[发明专利]一种基于迭代优化的区域绿波协调方案求解方法

说明书

本发明公开了一种基于迭代优化的区域绿波协调方案求解方法，包括：选取第一条东西走向协调干道，计算不同公共信号周期C取值下协调干道上所有乙类交叉口不同可选相位相序组合方案对应的甲类交叉口最佳相位相序组合方案；选取第一条南北走向协调干道，计算不同公共信号周期C取值下协调路网中所有乙类交叉口不同可选相位相序组合方案对应的当前协调干道甲类交叉口最佳相位相序组合方案；确定当前协调干道，计算不同公共信号周期C取值下协调路网中所有乙类交叉口不同可选相位相序组合方案对应的当前协调干道甲类交叉口最佳相位相序组合方案，直至均为已标定协调干道；利用记录矩阵依次反推，获得最优区域绿波协调控制方案，获得理想的绿波协调控制效果。

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，更具体的，涉及一种基于迭代优化的区域绿波协调方案求解方法。

背景技术

随着城市路网密度及支路通行能力的不断提升，干道协调控制已然满足不了城市交通的发展需求，故城市区域交通信号优化研究工作逐渐引起了各界的高度关注。现有的区域绿波协调控制设计通常是从模型构建与优化的角度出发，以干道绿波协调控制模型为基础，采用模型法求解最优协调控制方案。然而在模型构建过程中往往由于存在相位差闭环约束，导致区域绿波协调控制模型难以获取可行解或需要牺牲部分路段的绿波带宽，并存在模型复杂度较高、运算效率较低、以及难以确保在有限时间内获得有效设计方案等问题。数解法，如卢凯等在《非对称通行条件下的双向绿波协调控制数解算法.中国公路学报(06)，99-107.》中提出的算法，是通过解析绿波协调控制参数之间的数学关系，利用数值计算实现绿波协调控制方案的快速求解，具备可操作性强、计算量较小的优点，但目前鲜见拓展应用至包含闭环协调干道的复杂路网。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有区域绿波协调方案设计方法求解速度较慢、较难获取可行解或需要牺牲部分路段绿波带宽的缺点与不足，将干道数解法的求解思路拓展应用至包含闭环协调干道的复杂路网，通过提供一种基于迭代优化的区域绿波协调方案求解方法，实现对复杂路网交叉口公共信号周期、信号相位相序以及相位差的快速综合优化，使得协调区域内各协调干道均能获得较为理想的绿波协调控制效果。

为了实现本发明目的，本发明提供的一种基于迭代优化的区域绿波协调方案求解方法，协调区域内存在n条东西走向与m条南北走向构成封闭路网的相交协调干道；依次由北往南将第i条东西走向协调干道命名为A_EWi，定义由西往东为协调正向，由东往西为协调反向；由西往东将第j条南北走向的协调干道命名为A_SNj，定义由北往南为协调正向，由南往北为协调反向；若经过某交叉口的干道中仅存在一条协调干道，则定义该交叉口为非节点交叉口，若经过某交叉口的干道存在两条或两条以上协调干道，则定义该交叉口为节点交叉口；将东西走向协调干道A_EWi与南北走向协调干道A_SNj的节点交叉口记为I_(i，j)，相位相序设置方式记为P_(i，j)；将节点交叉口I_(1，1)西进口直行相位的绿灯起始时刻点作为协调区域的相位差零点，包括以下步骤：

S1、选取第一条东西走向协调干道A_EW1，计算不同公共信号周期C取值下，协调干道上所有乙类交叉口不同可选相位相序组合方案对应的甲类交叉口最佳相位相序组合方案，其中，若经过某交叉口的所有协调干道均为已标定协调干道或当前协调干道，则定义该交叉口为甲类交叉口；若经过某交叉口的所有协调干道中存在但不全为已标定协调干道或当前协调干道，则定义该交叉口为乙类交叉口；若经过某交叉口的所有协调干道中不存在已标定协调干道或当前协调干道，则定义该交叉口为丙类交叉口；

S2、选取第一条南北走向协调干道A_SN1，计算不同公共信号周期C取值下，协调路网中所有乙类交叉口不同可选相位相序组合方案对应的当前协调干道A_SN1甲类交叉口最佳相位相序组合方案，并将所述可选相位相序组合方案及对应的最佳相位相序组合方案计入相应的记录矩阵；