[发明专利]一种实时在线验证复杂交通控制算法的方法

摘要

本发明公开一种实时在线验证复杂交通控制算法的方法。该方法包括了交通仿真软件模块、数据库模块、算法实现与测评模块，可以在仿真情况下，实时获取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，进而对复杂交通控制算法进行实时在线验证的方法。与现有技术相比，本发明所述的方法，可以对复杂的交通控制算法进行实时的、在线的仿真验证，这对于复杂交通控制算法安全、有效地应用于实际提供了保障，同时也为算法研究者提供了在线优化算法的方法，为今后的研究工作提供了一种切实有效的途径。

主权项

一种实时在线验证复杂交通控制算法的方法，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；所述的数据库模块包括实时数据模块、预测数据模块；实时数据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；所述的算法实现与测评模块包括实时交通控制方案生成模块、交通流预测算法修正模块；实时交通控制方案生成模块调用被验证的交通控制算法生成交通控制方案；交通流预测算法修正模块包括了对实时数据模块数据的筛选、预处理和预测；其特征在于该方法包括以下步骤：步骤(1)、采集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，对采集到的交通状态信息数据依照各类检测设备的数据格式进行转换，得到仿真数据；然后对仿真数据进行筛选、预处理后储存在数据库模块中；所述的交通状态信息是指被验证控制算法所要应用道路的硬件信息；所述的仿真数据包括车辆流量q、车辆速度v、车辆占有率o，其中车辆流量为仿真直接使用数据，车辆速度与车辆占有率用于对仿真过程进行修正；所述的依照各类检测设备的数据格式进行转换，是将部分非数字式显示的检测数据按照检测设备的数据格式转换为可读的数字，并进行单位的统一化处理，其中车辆流量为veh/h、车辆速度为km/h、车辆占有率为veh/km；所述的筛选、预处理过程包括基本筛选、阈值筛选、数据恢复；所述的基本筛选主要是对仿真数据进行排查，看是否包含负值或者数据缺失，根据仿真数据三个参数车辆流量、车辆速度、车辆占有率之间的关系，如下：v=qcko---(1)]]>其中，v为车辆速度，单位为km/h；q为车辆流量，单位为veh/h；ck为车身长度与检测设备长度之和，单位为km；o为车辆占有率，单位为veh/km；所述的阈值筛选是指对仿真数据三个参数车辆流量、车辆速度、车辆占有率中超过阈值的数据分别进行剔除；所述的数据恢复是通过历史数据中相同时间段的数据对缺失数据进行补充恢复；步骤(2)、根据步骤(1)采集到的交通状态信息数据，在交通仿真软件模块上利用交通仿真软件其路网搭建功能搭建仿真路网；利用交通仿真软件中的道路编辑功能依照步骤(1)中采集得到的实际道路的硬件信息，在仿真路网上布设拟真交通检测设备及拟真交通控制设备，给定交通仿真软件模块初始交通状态信息；步骤(3)、根据步骤(2)中布设的拟真交通检测设备采集得到的实测数据传送至实时数据模块；实时数据模块将数据传送至交通流预测算法修正模块，交通流预测算法修正模块调用交通流短期预测算法得到预测短期交通流数据，交通控制方案生成模块调用需要被验证的交通控制算法根据预测短期交通流数据计算出交通控制方案，将交通控制方案传送到拟真交通控制设备中，实现对仿真平台的交通控制；所述的交通控制方案的生成：交通控制方案生成模块利用交通流短期预测算法得到的下一周期短期交通流数据，调用被验证的交通控制算法，算法根据输入的车辆流量、车辆速度、车辆占有率信息计算出下一周期最优的交通控制方案：信号灯周期与配时；步骤(4)、拟真交通检测设备继续采集实时数据，重复步骤(3)，从而构成的回路，实现对全过程的仿真验证，拟真交通检测设备在线采集交通控制方案实施后的交通状态信息，与步骤(1)中初次采集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进行比较，实现了复杂交通控制算法的实时在线验证。