[发明专利]一种交通控制子区动态划分方法

说明书

本发明公开了一种交通控制子区动态划分方法，包括以下步骤：步骤一、数据采集；步骤二、1)假设道路网络结构中，每个子区含有一个交叉路口；2)确认记录每个交叉路口C_i的新所属子区S_i’；3)将交叉路口C_i的所属子区S_i和相应交叉路口C_i的新所属子区S_i’进行对比；若均一致，则将具有相同子区的交叉路口进行合并，生成新的网络结构；4)将新网络结构的强度评价指标Q₂和合并之前的网络结构的强度评价指标Q₁进行比较；若Q₂≤Q₁，则采用合并之前的网络结构对应的分区输出，作为最终的新分区方案；本发明通过建立科学的模型和算法，减少因交通工程师的经验缺乏或主观操作对交通控制的影响；根据交通流量信息实时计算分区结果，保证结果的时效性。

技术领域

本发明涉及交通控制子区划分领域。更具体地说，本发明涉及一种交通控制子区动态划分方法。

背景技术

城市交通路网是一个具有高度非线性、随机性、时变性和不确定性的复杂网络系统，可以通过合理地调整多个交叉路口信号灯的信号配时方案，使得这些交叉路口的信号灯相互协调，从而达到提高行驶效率的目的。而在进行区域协调控制前，有一个关键的步骤，就是对城市网络进行合理的交通控制子区划分。

所谓路网交通控制子区划分，是将一个复杂且庞大的路网按照一定的原则指标划分成若干个独立的子区，再根据子区的特性分别执行合适的控制优化策略，目的是把路网控制权逐级下放，使整个路网系统变得更加灵活、高效、可靠。

目前，交通路网控制子区的划分方法主要有静态划分和动态划分两类。

静态控制子区划分根据历史交通流数据划分子区，子区方案形成后即固定下来，不再随交通状态的变化而变化。由于静态控制子区划分后，子区个数和各个子区域的范围固定，不会再改变，而交通流具有实时变化的特征，因而静态控制子区划分无法适应实时变化的交通流状况，效率较低。比如：SCOOT系统就是采用这种控制策略。

动态子区划分以路网内实时检测到的交通流数据为基础，根据交通状态的动态变化对子区规模进行调整，以维持最佳的子区划分方案，使联系紧密的交叉路口始终划入同一子区，保证交叉路口执行最佳控制方式。

然而，目前国内使用较多的SCATS交通信号控制系统虽然采用动态子区划分策略，但具有局限性。SCATS交通信号控制系统需要交通工程师根据控制区域的历史流量数据、路网特性、地理位置以及协调控制需求，事先确定最小控制子区单元以作为组成区域协调控制系统的基本单元，并根据控制子区信号周期的差异性大小，利用投票计数法选择合适的方案，实现最小控制子区的动态分离与合并。这种策略的控制效果受限于方案的合理性(比如：依赖历史流量信息、影响因素考虑不全等)，对于实时交通状况可能并不是最好的子区划分结果。

综上所述，目前常用交通控制子区划分方法的不足主要有：1.划分过程过分依赖交通工程师的经验；2.划分结果无法很好的适应交通状况的实时变化。

发明内容

为了实现以上目的，本发明提供一种交通控制子区动态划分方法，包括以下步骤：

步骤一、数据采集

周期性采集场景信息、道路静态/半静态信息以及实时动态交通流信息；

步骤二、划分交通控制子区