[发明专利]一种基于动态转向比例估计的路口信号控制方法

摘要

本发明公开了一种基于动态转向比例估计的路口信号控制方法，该方法针对四相位控制十字路口，建立了基于卡尔曼滤波的状态空间模型，设计了改进的顺序卡尔曼滤波算法求解路口动态转向比例，在此基础上进一步建立了最小化延误和排队长度、最大化有效通行能力的多目标信号控制模型求解路口实时信号配时参数及评价指标。实例研究表明，本方法具有较高的效率和精度，可以实现路口的实时信号控制。针对动态转向比例估计与信号控制结合的研究基本空白的现状，本发明具有动态实时、高效率、高精度、多目标最优、在线应用等优点。

主权项

一种基于动态转向比例估计的路口信号控制方法，其特征在于，基于动态转向比例估计的路口信号控制方法包括基于卡尔曼滤波的路口动态转向比例估计模型和多目标优化的路口信号控制模型，通过路段流量检测器得到路口进出口流量，输入卡尔曼滤波动态转向比例估计模型，得到路口动态转向比例，将其作为多目标信号控制模型的输入数据，从而得到路口的实时信号配时方案，最终实现路口在延误、排队长度、有效通行能力三个评价指标的综合最优化，其主要步骤如下：步骤1：在路口进出口引道运行路段流量检测器，检测得到时间间隔k内的路段进出口流量，即Q_i(k)，i=1，2，3，4表示时段k自进口道i流入路口的流量，Y_j(k)，j=1，2，3，4表示时段k自出口道j流出路口的流量；步骤2：定义路口的动态转向比例B_ij(k)为状态变量，以检测得到的路口进出口流量为已知量，在远端计算机中运行改进的顺序卡尔曼滤波算法程序，求解基于卡尔曼滤波的动态转向比例估计模型，得到优化的路口动态转向比例；步骤3：在远端计算机中运行多目标信号控制模型的算法程序，以优化的路口动态转向比例为已知量，求解以车辆延误、平均排队长度、道路有效通行能力为评价指标的多目标信号控制模型，得到最优的信号配时方案，达到延误和排队长度小、有效通行能力大的综合最优化目标；步骤4：将所得最优的信号配时方案传输到路口信号机，用来实施交通信号控制。