[发明专利]一种基于分级多智能体架构的交通信号控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号的控制系统。

背景技术

交通信号控制系统是现代城市交通指挥和决策系统的重要设备，世界各国均积极致力于交通信号控制系统的研究。传统的定时信号控制方法包括英国TRRL、澳大利亚ARRB法、我国“停车线法”和“冲突点法”等，其基本原理在于通过衡量交叉口的延误完成信号配时，因此不能够有效表达交通流的随机性和实时性。比较典型的脱机定时操作系统，如美国TRANSYT，需要对路网和交通流信息预先采集，且计算量很大，因此很难进行大范围路网的调整，达到全局最优。随着计算机自动控制技术发展应运而生的自适应控制体统，如英国SCOOT、澳大利亚SCATS，美国RHODES、OPAC系统，意大利SPOT/UTOPIA系统，法国PRODYN系统，大多采用数学优化的方法模拟交通流，虽然可以实时调整绿信比、周期和时差等参数，较好表达了交通流的实时性，但是仍主要以行车延误、停车次数和通畅度指数为目标评价配时方案优劣。用于评价的目标比较单一，不能对整体交通情况进行全面的反映，对于如何及时充分准确地掌握交通信息，全面系统评估交通系统的不确定性，进而做到宏观全局优化，经典的控制系统还存在一些局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于分级多智能体架构的交通信号控制系统，以解决现有技术仅以行车延误、停车次数和通畅度指数为目标调控交通通行情况，不能对整体交通情况进行全面反映的问题。它包括多个交通运行状态信息检测装置1、多个道路交叉口信号灯控制器2、多个交叉口级信号控制单元ICA、多个小区级信号控制单元ZCA、区域级信号控制单元RCA、策略方案库3和策略解释器4，每个交通运行状态信息检测装置1与一个道路交叉口信号灯控制器2相邻设置，每个交通运行状态信息检测装置1的数据输出端连接一个交叉口级信号控制单元ICA的数据输入端，所有的交叉口级信号控制单元ICA分成多个组，每组内的交叉口级信号控制单元ICA的一个数据输出端都连接在一个小区级信号控制单元ZCA的数据输入端上，所有的小区级信号控制单元ZCA的一个数据输出端都连接在区域级信号控制单元RCA的数据输入端上，每个交叉口级信号控制单元ICA的另一个数据输出端连接在策略方案库3的一个数据输入端口上，每个小区级信号控制单元ZCA的另一个数据输出端连接在策略方案库3的另一个数据输入端口上，区域级信号控制单元RCA的数据输出端口连接在策略方案库3的又一个数据输入端口上，策略方案库3的数据输出端口连接在策略解释器4的数据输入端上，策略解释器4的数据输出端分别连接在每一个道路交叉口信号灯控制器2的数据输入端。

每个道路交叉口设置一个交通运行状态信息检测装置1和一个道路交叉口信号灯控制器2。道路交叉口信号灯控制器2按照周期执行道路交叉口信号控制任务，每个交叉口级信号控制单元ICA接收来自对应道路交叉口本周期现场交通运行状态的检测信息，根据检测到的道路交叉口现场交通运行状态，进行模糊神经推理，生成下一周期道路交叉口信号控制任务的控制建议方案并将其传送给策略方案库3，同时把交叉口的交通状态和该组内各个交叉口间的协调因子传给与其相连的小区级信号控制单元ZCA；每个小区级信号控制单元ZCA接收与其相连的交叉口级信号控制单元ICA传送来的交通状态和各个交叉口间的协调因子，进行模糊神经推理，对这些交叉口进行仲裁和冲突协商，生成小区级控制建议方案并将其传送给策略方案库3，同时把小区的交通状态和小区间的协调因子传送给区域级信号控制单元RCA；区域级信号控制单元RCA接收与其相连的小区级信号控制单元ZCA传送来的小区的交通状态和小区间的协调因子，进行模糊神经推理，对小区间交通进行仲裁和冲突协商，最终生成区域级的信号控制建议方案，以上三种信号控制建议方案在策略方案库3进行综合处理和协调，最终形成整体的信号控制方案。策略解释器4将该方案分解形成每个道路交叉口信号控制任务，传送到各个路交叉口信号灯控制器，作为下一个周期道路交叉口信号控制任务予以执行。