[发明专利]一种基于消息矩阵网格化的交通信号优化迭代方法

摘要

本发明涉及一种基于消息矩阵网格化的交通信号优化迭代方法，包括以下步骤：初始化交通网络模型相关参数矩阵；根据微波车辆检测器获取到的道路车流信息初始化车流状态矩阵，建立网络节点消息函数基础矩阵；计算每个节点本次迭代的消息函数矩阵；获取下游节点的消息函数矩阵，计算此次迭代中的最优信号控制量；计算本次全局优化结果；判断系统是否稳定，若系统稳定则停止循环迭代，否则继续进行下一循环迭代。本发明提供一种在交通网络中实时获取车流信息，应用消息函数矩阵在信号优化迭代算法中实现稳定优化、快速收敛、高度实时的信号优化控制方法。

主权项

1.一种基于消息矩阵网格化的交通信号优化迭代方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：初始化交通网络模型相关参数矩阵；所述的交通网络模型相关参数矩阵包括交通网络模型结构及大小参数、网络节点间道路长度分布矩阵；所述网络节点间道路长度分布矩阵为：其中：ΔE为东西方向道路分布；ΔS为南北方向道路分布；步骤2：通过微波车辆检测器获取车流长度、车流到达节点时间信息，初始化车流状态矩阵，建立网络节点消息函数基础矩阵；所述车流状态矩阵包括车流长度状态矩阵和车流到节点时间状态矩阵；所述车流长度状态矩阵为：其中：Ld(i,j)为节点(i,j)在方向d的车流长度；所述车流到节点时间状态矩阵为：其中：ad(i,j)为节点(i,j)在方向d的车流到达时间；所述网络节点消息函数基础矩阵根据网络节点延时函数δ(i,j)建立，是下标为aW、aN和x的三维矩阵，表示出δ(i,j)的所有情况；其中aW、aN和x分别表示节点西侧车辆到达时间、节点东侧车辆到达时间和节点信号控制量，取值范围都为[0,T)；所述网络节点延时函数为：当x‑a∈[0,T‑ρ)时，设r＝x‑a，L＝A1ρ+A2，其中A1为L/ρ的商，A2为余数，有网络节点延时函数为当x‑a∈[T‑ρ,T)时，设r＝x‑a‑(T‑ρ)，L＝r+A1ρ+A2，其中A1为(L‑r)/ρ的商，A2为余数，有网络节点延时函数为其中，T为节点的信号灯周期，ρ为通行信号长度，x为信号灯切换时间，a为车流到达节点时间，L为车流长度，f为车流在此节点的延迟时间，k取值从1到A1的正整数；步骤3：根据网络模型参数及上一次迭代后得到的新车流状态矩阵，由网络节点消息函数基础矩阵得到每个节点本次迭代的消息函数矩阵；步骤4：依据上一步优化结果得到的新的aW和aN数据，在消息函数基础矩阵基础上得到各节点消息函数矩阵；步骤5：本次迭代的网络信号灯切换时间局部最优值x*(i,j)依据aW和aN，在消息函数矩阵中得到：步骤6：判断系统是否稳定，若系统稳定则停止循环迭代，否则返回步骤3进行下一循环迭代；所述系统稳定状态为当前循环的最小网络延迟与上一循环的最小网络延迟的差值不大于规定阈值。