时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤S11，否则返回步骤S12；步骤S14，将查找半径r扩大1m，若半径r大于40m则获取车辆t+1时刻的GPS点的经纬度坐标，返回步骤S11，否则返回步骤S12；步骤S15，得到唯一道路对象，即为该车辆当前的所在的道路；步骤S16，对所有车辆执行步骤S10至S15，得到每个车辆当前所在道路；步骤S17，根据下式计算道路上同一方向的车辆平均行车速度v(t)：v(t)=1cnumΣcid=1cnumvcid(t)???????（式1）在式2中，vcid(t)是车辆当前道路t时刻第cid辆车的速度；cnum为该条道路上同一方向t时刻时车辆总数；v(t)是当前道路t时刻的平均速度；步骤二，建立平均车速估计模型：步骤S20，记一个道路Y在t时刻驶向道路交叉口方向的平均速度为vym，有n条旁道与道路Y相连接，这些旁道分别为：X1,X2...Xn，根据步骤一可得到在t时刻这些旁道的平均速度分别为vx1m,vx2m...vxnm，这些平均速度的方向为旁道驶向道路Y的方向，或由道路Y驶向旁道的方向；则有如下线性关系：vym＝β0+β1vx1m+β2vx2m+...+βkvxkm+εm????（式2）式中，β0、β1、...βk为常数，εm为随机误差；步骤S21，将b0、b1、...bk分别作为β0、β1、...βk的拟合值，可得到式3的回归方程：vym^=b0+b1vx1m+b2vx2m+...bkvxkm+ϵm???????（式3）式中，b0为常数，b0、b1、...bk为偏回归系数；步骤S22，根据最小二乘法可得：Q=Σm=1n(vym-vym^)2??????（式4）式中，Q为离差平方和，代表了和vym两组数据的逼近程度；步骤S23，将式3代入式4中并根据求解极值的条件进行展开可得式5：nb0+(Σi=1nvx1m)b1+(Σi=1nvx2m)b2+...+(Σi=1nvxkm)bk=Σi=1nvym(Σi=1nvx1m)b0+(Σi=1n(vx1m)2)b1+(Σi=1nvx1mvx2m)b2+...+(Σi=1nvx1mvxkm)bk=Σi=1nvx1mvym(Σi=1nvxkm)b0+(Σi=1nvx1mvxkm)b1+(Σi=1nvx2mvxkm)b2+...+(Σi=1n(vxkm)2)bk=Σi=1nvxkmvym????（式5）对式5进一步整理可得：Ab＝Y；令VX=1vx11vx21..vxk11vx12vx22...vxk2...............1vxlnvx2n...vxkn,VY=vy1vy2...vynA＝VXTVX,B＝VXTVY；对上述方程求解，可得到：b＝A?1B＝(VXTVX)VXTVY?????（式6）求解式6，可得到b0、b1、...bk的值；将b0、b1、...bk代入式3，可求得道路Y的平均速度进而计算出道路Y的车辆到达率此处L的取值为道路Y距离道路交叉口100～150m的距离；步骤S24，在道路同一方向距离交叉路口50m的每个车道上均设置地感线圈，获取一段时间Tk内各个车道经过地感线圈的车辆个数Ck，k代表车道，取值为1，2，3；则道路Y的单个车道在一段时间内的车辆到达率可表示为步骤三，建立单交叉路口信号灯六相位控制系统模型步骤S30，建立单交叉路口六相位信号灯控制模型，其中第一相位表示东西方向直行车道车辆通行，第二相位表示东西方向左转车道 车辆通行，第三相位表示东西方向右转车道车辆通行，第四相位表示南北方向直行车道车辆通行，第五相位表示南北方向左转车道车辆通行，第六相位表示南北方向右转车道车辆通行；步骤S31，记一个周期T为六个相位持续的总时间，分别按照步骤二的方法计算交叉路口在一...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥模，徐志刚，张立成，程鑫，梁超，任亮，白国柱，周经美，杨锋，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：
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