新型的单路口交通信号灯控制方法

摘要

一种新型的单路口交通信号灯控制方法，包括：(1)、将信号灯的决策模型和控制算法分离：将决策的数学模型封装成一个函数；(2)、交通不出现拥堵或拥堵不会恶化为前提让所有车辆的红灯等待时间最短为目的提出了控制模型，该控制模型特点表征为：(2.1)、采用最短车辆长度模型；(2.2)、采用了最优车辆等待时间模型；(2.3)、提出两阈值，为相位车辆长度阈值和总车辆长度阈值；(2.4)、将上述三要素融合提出了混合控制模型；(3)、对于已经建立的模型，将设计出一种决策算法，实现对未来几个红绿灯周期的红绿灯规划，得到一种可行的规划对上述模型求得的值最小，且实时性。本发明能很好调度常见的突发状况，实时控制，控制效果佳。

主权项

一种新型的单路口交通信号灯控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)、将信号灯的决策模型和控制算法分离：将决策的数学模型封装成一个函数，将每一时刻的路口信息提交给该数学模型函数，则得到一个函数值表示该路口的交通指数，数值越低则交通越好，反之越差；(2)、交通不出现拥堵或拥堵不会恶化为前提让所有车辆的红灯等待时间最短为目的提出了控制模型，该控制模型特点表征为：(2.1)、采用最短车辆长度模型:对某一时刻计算出各个路口的排队车辆长度，对它们的长度求和就是该模型函数的函数值；(2.2)、采用了最优车辆等待时间模型:对每一辆车当它进入了车辆等待队列就对它进行计时，计时时间为该车辆的等待时间，对应某一时刻，对所有的车辆的等待时间求和就是该模型函数的函数值；(2.3)、提出两阈值，为相位车辆长度阈值和总车辆长度阈值：相位车辆长度阈值为，对一个路口的某一个相位的车辆长度提出阈值，阈值一般为该相位的车辆长度在其最长绿灯时间的2到5倍时长内刚够将所有车驶出；总车辆长度阈值为，对各个相位车辆长度总和提出阈值，阈值为对该路口所有车辆长度在标准红绿灯周期的2到5倍时间内刚够将所有车驶出；(2.4)、将上述三要素融合提出了混合控制模型:当前路口各个相位的车辆长度小于相位车辆长度阈值并且总车辆长度小于总车辆长度阈值时采用最优车辆等待时间模型，否则采用最短车辆长度模型；(3)、对于已经建立的模型，将设计出一种决策算法，实现对未来几个红绿灯周期的红绿灯规划，得到一种可行的规划，使上述混合控制模型求得的值最小，且具有实时性，步骤如下：(3.1)、算法的预处理：算法预处理包括对现有得到的路口信息数据进行二次处理，对处理后的数据分析对未来车流量的预测和绿灯期开走车辆的预测；(3.2)、对算法模型设计出一个整数规划模型：根据红绿灯显示时间的最小单位秒作为基本单位，整个模型就可以化简为，第i时刻第j个相位红绿灯情况为P_ij，P_ij为一个0/1变量，0表示红灯，1表示绿灯，整个问题化简成有许许多多个P_ij求一种最优的规划，使得所述整数规划模型的计算结果最小；(3.3)设计出动态规划方法求解整数规划模型。