[发明专利]一种基于多智能体的交叉口信号控制方法

权利要求书

1.一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：该方法通过对车辆、路段、交叉口、信号灯等交通实体分别建立智能体模型，利用多智能体间的交互性、协调合作性实现交通信息实时动态共享；具体包括信号周期优化调控、冲突相位绿灯信号控制以及车速引导辅助控制三个环节。

2.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述信号周期优化调控环节，通过引入时间窗预测技术，利用车辆智能体和路段智能体动态交互信息，以整个交叉口延误和停车次数最小为优化目标，对信号灯智能体的绿灯时间进行优化调控。

3.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述冲突相位绿灯信号控制环节，利用交叉口智能体与车辆智能体交互获得的车辆预计到达时间以及车辆转向意图等信息，对车辆转向信号时间进行优化控制，避免发生交通流冲突现象。

4.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：在所述车速引导辅助控制环节中，车辆智能体通过与交叉口智能体交互，获取能够有效通过该交叉口的有效速度区间范围，诱导车辆在不和其他方向的交通流发生冲突碰撞的前提下保持最大行驶速度。

5.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述车辆智能体是交通系统控制策略的基本承担者和执行者，主要包括车辆特性、车辆行为特性、通信接口与方式；车辆特性主要包括车辆行驶方向、车辆加速能力、车辆驾驶员所能接受的速度上限值、车辆在路网中的位置等基本属性参数；车辆智能体的行为特性主要由车辆加速、减速、方向选择、询问当前交通状态的方式、速度调节方式、跟车策略等体现车辆动态行为特点的实现方法所组成；当车辆智能体到达某个交叉口智能体所管理的路段智能体上时，车辆智能体通过通信单元向所在交叉口智能体及路段智能体发送包含当前车辆状态信息的报告并询问当前交叉口区域的交通状态信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述路段智能体是路段和路面情况的抽象，主要包括路段的静态属性、路段交通信息采集、路段交通数据预处理以及路段智能体的通信等功能，与车辆智能体进行信息交互获得当前车流状态信息后将信息提供给交叉口智能体。

7.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述交叉口智能体包含了本交叉口在整个路网中的位置、交叉口的通行能力、交叉口各通行方向、交通信号灯的配置情况等，交叉口智能体信号控制功能主要在于与路段智能体及车辆智能体进行信息交互后，设置交叉口上信号灯智能体的信号周期、红绿灯信号比，即传递相应的控制信息到信号灯智能体。

8.根据权利要求1所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述信号灯智能体用于接收所述交叉口智能体传递的信号灯控制信息，并执行相应的动作，与车辆智能体进行信息的交互，对其行车速度及方向进行诱导控制。

9.根据权利要求4所述的一种基于多智能体的交叉口信号控制方法，其特征在于：所述车速引导过程适用于以下两种情况：(1)车辆进入引导区域时，信号状态为红灯，或者信号状态为绿灯但路口排队尚未消散，通过计算车辆等待时间和车辆与交叉口的距离得出排队行驶时的安全行驶速度区间，给予车辆合适的车速引导；该情形下，车速引导的目的是尽量使车辆的停车等待时间最短；停车等待时间即车辆到达交叉口时刻与路口排队消散时刻的差值，当其不大于0时，车辆不需停车即可通过交叉口；(2)车辆进入引导区域时，信号状态为绿灯，且路口排队已经消散，通过计算剩余绿灯时间与车辆距交叉口的距离得出合适的行驶速度区间；该情形下，车速引导的目的尽量使车辆在绿灯结束前通过交叉口；即针对不同的交通状态对各车辆智能体给出最佳的行驶速度建议，引导其安全高效通过交叉口。