[发明专利]一种网联交通环境下的多交叉口信号配时系统及其方法

说明书

本发明涉及一种网联交通环境下的多交叉口信号配时系统及其方法，该方法包括：车载传感器采集车辆当前状态信息及路径计划信息，并将采集的信息通过路侧单元传输给交通控制中心；交通控制中心根据收集到的各车辆当前状态信息及路径计划信息，建立主动控制多交叉口信号配时的MILP优化模型，并对该优化模型进行求解，得到信号配时方案；交通控制中心将信号配时方案传输给各交叉口信号机，由各交叉口信号机对应执行信号配时方案，即完成多交叉口信号配时过程。与现有技术相比，本发明考虑车辆个体级的当前状态及未来状态的演变，不限制于固定的相位组合与相序，能够实现多交叉口信号配时精准化协同，降低车辆通行延误。

技术领域

本发明涉及智能交通控制技术领域，尤其是涉及一种网联交通环境下的多交叉口信号配时系统及其方法。

背景技术

城市路网承载着时空动态变化的车辆通行需求，交叉口信号作为分配交叉路口处不同方向交通流通行权的关键控制手段，信号配时(交叉路口处红、绿灯的时间配比)直接决定了道路资源的利用效率，直接影响人们出行的安全和效率。信号配时的优化主要体现在两个层面：在单交叉口层面的对动态需求自适应性优化，以及在多个交叉口层面的信号协同优化。

现有的单交叉口配时方法多基于Webster方法，使各相位绿信比与历史流量需求水平成正比，后增加一些可根据实时到达需求微调配时的算法逻辑；而多交叉口协同配时则是基于交叉口间的相位差来最大化交叉口间关键相位的绿波带宽度，如MAXBAND，MULTIBAND等方法。

上述的传统信号配时方法受限于交通感知条件，所依据的数据源仅包括历史流量情况及固定检测器检测的集计交通需求信息(如流量、密度、排队等)，难以对车辆个体级非集计信息进行感知和预测。因此信号配时很大受限于既有的相位组合和相序的框架，优化空间有限，难以完全适应动态变化的交通需求、不能实现多交叉口的精细化交通协同控制，容易增加车辆通行延误、降低路网通行效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种网联交通环境下的多交叉口信号配时系统及方法，能够不限制于固定的相位组合与相序，实现高自由度的多交叉口信号配时精准化协同。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种网联交通环境下的多交叉口信号配时系统，包括交通控制中心，所述交通控制中心的输入端分别与各路侧单元连接，所述交通控制中心的输出端分别与各交叉口信号机连接，所述各路侧单元与路网中车辆上的车载传感器相连接，所述车载传感器用于采集车辆当前状态信息及路径计划信息；

所述路侧单元用于将各车辆当前状态信息及路径计划信息传输给交通控制中心；

所述交通控制中心用于根据各车辆当前状态信息及路径计划信息，计算输出相应的信号配时方案；

所述交叉口信号机用于执行交通控制中心输出的信号配时方案。

进一步地，所述车辆当前状态信息包括车辆位置和车辆速度，所述路径计划信息包括车辆的未来路径。

进一步地，所述车载传感器通过V2X(vehicle to X，车用无线通信技术)方式连接至路侧单元。

一种网联交通环境下的多交叉口信号配时方法，在预设的每个配时更新时刻执行，包括以下步骤：

S1、车载传感器采集车辆当前状态信息及路径计划信息，并将采集的信息通过路侧单元传输给交通控制中心，其中，车辆当前状态信息包括车辆位置及车辆速度，路径计划信息包括车辆的未来路径；

S2、交通控制中心根据收集到的各车辆当前状态信息及路径计划信息，基于MILP(Mixed Integral Linear Programming，混合整数线性规划)模型，建立主动控制多交叉口信号配时的MILP优化模型，并对该优化模型进行求解，得到信号配时方案；