[发明专利]一种城市交通宏观区域边界控制方法

权利要求书

1.一种城市交通宏观区域边界控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将城市交通路网划分为若干个同质区域；

S2、根据所述若干个同质区域对城市交通路网进行子系统分解，得到若干个子系统；

所述S2进一步包括：

根据所述S1划分的同质区域，将相邻的两个同质区域划分为一个子系统，用Sys(i,j)表示，其中i，j代表区域编号；

所述子系统的控制输入数据为区域i到区域j的边界控制比例u_ij，所述子系统的控制输出数据为区域j内的行驶车辆数n_j，区域j定义为该子系统的被控区域，区域i定义为该子系统的上游区域；

S3、在每个采样周期内，根据采集的总车辆数信息，同投影算法估计各个相应子系统的伪梯度向量；

所述S3进一步包括：

通过交通检测器检测各个区域内行驶的车辆数信息，以及信号机内上一时刻的边界控制放行比例的信息，将采样周期和控制周期均取为路网内各个交叉口信号周期的公倍数，获得各个区域内平均流量最大的行驶车辆数，并将其设定为期望值；

所述S3进一步包括：

在每个采样周期内，根据所述检测器采集的总车辆数信息，估计各个相应子系统的伪梯度向量，用投影算法来估计伪梯度向量：

Δu_m(k)＝u_m(k)-u_m(k-1)；

其中，φ_m(k)是第m个子系统的伪梯度向量，是φ_m(k)的估计值，η∈(0,2]是步长因子，k为时刻，y_m(k)为第m个子系统在第k个采样周期的输出数据，u_m(k)为第m个子系统在第k个控制周期的控制输入数据，u_m(k-1)为第m个子系统在第k-1个控制周期的控制输入数据，μ是伪梯度向量估计值相关惩罚因子；

S4、采集各子系统的输入/输出数据之间的关系；

S5、计算各子系统之间的边界控制比例；

所述S5进一步包括：

通过下述目标函数计算各子系统之间的边界控制比例：

其中，ρ∈(0,1]是步长因子；y_m^*代表第m个子系统的被控区域内期望的行驶车辆数；λ_m是边界控制信号相关惩罚因子；P是所分解的子系统的个数；z_nm(k)是子系统n对子系统m的互联影响项，Δz_nm(k)＝z_nm(k)-z_nm(k-1)；是求得子系统m的伪梯度向量(PG)φ_m(k)的参数，是的估计值；

S6、将边界控制比例转化为边界交叉口的绿信比；

S7、将所述边界交叉口的绿信比输出到各个边界交叉口的信号机，并在当前控制周期内保持每个信号周期的相位绿信比不变。

2.如权利要求1所述的城市交通宏观区域边界控制方法，其特征在于，所述S4进一步包括：

通过下述动态线性化数据模型采集各子系统的输入/输出数据：

其中，为第m个子系统的伪梯度向量的转置。

3.如权利要求1所述的城市交通宏观区域边界控制方法，其特征在于，所述S6进一步包括：

原有定时控制方案下的边界控制比例为1，每一控制周期通过边界控制放行比例，成比例地放缩原有信号配时方案中相应相位的绿信比，进而得到每一周期的边界交叉口各相位的绿灯时间。

4.如权利要求1所述的城市交通宏观区域边界控制方法，其特征在于，所述S7进一步包括：

在当前控制周期内，每个信号周期的相位绿信比保持不变，到下一控制周期时，根据下一控制周期计算得到的绿信比进行调整。