專利名稱：一種交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法
技術領域：
本發(fā)明屬于智能交通系統(tǒng)協(xié)同領域，尤其涉及一種交通誘導系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)的協(xié)同方法。
背景技術：
交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)是城市交通管理的重要手段，其中信號控制系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)管理與控制的核心內(nèi)容，而交通誘導系統(tǒng)則是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。交通誘導系統(tǒng)能夠根據(jù)實時的路網(wǎng)交通狀況信息，為出行者合理設計出行路線，有效利用交通網(wǎng)絡，從空間與時間上保障交通流的優(yōu)化分布。信號控制系統(tǒng)通過檢測路上信息、預測短時交通量，進而對信號配時方法進行優(yōu)化控制，使城市交通路網(wǎng)內(nèi)交叉口的車輛延誤降到最低，有效提高城市交通系統(tǒng)的運行效率。在傳統(tǒng)的交通系統(tǒng)中，交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)是完全獨立的兩個系統(tǒng)，系統(tǒng)之間沒有信息交互與共享。交通誘導系統(tǒng)根據(jù)實時的交通信息，以用戶最優(yōu)的目標，為出行者提供最優(yōu)的路徑選擇。信號控制系統(tǒng)根據(jù)在進口道路網(wǎng)檢測得到的交通流信息，運用其內(nèi)置的信號控制算法，以系統(tǒng)最優(yōu)為目標，實時優(yōu)化信號配時方案。兩個系統(tǒng)的優(yōu)化目標存在著巨大的差異，尤其當路網(wǎng)交通負擔增大時，兩系統(tǒng)間的矛盾會不斷激化，最終不僅無法實現(xiàn)對城市交通擁堵狀態(tài)的改善，反而會加劇交通擁堵。從上個世紀末開始，國內(nèi)外陸續(xù)有多位知名專家學者對交通誘導系統(tǒng)及信號控制系統(tǒng)的協(xié)同最優(yōu)化算法進行相關研究分析，提出的方法主要可以分為兩大類，即迭代優(yōu)化方法與全局優(yōu)化方案，但是迭代優(yōu)化算法往往難以得到全局最優(yōu)解，而全局優(yōu)化算法隨著路網(wǎng)節(jié)點、路段數(shù)增加，計算復雜度呈幾何級數(shù)增長。因而，到目前為止，均難以在實際工程應用中付諸實施。在目前的技術條件下，無法高效快速的實現(xiàn)交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同最優(yōu)化運行。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，可以避免交通誘導系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)由于自身優(yōu)化目標的差異導致對城市交通系統(tǒng)產(chǎn)生負面作用，并且有效的對交通誘導系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)進行協(xié)同，進而提高城市交通系統(tǒng)的運行效率。技術方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，包括靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊、動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊、計算模塊和決策模塊，其中:所述靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊，包括路段數(shù)、各路段車道數(shù)以及各車道通行能力；所述動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊，實時讀取城市道路交通數(shù)據(jù)檢測設施的上傳數(shù)據(jù)，從而得到實時動態(tài)交通流數(shù)據(jù)，包括各路段上各車道的實時流量以及城市道路交通數(shù)據(jù)檢測設施上傳數(shù)據(jù)的時間間隔；所述計算模塊，根據(jù)靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊和動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊中記錄的數(shù)據(jù)，計算實時飽和率Si和交通道路網(wǎng)路平均飽和率s ;所述決策模塊，根據(jù)計算模塊計算得到的實時飽Si和率和交通道路網(wǎng)絡平均飽和率S，對交通誘導系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)在不同情形下的關閉或開啟狀態(tài)，進行決策。進一步的，所述計算模塊中，實時飽和率Si和交通道路網(wǎng)絡平均飽和率S通過公式(1) (4)得到:
權利要求
1.一種交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，其特征在于:包括靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊、動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊、計算模塊和決策模塊，其中: 所述靜態(tài)道 路數(shù)據(jù)存儲模塊，包括路段數(shù)、各路段車道數(shù)以及各車道通行能力； 所述動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊，實時讀取城市道路交通數(shù)據(jù)檢測設施的上傳數(shù)據(jù)，從而得到實時動態(tài)交通流數(shù)據(jù)，包括各路段上各車道的實時流量以及城市道路交通數(shù)據(jù)檢測設施上傳數(shù)據(jù)的時間間隔； 所述計算模塊，根據(jù)靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊和動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊中記錄的數(shù)據(jù)，計算實時飽和率Si和交通道路網(wǎng)路平均飽和率S ； 所述決策模塊，根據(jù)計算模塊計算得到的實時飽Si和率和交通道路網(wǎng)絡平均飽和率S，對交通誘導系統(tǒng)和交通控制系統(tǒng)在不同情形下的關閉或開啟狀態(tài)，進行決策。
2.根據(jù)權利要求1所述交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，其特征在于:所述計算模塊中，實時飽和率Si和交通道路網(wǎng)絡平均飽和率S通過公式(I) (4)得到:
3.根據(jù)權利要求2所述交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，其特征在于:所述決策模塊的決策方法如下: 根據(jù)公式(3)計算為各條道路實時飽和率進行排序，并取中間道路上的實時飽和率記為S5tlth,并根據(jù)S5tlth和交通道路網(wǎng)絡平均飽和率S的數(shù)值從表I中選定調(diào)整方案，然后根據(jù)表2確定選定的調(diào)整方案中交通誘導系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)不同情形下的關閉或開啟狀態(tài)，其中表I和表2如下: 表I
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，主要包括靜態(tài)道路數(shù)據(jù)存儲模塊、動態(tài)交通流數(shù)據(jù)實時存儲模塊、計算模塊以及決策模塊。本發(fā)明通過交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)的協(xié)同方法，緩解了過去一直存在于交通誘導系統(tǒng)與信號控制系統(tǒng)之間由于優(yōu)化目標差異而產(chǎn)生的矛盾，提出在城市交通系統(tǒng)發(fā)生擁堵的時候，交通誘導系統(tǒng)開啟系統(tǒng)最優(yōu)，以緩解交通阻塞，從而改善城市交通運行效率。
文檔編號G08G1/00GK103106789SQ20131000866
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者劉攀, 俞灝, 樊蓉, 羅旭江, 羊釗, 郭延永, 李志斌, 徐鋮鋮 申請人:東南大學