[发明专利]一种实时在线验证复杂交通控制算法的方法

说明书

技术领域

本发明属于交通控制领域，涉及一种实时在线验证复杂交通控制算法的方法。

背景技术

随着世界城市化进程的加快，城市交通问题是大部分国家面临的难题之一。作为人口最多的发展中国家，中国的城市交通问题也亟待解决。智能交通系统(Intelligent Traffic System,ITS)正是当前解决问题的必要技术手段，智能交通系统中重要组成成分是交通仿真技术，它采用计算机数字模型来反映复杂交通现象，可以直观地反映控制方案的优劣。交通控制问题之所以如此复杂，是因为其控制对象具有不可实验性与不可反复性。现实生活中不可能直接在道路上直接测试新的控制方案，也不可能规划出一个区域进行控制方案的测试。交通控制方案是投入即使用的，具有不可试验性，短期内也无法更改。由于交通与社会运作息息相关，对交通控制方案的选择必须小心谨慎。必须使用仿真技术先对控制方案进行有效的测试。所以，必须建立一套有效的交通控制算法验证的仿真平台，不仅能够实现对控制算法的高拟真实时在线验证，还能帮助研究人员评价控制方案的优劣。

交通仿真技术在国外已经发展70余年，进入了成熟期。而我国研究起步较晚。目前的研究成果尚不能满足实际需求。特别是实现高拟真的实时在线交通仿真技术存在诸多难点：第一，符合实际的交通流模型搭建起来较为复杂；第二，要长时间、大范围地获取仿真模型所需的数据较为困难；第三，复杂的实时在线仿真技术需要多学科技术的融合。

我国目前设计使用的交通仿真平台建立在国外的交通仿真软件上，此类商用软件能够较为真实地还原交通状态，在业界被广泛认可，但由于外国对于知识产权的保护，我们很难直接对外国交通仿真软件底层模型及算法进行修改，这就导致了仿真并不完全符合我国实际情况，并且由于仿真软件功能的限制，目前已经研究得出的一些复杂的、智能的交通控制算法不能在仿真平台上进行应用。这就对复杂交通控制算法在使用前的评估验证提出了难题。并且，目前的交通仿真平台都是离线式分析，缺乏数据采集系统的支持，无法在线实时地对交通控制做出决策。

中国发明专利申请201010537651公开了一种采用分布式体系结构的交互式交通仿真系统。其核心在于将人在回路的车辆驾驶仿真器作为交通参与实体引入交通仿真系统中。

上述发明专利将车辆驾驶仿真器参与到交通仿真计算中，可实现多个车辆驾驶仿真器、多个交通环境仿真服务器在同一虚拟交通环境下的协同仿真。解决了，驾驶模拟装置与交通仿真软件之间的交互，但没有从根本上解决目前交通仿真均为离线且不能验证复杂交通控制算法这一特点。

中国发明专利申请200910067716.2公开了一种面向交通控制与诱导协调系统的仿真软件。

上述发明将交通仿真数据通过信息平台传送至现实的交通控制与诱导、协调系统，解决了对现实交通的控制与诱导、协调系统性能的测试问题，其侧重点在于对系统性能的测试，本质上是一种离线仿真，且发明并未考虑如何将复杂的不能被交通仿真软件直接使用的算法实现仿真，同时也没有提及根据实时拟真交通数据动态修正交通控制方案闭环验证交通控制算法的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在高拟真情况下，实时获取连续的拟真交通状态信息提供给拟真交通控制设备，由拟真交通控制设备根据被验证算法生成交通控制方案，重新应用于仿真环境，不断循环，进而对复杂交通控制算法进行实时在线验证的方法。

本发明方法应用于以下系统，该系统包括交通仿真软件模块、数据库模块、算法实现与测评模块；交通仿真软件模块将拟真交通检测设备检测得到的实测数据传输给数据库模块，实时更新数据库模块信息；数据库模块存储拟真交通检测设备检测到的实测数据信息以及算法实现与测评模块运用交通流预测算法计算得到的交通流预测信息；算法实现与测评模块调用被验证的复杂交通控制算法根据数据库模块中存储的交通流预测信息，生成交通控制方案，将交通控制方案信息传送至交通仿真软件模块，交通仿真软件模块依据交通控制方案实时地对拟真交通控制设备进行调整，保证仿真的持续进行。

所述的交通仿真软件模块包括拟真路网搭建模块、拟真交通检测设备、拟真交通控制设备；拟真交通检测设备可以是检测线圈、视频检测器、微波检测器；拟真交通控制设备可以是交通控制灯、交通控制机、限速标志、诱导屏等；

所述的数据库模块包括实时数据库模块、预测数据模块；实时数据库模块包括采集得到的被验证的交通控制算法所要应用的道路区域的交通状态信息数据、拟真交通检测设备检测到的实测数据；预测数据模块存储了根据交通流预测算法修正模块预测的未来短期交通流数据；