一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交通信號優(yōu)化的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通信號燈監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交 通信號優(yōu)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了更好的適應(yīng)路口時(shí)段內(nèi)戰(zhàn)術(shù)上流量的變化，使路口信號配時(shí)更貼合交通流的 變化，達(dá)到實(shí)際的交通需求，增加了感應(yīng)控制方式，但感應(yīng)僅局限于單個(gè)信號機(jī)，無法考慮 相鄰路口的情況，尤其是相鄰路口流量相差較大時(shí)，感應(yīng)控制一般用于低峰時(shí)段，路口之間 耦合性相對較弱的路口。為了解決T0D時(shí)間表控制和感應(yīng)控制不足，系統(tǒng)提供了中心優(yōu)化的 控制方式，使得路口能更快的適應(yīng)交通流的變化，同時(shí)使整個(gè)區(qū)域內(nèi)路口實(shí)現(xiàn)周期的自適 應(yīng)變化，綠信比根據(jù)各個(gè)方向的交通狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)整，從而減少路口空放，排隊(duì)，實(shí)現(xiàn)路口 車流的有序放彳丁，大大提尚了路口通彳丁效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的問題是提供一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交通信號優(yōu)化的系統(tǒng)及 方法，按照路口交通流的變化規(guī)律，將一天劃分成若干個(gè)時(shí)段。在高峰時(shí)段執(zhí)行高峰配時(shí)方 案;低、平峰時(shí)，分別執(zhí)行低峰、平峰信號配時(shí)方案。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交 通信號優(yōu)化的方法，包括：
[0005] 采集海量數(shù)據(jù)信息；
[0006] 利用歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，過濾掉數(shù)據(jù)跳變特性，平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨 勢周期計(jì)算。當(dāng)連續(xù)一段時(shí)間內(nèi)趨勢周期都有相同的趨勢需要，才會調(diào)整路口的周期生成 優(yōu)化方案；
[0007] 調(diào)整信號機(jī)周期、相位差，微調(diào)綠信比；各相位之間的交通需求在短時(shí)間內(nèi)不會產(chǎn) 生突變，根據(jù)優(yōu)化方案，進(jìn)行微調(diào)。
[0008] 利用子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)感應(yīng)，信號機(jī)根據(jù)檢測的交通流數(shù)據(jù)，采用感應(yīng)控制的方式， 實(shí)時(shí)調(diào)整各相位的綠燈時(shí)間使綠信比分配趨于合理，減少空放現(xiàn)象。
[0009] 進(jìn)一步，所述優(yōu)化方案，利用初始設(shè)置的優(yōu)化方案作為第一套所述優(yōu)化方案，下發(fā) 到信號機(jī)，同時(shí)對收集到的流量數(shù)據(jù)作為計(jì)算優(yōu)化周期的基礎(chǔ)參數(shù)，通過韋氏方程計(jì)算優(yōu) 化周期，計(jì)算出三個(gè)趨勢周期，通過投票確定優(yōu)化周期數(shù)據(jù)。
[0010]進(jìn)一步，所述信號周期計(jì)算時(shí)，會采集子區(qū)內(nèi)每個(gè)路口的下的各個(gè)車道的交通數(shù) 據(jù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)選出各個(gè)相位的關(guān)鍵車道數(shù)據(jù)，作為計(jì)算韋氏方程周期的基礎(chǔ)參數(shù)。子區(qū) 當(dāng)中的每個(gè)路口都會計(jì)算韋氏周期，計(jì)算出子區(qū)的優(yōu)化周期后，系統(tǒng)會利用各個(gè)相位關(guān)鍵 車道的效用參數(shù)，進(jìn)行綠信比方案計(jì)算。初始是從優(yōu)化方案庫選取合適的優(yōu)化綠信比專家 方案;后續(xù)過程，將上一個(gè)周期的計(jì)算綠信比，以及當(dāng)前運(yùn)行方案的綠燈時(shí)間、相位流量、相 位占有率，參與到綠信比模型，得到當(dāng)前的計(jì)算綠信比，從而得到計(jì)算配時(shí)方案;通過計(jì)算 各個(gè)相位的綠信比方差和期望值，綠信比的微調(diào)。
[0011]進(jìn)一步，所述子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)時(shí)，依據(jù)一定的綠信比補(bǔ)充原則，進(jìn)行修正。修正方 式選定兩種:其一，是將不合適的車道流量進(jìn)行虛擬處理，重新計(jì)算周期、綠信比，直到得到 一個(gè)合理的方案數(shù)據(jù);其二，是對不滿足的相位，直接增加到最短綠。
[0012] 進(jìn)一步，子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)感應(yīng)時(shí)，相位差調(diào)整方案目前設(shè)定兩種:①可以采用查表 選擇:利用周期查找對應(yīng)的相位差方案。②利用排隊(duì)數(shù)據(jù)以及消散參數(shù)數(shù)據(jù)，自動計(jì)算子區(qū) 內(nèi)各個(gè)路口的相位差。
[0013] 進(jìn)一步，優(yōu)化結(jié)果通過管理模塊以及通訊模塊下發(fā)給路口機(jī)。
[0014] -種多層次自適應(yīng)擾動抑制交通信號優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于:包括：
[0015]數(shù)據(jù)收集模塊:用于采集海量數(shù)據(jù)信息；
[0016] 數(shù)據(jù)處理模塊:利用歷史數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，過濾掉數(shù)據(jù)跳變特性，平滑 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢周期計(jì)算。當(dāng)連續(xù)一段時(shí)間內(nèi)趨勢周期都有相同的趨勢需要，才會調(diào)整 路口的周期生成優(yōu)化方案；
[0017]控制中心：調(diào)整信號機(jī)周期、相位差，微調(diào)綠信比；各相位之間的交通需求在短時(shí) 間內(nèi)不會產(chǎn)生突變，根據(jù)優(yōu)化方案，進(jìn)行微調(diào)。
[0018]子區(qū)信號機(jī):利用子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)感應(yīng)，信號機(jī)根據(jù)檢測的交通流數(shù)據(jù)，采用感應(yīng) 控制的方式，實(shí)時(shí)調(diào)整各相位的綠燈時(shí)間使綠信比分配趨于合理，減少空放現(xiàn)象。
[0019]進(jìn)一步，數(shù)據(jù)處理模塊中，所述優(yōu)化方案，利用初始設(shè)置的優(yōu)化方案作為第一套優(yōu) 化方案，下發(fā)到信號機(jī)，同時(shí)對收集到的流量數(shù)據(jù)作為計(jì)算優(yōu)化周期的基礎(chǔ)參數(shù)，通過韋氏 方程計(jì)算優(yōu)化周期，計(jì)算出三個(gè)趨勢周期，通過投票確定優(yōu)化周期數(shù)據(jù)。
[0020] 進(jìn)一步，所述信號周期計(jì)算時(shí)，會采集子區(qū)內(nèi)每個(gè)路口的下的各個(gè)車道的交通數(shù) 據(jù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)選出各個(gè)相位的關(guān)鍵車道數(shù)據(jù)，作為計(jì)算韋氏方程周期的基礎(chǔ)參數(shù)。子區(qū) 當(dāng)中的每個(gè)路口都會計(jì)算韋氏周期，計(jì)算出子區(qū)的優(yōu)化周期后，系統(tǒng)會利用各個(gè)相位關(guān)鍵 車道的效用參數(shù)，進(jìn)行綠信比方案計(jì)算。初始是從優(yōu)化方案庫選取合適的優(yōu)化綠信比專家 方案;后續(xù)過程，將上一個(gè)周期的計(jì)算綠信比，以及當(dāng)前運(yùn)行方案的綠燈時(shí)間、相位流量、相 位占有率，參與到綠信比模型，得到當(dāng)前的計(jì)算綠信比，從而得到計(jì)算配時(shí)方案;通過計(jì)算 各個(gè)相位的綠信比方差和期望值，綠信比的微調(diào)。
[0021] 進(jìn)一步，所述子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)時(shí)，依據(jù)一定的綠信比補(bǔ)充原則，進(jìn)行修正。修正方 式選定兩種:其一，是將不合適的車道流量進(jìn)行虛擬處理，重新計(jì)算周期、綠信比，直到得到 一個(gè)合理的方案數(shù)據(jù);其二，是對不滿足的相位，直接增加到最短綠;子區(qū)信號機(jī)協(xié)調(diào)感應(yīng) 時(shí)，相位差調(diào)整方案目前設(shè)定兩種：①可以采用查表選擇：利用周期查找對應(yīng)的相位差方 案。②利用排隊(duì)數(shù)據(jù)以及消散參數(shù)數(shù)據(jù)，自動計(jì)算子區(qū)內(nèi)各個(gè)路口的相位差;優(yōu)化結(jié)果通過 管理模塊以及通訊模塊下發(fā)給路口機(jī)。
[0022] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:路口能更快的適應(yīng)交通流的變化，同時(shí)使整個(gè) 區(qū)域內(nèi)路口實(shí)現(xiàn)周期的自適應(yīng)變化，綠信比根據(jù)各個(gè)方向的交通狀態(tài)自適應(yīng)調(diào)整，從而減 少路口空放，排隊(duì)，實(shí)現(xiàn)路口車流的有序放彳丁，大大提尚了路口通彳丁效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交通信號優(yōu)化的方法主流程圖；
[0024]圖2為本發(fā)明一種多層次自適應(yīng)擾動抑制交通信號優(yōu)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的具體流程圖；
[0026]圖中：1、數(shù)據(jù)收集模塊，2、數(shù)據(jù)處理模塊，3、控制中心，4、子區(qū)信號機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語"中心"、"上"、"下"、"左"、"右"、"豎直"、 "水平"、"內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了 便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、 以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語"第一"、"第二"、 "第三"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相 連"、"連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可