一种基于动态O-D矩阵估计的干线协调信号控制方法

摘要

本发明公开了一种基于动态O-D矩阵估计的干线协调信号控制方法，该方法利用干线上各路口进出口道检测的路段流量，采用卡尔曼滤波和反向传播神经网络算法分别估计路口的动态O-D矩阵，并设计贝叶斯组合方法提高估计结果的精度和稳定性，在此基础上建立单路口多目标信号控制模型，并将计算出的各路口信号周期最大值作为干线公共周期。进一步设计以干线车辆不受阻率最大为目标函数的干线协调信号控制方法，求解得到各路口干线方向的绿信比及相邻路口间的相位差，从而形成干线协调信号控制方案。本方法在保证干线车辆优先通行的前提下，兼顾各单路口的通行效率，解决了现有技术无法根据交通量变化实时调整控制方案的问题，具有高精度、在线应用等优点。

主权项

一种基于动态O‑D矩阵估计的干线协调信号控制方法，其特征在于：本控制方法包括基于动态O‑D矩阵估计的干线公共周期计算方法和基于车辆不受阻率最大的干线绿信比和相位差计算方法，根据流量检测器得到的各路口进出口道路段流量，计算出干线各路口的最佳公共周期、绿信比和相邻路口间的相位差，实现干线协调控制，其主要步骤如下：(1)路口进出口道流量检测：在干线上各个路口进出口道运行路段流量检测器，检测得到每个时段路口进出口道的路段交通流量；(2)路口动态O‑D矩阵的估计：将路口的动态转向比例作为自变量，以检测得到的路口进出口道流量为已知量，在远端计算机中运行基于贝叶斯加权的路口动态转向比例估计模型程序，求解各个路口的动态转向比例，进一步得到路口的动态O‑D矩阵；(3)干线公共周期的确定：在远端计算机中运行多目标信号控制模型的算法程序，以路口动态O‑D矩阵为已知量，求解以车辆延误和平均排队长度最小、道路有效通行能力最大为目标的多目标信号控制模型，得到各路口最优的信号配时周期，选择最大的周期值作为干线公共周期；(4)车辆消散时间的计算：通过检测器判断每对邻近路口下一路口车队是否在上一路口车队到达之前已经消散，并分为未消散和已消散两种情形，分别计算每个路口的车辆消散时间；(5)干线协调控制方案的确定：将干线公共周期、各路口车辆消散时间输入到基于车辆不受阻率最大的干线绿信比和相位差计算模型中，以干线的不受阻率最大为目标函数，求解每个路口的绿信比和相位差，公共周期、绿信比和相位差三组参数共同构成干线协调信号控制方案；(6)将得到的控制参数传输到信号机实施，实现干线协调信号控制。