[发明专利]一种自动计算路口合适相位数范围的方法

摘要

本发明公开了一种自动计算路口合适相位数范围的方法，包括以下步骤：(1)建模：建立相位、灯组、车道、人行横道之间的关系模型；(2)将求解合适相位数范围的问题转化为图论中的色数问题；(3)对图论中的色数问题进行求解，最终得到合适的相位数范围。本发明提供一种自动计算路口合适相位数范围的方法，利用建立相位、灯组、车道、人行横道之间的关系模型的方式，将合适相位数范围问题转化成数学图论中的色数问题，并对色数问题进行特定方法的求解，自动计算出路口的合适相位数的范围，很好的解决了人为判断效率低下的问题。

主权项

1.一种自动计算路口合适相位数范围的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建模：建立相位、灯组、车道、人行横道之间的关系模型；具体的建模又包括以下步骤：(1.1)对车道和人行横道进行定义并建模；需要根据车道和人行横道的方向和类型两个属性，将其统一定义为车道人行种类；并将车道人行种类记为μ，将车道人行种类中的车道人行类型记为κ，并将车道人行所属进口道方向记为α，即最终将车道人行种类记为一个灯组将会控制若干个车道和人行横道，即一个灯组对应一个的集合，则灯组i对应的车道人行种类集合为记μ＜i，j＞为灯组i和灯组j的车道人行种类集合的笛卡尔乘积：μ＜i，j＞为一个元素个数为n_i×n_j的有序二元对集合；(1.2)对相位进行定义并建模；所述的相位是由若干个相同行为的灯组组合而成，而若干个相位又共同组成一个完整的信号周期；若对灯组按1～N进行编号，则一个相位P_j可以表达成一个0‑1向量：P_j＝(x₁，x₂，……，x_N)^T，其中一个相位P_j对应的灯组集合U_j为：相位的灯组集合的笛卡尔乘积，记为U＜j₁，j₂＞：U＜j₁，j₂＞为一个的有序二元对集合；一个含有m个相位，N个灯组的周期则可以表示为矩阵的形式：其中(1.3)对相位模型中的冗余灯组进行定义，并去除相位模型中的冗余灯组；步骤(1.3)是对步骤(1.2)进行进一步的定义：一个相位周期C_P的矩阵中，不存在全0行、全1行以及全0列；(1.4)对建立的模型中的相容关系进行定义；相容关系包括车道人行相容关系和灯组相容关系，车道人行相容关系的定义为：若和允许同时放行，则和是相容的；根据经验建立相容经验表，记录任意一个二元对对应的布尔相容值相容时取0，不相容时取1；灯组相容关系的定义为：若μ＜i，j＞中，所有的二元对都是相容的，则称灯组i，j是相容的；且定义灯组i与自身不相容，即不具有自反性；建立灯组相容矩阵，设灯组的编号为1‑N，定义灯组相容矩阵H∈R^N×N为N×N的0‑1矩阵：其中，最终可得且由相容关系的对称性可知，灯组相容矩阵H为对称阵；(1.5)建立灯组相容关系图；需要先定义灯组相容关系图，其具体的定义为：以每个灯组为结点，若灯组i，j是相容的，则存在一条从结点i到结点j的无向的边，由这样的结点和边组成的无向图即为灯组相容关系图，并记为G_H；因为相容关系是对称的，所以连接相邻结点的边是无向的边，设为G_H的邻接矩阵，又因为其中是对灯组相容矩阵H的每个元素进行逻辑取反所得的矩阵，故在此称为H的补；为H的补矩阵，为对应的相容关系图，H则为的邻接矩阵；G_H为H对应的相容关系图，为G_H的补图，H则为的邻接矩阵，即一个相位对应G_H的一个完全子图，而一个灯组的集合能组成一个相位的必要条件是集合内所有灯组两两相容，则同一个集合中的灯组i，j必然相容，即灯组i，j允许同时放行；(2)将求解合适相位数范围的问题转化为图论中的色数问题；(3)对图论中的色数问题进行求解，最终得到合适的相位数范围。