一種優(yōu)化信號交叉口排隊長度的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種優(yōu)化信號交叉口排隊長度的方法，包括以下步驟：1)以各相位關(guān)鍵車流的排隊長度組成的向量作為狀態(tài)，為了提高計算效率，狀態(tài)空間采用離散形式，離散步長根據(jù)排隊長度占上游路段長度的比例進(jìn)行計算；2)以各相位綠燈時間組成的向量作為行為；3)以各相位關(guān)鍵車流的加權(quán)排隊長度差作為獎賞，優(yōu)化目標(biāo)是等排隊長度，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度；4)仿真優(yōu)化平臺的建立。本發(fā)明專利技術(shù)所述方法能夠計算全局最優(yōu)解、且具有記憶性的信號配時優(yōu)化技術(shù)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于交通
，涉及。
技術(shù)介紹
在道路交通信號控制領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)采用的是20世紀(jì)60年代至80年代的科學(xué)技術(shù)，這些技術(shù)在處理龐大的狀態(tài)空間和解空間問題上具有很大的局限性。城市道路交叉口信號配時涉及龐大的狀態(tài)空間和解空間，現(xiàn)有技術(shù)對交叉口信號配時問題作了諸多簡化。城市路網(wǎng)交通擁堵是近些年國內(nèi)外大中城市面臨的一個難題，經(jīng)常出現(xiàn)車輛排隊至上游路口造成路網(wǎng)死鎖的嚴(yán)重?fù)矶虑闆r。以排隊長度為優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)對我國機(jī)動車保有量井噴式增長具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。目前城市交叉口信號配時技術(shù)的智能化程度較低，不能夠從經(jīng)驗中改善系統(tǒng)性能，對系統(tǒng)經(jīng)歷過的狀態(tài)無記憶性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供，該方法能夠計算全局最優(yōu)解、且具有記憶性的信號配時優(yōu)化技術(shù)。解決現(xiàn)有技術(shù)只能在很小的空間中進(jìn)行優(yōu)化，雖然保證了配時方案的連續(xù)性、小波動，但是難以保證解的最優(yōu)化。解決現(xiàn)有技術(shù)不能夠積累經(jīng)驗、形成管理預(yù)案的缺點，其技術(shù)方案為，包括以下步驟I)以各相位關(guān)鍵車流的排隊長度組成的向量作為狀態(tài)，為了提高計算效率，狀態(tài)空間采用離散形式，離散步長根據(jù)排隊長度占上游路段長度的比例進(jìn)行計算；2)以各相位綠燈時間組成的向量作為行為；3)以各相位關(guān)鍵車流的加權(quán)排隊長度差作為獎賞，優(yōu)化目標(biāo)是等排隊長度，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度；4)仿真優(yōu)化平臺的建立以Excel VBA作為主控程序，將微觀交通仿真軟件Vissim和Matlab軟件作為調(diào)用對象，分別采用COM接口和Excel Link接口，利用Vissim軟件建立交通仿真模型，利用Matlab開發(fā)優(yōu)化排隊長度的強化學(xué)習(xí)模型，基于歷史數(shù)據(jù)利用該平臺計算強化學(xué)習(xí)矩陣。進(jìn)一步優(yōu)選，按照步驟I)中所述的離散步長，在實際道路上設(shè)置檢測器，判斷排隊長度所處的區(qū)間，將離線優(yōu)化得到的強化學(xué)習(xí)矩陣作為初始矩陣，在線應(yīng)用Matlab開發(fā)的強化學(xué)習(xí)模型，優(yōu)化信號配時，利用數(shù)據(jù)采集手段對優(yōu)化效果進(jìn)行評估。進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集手段主要包括線圈檢測器、出租車GPS數(shù)據(jù)、人工調(diào)查、視頻錄像。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)的優(yōu)化方法是一種平衡的方法，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度，優(yōu)化效果達(dá)到各流向排隊長度均衡。與已有技術(shù)不同的是，本專利技術(shù)以排隊長度占本流向上游路段長度的比例作為狀態(tài)變量，這個比值可看作排隊長度壓力，是個相對值。這就解決了已有技術(shù)以絕對排隊長度進(jìn)行優(yōu)化容易造成死鎖現(xiàn)象的發(fā)生。進(jìn)一步地，本專利技術(shù)解決了已有技術(shù)在優(yōu)化過程中導(dǎo)致流量小的流向排隊等待時間過長的問題。附圖說明圖1是仿真優(yōu)化平臺結(jié)構(gòu)圖；C0M接口為omponent Object Model的簡稱,微軟定義的標(biāo)準(zhǔn)接口，Vissim為德國PTV公司的交通仿真商業(yè)軟件，Excel VBA為Excel VisualBasic Forapplication,Excel Link接口為一種軟件中間件，Matlab為Matrix Laboratory的簡稱。圖2是本專利技術(shù)離散步長和檢測器位置示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖具體實施例來詳細(xì)描述本專利技術(shù)的技術(shù)方案。，包括以下步驟I)以各相位關(guān)鍵車流的排隊長度組成的向量作為狀態(tài)，為了提高計算效率，狀態(tài)空間采用離散形式，離散步長根據(jù)排隊長度占上游路段長度的比例進(jìn)行計算；例如以20%的比例作為離散步長，則狀態(tài)空間包括5個值，分別是(0,20% L)，(20% 1,40% I), (40%1,60% L)，(60% L,80% L)，(80% L，L)，其中L表示本交叉口停車線至上游交叉口停車線之間的路段長度。2)以各相位綠燈時間組成的向量作為行為；3)以各相位關(guān)鍵車流的加權(quán)排隊長度差作為獎賞，優(yōu)化目標(biāo)是等排隊長度，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度；例如，對于有兩個關(guān)鍵相位的交叉口，獎勵函數(shù)可寫為r = I Y Jq1- Y 2q21 , Y工和Y2表示車流流向的權(quán)重，q:和q2表示紅末排隊長度，根據(jù)相位的重要程度設(shè)置權(quán)重值。4)仿真優(yōu)化平臺的建立仿真優(yōu)化平臺結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，以Excel VBA作為主控程序，將微觀交通仿真軟件Vissim和Matlab軟件作為調(diào)用對象，分別采用COM接口和ExcelLink接口，利用Vissim軟件建立交通仿真模型,利用Matlab開發(fā)優(yōu)化排隊長度的強化學(xué)習(xí)模型，基于歷史數(shù)據(jù)利用該平臺計算強化學(xué)習(xí)矩陣。學(xué)習(xí)矩陣示例以兩相位配時為例說明強化學(xué)習(xí)矩陣的含義，表I中第一列的表頭ql，q2是各相位的排隊長度值，(ql，q2)向量個數(shù)是排隊長度的排列組合值。第一行的表頭gl，g2是指各相位的綠燈時間，(gl，g2)向量個數(shù)是綠燈時間的排列組合值。其他的矩陣元素值是(狀態(tài)-行為對)值。表I本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種優(yōu)化信號交叉口排隊長度的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)以各相位關(guān)鍵車流的排隊長度組成的向量作為狀態(tài)，為了提高計算效率，狀態(tài)空間采用離散形式，離散步長根據(jù)排隊長度占上游路段長度的比例進(jìn)行計算；2)以各相位綠燈時間組成的向量作為行為；3)以各相位關(guān)鍵車流的加權(quán)排隊長度差作為獎賞，優(yōu)化目標(biāo)是等排隊長度，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度；4)仿真優(yōu)化平臺的建立：以Excel?VBA作為主控程序，將微觀交通仿真軟件Vissim和Matlab軟件作為調(diào)用對象，分別采用COM接口和Excel?Link接口，利用Vissim軟件建立交通仿真模型，利用Matlab開發(fā)優(yōu)化排隊長度的強化學(xué)習(xí)模型，基于歷史數(shù)據(jù)利用該平臺計算強化學(xué)習(xí)矩陣。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種優(yōu)化信號交叉口排隊長度的方法，其特征在于，包括以下步驟1)以各相位關(guān)鍵車流的排隊長度組成的向量作為狀態(tài)，為了提高計算效率，狀態(tài)空間采用離散形式，離散步長根據(jù)排隊長度占上游路段長度的比例進(jìn)行計算；2)以各相位綠燈時間組成的向量作為行為；3)以各相位關(guān)鍵車流的加權(quán)排隊長度差作為獎賞，優(yōu)化目標(biāo)是等排隊長度，通過權(quán)重系數(shù)反映交通流向的重要程度；4)仿真優(yōu)化平臺的建立=WExcelVBA作為主控程序，將微觀交通仿真軟件Vissim和Matlab軟件作為調(diào)用對象，分別采用COM接口和Excel Link接口，利用Vissim...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧守峰，劉喜敏，
申請(專利權(quán))人：長沙理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：