[发明专利]多智能体交通信号控制系统

说明书

技术领域

本发明属于电子信息系统，特别涉及智能交通管理控制系统，尤其是多智能体交通信号控制系统。 

背景技术

现有技术中，交通信号控制系统的路口控制模式有定时控制模式、模糊控制模式、绿波带模式、夜间模式和急停模式。其中，定时控制模式是按照设定的时间来改变红绿灯变化时间；模糊控制模式是根据随机的车流量智能完成模糊增减交通信号控制时间；绿波带模式是在单向车辆高峰期时，将各路口间红绿灯起亮时间延后一定量（相位差）来保证车辆畅通；夜间模式可在夜晚车流量最为极少的状态使用，仅使用黄灯警示开车司机，以减少电能和时间的消耗；急停模式可为紧急车辆开辟通行空间，在紧急车辆方向开启绿灯，别的方向开启红灯。现有交通信号控制系统存在的技术问题在于：其一，现有交通信号控制系统五种控制模式各自独立，各种交通子系统按自身的优化目标运作，不考虑与其它子系统的集成与协作，在五种控制模式中，除了定时控制模式外，其它四种模式都需要建立数学模型，应用最优化控制理论求取最优控制变量，以其对交通系统的整体控制来达到最优。但由于城市交通系统是一个典型的非线性、动态时变的和不确定性的复杂大系统，要对它建立精确的数学模型是非常困难的，所采用的最优算法在实际应用中是达不到最优的。另外，出于简化问题和方便处理的目的，在建立交通模型和优化算法时，往往采用一些简单的确定性方式或人为设定一些理想化的假设条件，导致系统本身具有难以克服的内在缺陷，在实际应用中更达不到最优。其二，现有交通信号控制系统的信号配时方案主要是针对平缓交通流状态，且大多数实时自适应控制系统一般仅可对交通流变化较小的情况进行限制性的适应调整，而对由事故、施工等引起的交通流突然的、大幅度变化缺乏良好的应付能力。其三，现有交通信号控制系统中的车辆检测器采用环形线圈，需要切割路面进行铺设，安装不方便，且施工中需要阻断交通流，环形线圈在使用过程中还容易损坏，一旦环形线圈损坏，就会失去实测数据，导致系统降至最低一级的定时控制。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足与缺陷，通过采用多智能体构成的分布式大系统，不需要建立数学模型，来解决对具有典型的非线性、动态时变的和不确定性的复杂城市交通系统建立精确的数学模型是非常困难的问题；将模糊控制模式、绿波带模式、夜间模式和急停模式集成，在不同的时段采用不同的控制模式，以实现交通控制的合理化，从实际上缓解交通路口的压力。 

本发明采用的技术方案含有第一信号灯、第i信号灯和第n信号灯，还含有第一无线车辆传感器、第i无线车辆传感器和第n无线车辆传感器以及第一智能信号机、第i智能信号机和第n智能信号机，还含有GPRS、MAS服务器、智能交通信号控制服务平台和智能交通数据库，其中第一智能信号机分别与第一无线车辆传感器和GPRS无线双向连接，第一智能信号机与第一信号灯单向连接；第i智能信号机分别与第i无线车辆传感器和GPRS无线双向连接，第i智能信号机与第i信号灯单向连接，第n智能信号机分别与第n无线车辆传感器和GPRS无线双向连接，第n智能信号机与第n信号灯单向连接，所述GPRS与MAS服务器无线双向连接，MAS服务器与智能交通信号控制服务平台双向连接，智能交通信号控制服务平台和智能交通数据库双向连接，所述智能交通信号控制服务平台内部设有多智能体交通控制模型。 

所述多智能体交通信号控制模型的结构分为四层，顶层是智能交通管理智能体，第二层是数据管理智能体和智能交通控制智能体，所述智能交通管理智能体分别与数据管理智能体和智能交通控制智能体以及所述智能交通控制数据库双向连接；所述数据管理智能体分别与第三层的数据采集智能体、数据处理智能体、数据传输智能体和数据备份与恢复智能体双向连接；所述交通控制智能体与时刻确定智能体、模式选择智能体、控制方式智能体和控制执行智能体双向连接，所述控制方式智能体还分别与绿信比智能体、相位差智能体、周期智能体和综合控制智能体双向连接。 

所述智能交通信号控制服务平台含有路网子系统、信号控制子系统、视频监控子系统、可变情报板VMS子系统、路况子系统、分析评估子系统和数据采集子系统。 

   与现有技术相比、本发明的有益效果是：