[发明专利]基于交通信号控制机动态匹配最优信号配时方案的方法

权利要求书

1.基于交通信号控制机动态匹配最优信号配时方案的方法，其特征在于，该方法是通过交通信号方案专家制定信号灯配时方案，每条信号灯配时方案中设置相应的规则判断值，将制定的信号灯配时方案存到车流量-信号方案数据库中；通过道路摄像头或车载GPS收集各个车道的实时车流量，对车流量数据经过规则分析判断，利用动态规划算法在车流量-信号方案数据库中匹配到最佳信号灯配时方案；具体步骤如下：

S1、规划建设车流量-信号方案数据库；

S2、预测拥堵系数：利用道路摄像头或车载GPS实时采集车流量信息，将车流量信息存入车流量-信号方案数据库中，根据车流量-信号方案数据库中数据分析路口的拥堵状态，预测下一时段路口的拥堵系数；

S3、交通信号方案专家制定信号灯配时方案并存入到车流量-信号方案数据库中；

S4、对任一时间区间内实时车流量进行规则判断，匹配出下一时间区间的最优信号灯配时方案；具体步骤如下：

S401、设定一个时间区间范围，从车流量-信号方案数据库的流量表中按照车道汇总统计当前时间区间的车流量；

S402、计算出当前车道的拥堵系数TPI：按照步骤S2中重定义的车道分类汇总车流量、统计各车道的实时车辆通行数目、车辆的通行方向、车道的红绿灯比例以及车道的限速情况，计算出车道的拥堵系数；具体步骤如下：

S40201、将十字路口制作成四相序列的相位图，分别为序列组①、序列组②、序列组③和序列组④；其中，序列组①包含两个车道，统计的数据命名为RoadName-WTE-01和RoadName-WTE-02；序列组②包含两个车道，统计的数据命名为RoadName-ETW-01和RoadName-ETW-02；序列组③包含两个车道，统计的数据命名为RoadName-STN-01和RoadName-STN-02，序列组④包含两个车道，统计的数据命名为RoadName-NTS-01和RoadName-NTS-02；序列组①和序列组②构成相对序列组1，序列组③和序列组④构成相对序列组2，每个相对序列组在车流量-信号方案数据库的配时方案表中对应一个标准单相最大值；

S40202、对步骤S40201中统计的各车道车流量数据处理，得到各个相对序列组的实际单相最大值；相对序列组1的实际单相最大值的计算公式如下：

其中，TPI-WTE表示西东方向的拥堵系数；TPI-ETW表示东西方向的拥堵系数；

相对序列组2的实际单相最大值的计算公式如下：

其中，TPI-SN表示南北方向的拥堵系数；TPI-NS表示北南方向的拥堵系数；

S403、从车流量-信号方案数据库的配时方案表中匹配出最优配时方案，采用动态规划算法实现匹配最优信号灯配时方案的过程；其中，动态规划算法是将问题分解成若干个相互联系的子问题，通过求解子问题的解得到原问题的解，实质是分治思想和解决冗余；

S5、将获取到的信号灯配时方案包装成信号机平台能够识别的方案并发送至信号机平台，实现对交通路口的交通信号灯实时动态调节。

2.根据权利要求1所述的基于交通信号控制机动态匹配最优信号配时方案的方法，其特征在于，所述车流量-信号方案数据库包括流量表、配时方案表、信号方案下发记录表；

其中，流量表用于记录收集到的各车道的实时车流量；

配时方案表用于存储信号灯配时方案；

信号方案下发记录表用于记录信号方案下发日志。

3.根据权利要求1所述的基于交通信号控制机动态匹配最优信号配时方案的方法，其特征在于，所述步骤S2中的车流量信息存入车流量-信号方案数据库中的流量表中。

4.根据权利要求1或3所述的基于交通信号控制机动态匹配最优信号配时方案的方法，其特征在于，所述步骤S2中预测拥堵系数的具体步骤如下：

S201、对路口上的车道进行重定义：按照路口名-车辆行驶方向-车道数的命名规则对车道进行命名；

S202、利用道路摄像头和车载GPS实时采集各个道路上的车流量、行人流量的信息；使用道路上已有摄像头进行信息采集，整理出车道数量、各个车道的车辆数以及路口等待的行人数。