專利名稱：基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
車輛的大量普及給我們帶來了方便，也同時導(dǎo)致許多交通問題以及一些附屬危機，整個世界都急待解決這些難題。交通問題在大中型城市中尤為嚴重，而對于它們而言， 整體的建筑規(guī)劃已經(jīng)定型，很難在“硬件”上提高道路的通信效率。信號燈控制是智能交通系統(tǒng)中最重要的功能子模塊之一，也是提高交通系統(tǒng)效率的最重要手段之一，相關(guān)學(xué)者已經(jīng)提出了許多應(yīng)用于信號燈控制系統(tǒng)的算法理論，主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊控制等，但他們普遍存在計算復(fù)雜、容錯性差、擴展難度大、實時性差等缺點。另外，現(xiàn)有系統(tǒng)都是著眼于信號燈的配時優(yōu)化，即，限定在對信號燈的周期長、綠信比、相位差這三個基本控制屬性的計算，無法達到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，相對于其他一些智能算法的應(yīng)用，該方法的結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，具有良好的可修改性和可擴展性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟
(1)基于數(shù)字荷爾蒙原理，進行路段引力信息更新與荷爾蒙濃度的更新；
(2)計算交叉口信號燈分配的時間，并結(jié)合信號燈控制規(guī)則，得出該交叉口的信號燈配時方案；在步驟(1)基礎(chǔ)上，每個車輛根據(jù)路段的引力信息選擇引力最大的路段作為下一條行駛路段；
(3)返回步驟(1)。本發(fā)明設(shè)計一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，將數(shù)字荷爾蒙原理應(yīng)用于交通協(xié)調(diào)控制中，充分考慮了交通分配和信號控制的動態(tài)特性，建立了交通誘導(dǎo)和信號燈協(xié)調(diào)控制模型，應(yīng)用于解決城市交通分配和信號控制的協(xié)調(diào)問題。該方法是一種完全分布式的控制方法，可以很好的解決交通系統(tǒng)的不確定性、隨機性、非線性、局部性等特點，此外，相對于其他一些智能算法的應(yīng)用，該方法的結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，具有良好的可修改性和可擴展性。


圖1是本發(fā)明實施例的交通流分配流程示意圖。圖2是信號燈控制流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，請參考圖1和圖2，該方法包括以下步驟
(1)基于數(shù)字荷爾蒙原理，進行路段引力信息更新與荷爾蒙濃度的更新，路段引力信息更新通過如下方法進行為路段的擁擠度設(shè)置一個抑制域L，路段按一定的衰減規(guī)律向抑制域內(nèi)的其他路段廣播自己的密度K，接受路段在收到該信息后，將其保存為K’，在計算路段I時，將其K與K’按K+α Σ K’為權(quán)值)相加，作為該路段的總負荷度。設(shè)定、為j路段的抑制因子，計算公式為 Ij =OK/(Kmax-K)，
其中C表示暢通情況下的通行代價，K表示車流密度(輛/km)，Kmax表示路段最大車輛密度；
設(shè)定Ai*某路段的吸引因子，用路徑的最小代價表示，吸引因子是由路網(wǎng)本身的特性決定的，在路網(wǎng)內(nèi)的路段物理條件不變的情況下，吸引因子Ai保持不變； 設(shè)定Mi表示第i個路段的吸引力，則路段i引力更新的計算公式如下
Mi=EtAi-Wj ；其中a、b為權(quán)值； 通過如下方法更新路口荷爾蒙濃度以及本地信息重新獲得計算所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括路口荷爾蒙濃度，相鄰路口的信號燈情況，以及相鄰路口和本交叉口的車流量和等待車輛數(shù)。其中路口荷爾蒙濃度用路口的停車量表示，它包括兩個方面一是本車道停車量，本車道的停車量越大說明給車道的綠燈緊急度越高，就越需要獲得綠燈權(quán)限；二是車道口停車量，某車道出口的停車量制約著給車道獲得綠燈。(2)計算交叉口信號燈分配的時間，并結(jié)合信號燈控制規(guī)則，得出該交叉口的信號燈配時方案。其中交叉口的信號燈配時方案通過如下公式進行
P(B)CilS, V, H)
式子表示路網(wǎng)中的每個路口根據(jù)相同的機率函數(shù)P來選擇它的信號燈顯示方案B，其中，B表示信號燈的顯示方案。對交叉口的各個方向的左轉(zhuǎn)和直行方向(右轉(zhuǎn)為永久通行車道，不做考慮)的車道，分別設(shè)置它們的權(quán)限，即通行或禁行，以及通行時間。Ci表示連接相鄰交叉口第i路段的信息道路的長度，車道數(shù)，各車道通行能力、 設(shè)計車速。S表示相鄰交叉口的信號燈顯示情況。每個交叉口的信號燈顯示方案會影響到相鄰交叉口的車流量，從而進一步影響相鄰交叉口信號燈顯示方案的計算。V表示交叉口前一控制方案信息。H:路口停車量。(3)返回步驟(1)。以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟(1)基于數(shù)字荷爾蒙原理，進行路段引力信息更新與荷爾蒙濃度的更新；(2)計算交叉口信號燈分配的時間，并結(jié)合信號燈控制規(guī)則，得出該交叉口的信號燈配時方案；在步驟(1)基礎(chǔ)上，每個車輛根據(jù)路段的引力信息選擇引力最大的路段作為下一條行駛路段；(3)返回步驟(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，其特征在于所述路段引力信息更新為路段的擁擠度設(shè)置一個抑制域L，路段按一定的衰減規(guī)律向抑制域內(nèi)的其他路段廣播自己的車輛密度K，接受路段在收到該信息后，將其保存為K’，然后將K與 K’按Κ+ΛΣ K’相加，作為該路段的總負荷度，其中《力權(quán)值；設(shè)定、為j路段的抑制因子，計算公式為Ij =OK/(Kmax-K)，其中C表示暢通情況下的通行代價，K表示車流密度(輛/km)，Kmax表示路段最大車輛密度；設(shè)定Ai*某路段的吸引因子，用路徑的最小代價表示，吸引因子是由路網(wǎng)本身的特性決定的，在路網(wǎng)內(nèi)的路段物理條件不變的情況下，吸引因子Ai保持不變；設(shè)定Mi表示第i個路段的吸引力，則路段i引力更新的計算公式如下Mi=EtAi-Wj ；其中a、b為權(quán)值；所述荷爾蒙濃度的更新用路口的停車量表示交叉口的荷爾蒙濃度，通過重新獲取路口的停車量數(shù)據(jù)來更新荷爾蒙濃度；所述路口的停車量包括兩個方面一是本車道停車量；二是車道口停車量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，其特征在于所述計算路口的配時方案按以下方法進行P(B)CilS, V, H)式子表示路網(wǎng)中的每個路口根據(jù)相同的機率函數(shù)P來選擇它的信號燈配時方案B，其中，B表示信號燈的配時方案對交叉口的各個方向的左轉(zhuǎn)和直行方向的車道，其中右轉(zhuǎn)為永久通行車道，不做考慮，分別設(shè)置它們的權(quán)限，即通行或禁行，以及通行時間；Ci表示連接相鄰交叉口第i路段的信息道路的長度，車道數(shù)，各車道通行能力、設(shè)計車速；S表示相鄰交叉口的信號燈顯示情況每個交叉口的信號燈配時方案會影響到相鄰交叉口的車流量，從而進一步影響相鄰交叉口信號燈配時方案的計算；V表示交叉口前一配時方案信息；H:路口停車量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于數(shù)字荷爾蒙的交通控制優(yōu)化方法，將數(shù)字荷爾蒙原理應(yīng)用于交通協(xié)調(diào)控制中，充分考慮了交通流分配和信號控制的動態(tài)特性，建立了交通流分配和信號燈控制協(xié)調(diào)模型，應(yīng)用于解決城市交通流分配和信號燈控制的協(xié)調(diào)問題。該方法是一種完全分布式的控制方法，可以很好的解決交通系統(tǒng)的不確定性、隨機性、非線性、局部性等特點，此外，相對于其他一些智能算法的應(yīng)用，該方法的結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，具有良好的可修改性和可擴展性。
文檔編號G08G1/07GK102254440SQ20111020218
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者余春艷, 劉靈輝, 葉東毅, 方良松, 李建明, 鄭俊耀 申請人:福州大學(xué)