基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种交通管理领域的技术，具体是一种基于交通微观仿真的城市 平面信号交叉口优化方法及系统。
【背景技术】
[0002] 交叉口作为城市交通网络的关键节点，其交通管理水平对网络整体效率具有关键 意义。目前对城市平面信号交叉口交通组织管理的优化，主要体现在通过改变交通信号控 制方案与交叉口平面设计形式，最大限度地发挥原有路口的通行能力、减少交通延误。
[0003] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102915636A公开（公告）日 2013. 02. 06,公开了一种交通信号机控制策略综合性能有效性测试系统及方法，涉及交通 信号机的综合运行性能及控制策略的测试和评价，对信号机控制策略的有效性进行评估， 该技术运用微观交通仿真软件VISSIM建立虚拟路口交通环境，与实际的交通信号机进行 信息交互，实现信号机输出信号控制虚拟路口交通环境中的交通运行，同时，虚拟路口交通 环境中返回交通车辆检测信息给交通信号机。通过交通信号机与虚拟路口交通环境的同步 运行，基于微观交通仿真软件VISSIM的交通运行评价功能，实现对虚拟路口的交通运行情 况的评价，其交通运行情况是交通信号机所控制的结果，即实现对交通信号机控制策略综 合性能有效性的测试和评价。但该技术仅能够实现对交叉口交通信号控制策略的有效评 价，无法实现对交叉口交通环境的综合评估，对交叉口多控制策略的综合优化缺乏考量。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于交通微观仿真的城市平面信 号交叉口优化方法及系统，借助均匀设计数学模型的系统性与仿真模拟的可控制性，弥补 传统依靠经验的优化模式的不足，对优化备选项进行组合并比较组合效果，W获得系统科 学地降低交叉口控制延误的综合优化方案。
[0005] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0006] 本发明涉及一种基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法，包括如下步 骤：
[0007] 1)获取交叉口相关信息，从备选项数据库中筛选优化备选项；
[0008] 2)运用均匀设计安排实验，其中W交叉口控制延误为影响，备选项为因素；
[0009] 3)建立交叉口仿真模型，进行仿真试验，获得减少总控制延误最有效的优化方案。
[0010] 所述的从备选项数据库中筛选优化备选项，通过W下步骤实现：
[0011] 当备选项集合为{C|c G C}，试验设计因素集合F，E(c)表示备选项C实施后交叉 口延误与实施前的差值，对VceC，若E(c)<0,则C G F ;
[0012] 所述的运用均匀设计安排实验，通过W下步骤实现：
[0013] a、取集合F= {F|fi，f2,…，f。}为因素集合，对任意因素fi(i = 1，2,…，n)，设有 li个水平，为方便后期计算，一般1值取[1，10];
[0014] b、根据n和m"axl.确定均匀设计表 / 二]<
[0015] 对水平数的因素fi，当由其各水平组成的数列为乂 =(巧馬…巧,)， 对 a j(j = 1，2,…，li)变换3
【主权项】
1. 一种基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法，其特征在于，包括如下步 骤： 1) 获取交叉口相关信息，从备选项数据库中筛选优化备选项； 2) 运用均匀设计安排实验，其中以交叉口控制延误为影响，备选项为因素； 3) 建立交叉口仿真模型，进行仿真试验，获得减少总控制延误最有效的优化方案。
2. 根据权利要求1所述的基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法，其特征 是，所述的从备选项数据库中筛选优化备选项，通过以下步骤实现： 当备选项集合为{C|cGC}，试验设计因素集合F，E(c)表示备选项c实施后交叉口延 误与实施前的差值，对VceC，若E(c)〈0,则cGF。
3. 根据权利要求1所述的基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法，其特征 是，所述的运用均匀设计安排实验，通过以下步骤实现： a、 取集合F= {F|fi，f2，…，fn}为因素集合，对任意因素fji= 1，2,…，n)，设有1个 水平，为方便后期计算，一般1值取[1，10];
b、 根据n和maxl确定均匀设计表& /=1 对水平数的因素L当由其各水平组成的数列为a2…对/=1, aj(j= 1, 2,…，1D变换
c、 由均勻设计表，确定试验集合T={T|tpt2，…，tj。
4. 根据权利要求1所述的基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法，其特征 是，所述的获得减少总控制延误最有效的优化方案，通过以下步骤实现： a、 当因素集合F中存在b个定性变量，则集合F可表示为定量因素集合匕与定性因素 集合F2的交集
对任意定性因素fi(i=L，Y2，…，Yb)，其li个水平组成的数列fi={ax%…将Vc^/ =U2,以伪变量法转换为七，将因素A转换为（1「I) 个变量：
得伪变量因素g和伪变量集合p b、 当因素匕与匕在m个试验中所取水平的对应序列分别为…与
1其中PPC为偏相关系数，pro.为偏相关概率，则 构造交互变量q=fab，其在第j(j= 1，2,…，m)个试验中的水平数为和=气A， 当共构造h个交互变量，有交互因素集合Q; c、 当第j(j= 1，2,…，m)个试验中仿真所得交叉口总控制延误为Dj，以Fi、為和Q指 代因素在m个中所取水平的数组，并以这些数组为自变量，D的数组为因变量，做逐步线性 回归得回归方程
d、 取总控制延误极小值时各因素水平为最优方案。
5. -种实现上述任一权利要求所述的基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化 方法的系统，其特征在于，包括：优化备选项模块、均匀设计模块和仿真试验模块，其中：优 化备选项模块与均匀设计模块相连并传输试验因素与水平信息，均匀设计模块与仿真试验 模块相连并传输仿真模型信息。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征是，所述的优化备选项模块包括：数据库单元和 决策单元，其中：数据库单元与决策单元相连并传输备选项信息。
7. 根据权利要求5所述的系统，其特征是，所述的均匀设计模块包括：指标单元、因素 单元、设计单元，其中：指标单元与设计单元相连并传输试验指标信息，因素单元与设计单 元相连并传输试验因素和因素水平信息。
8. 根据权利要求5所述的系统，其特征是，所述的仿真试验模块包括：建模单元、校准 单元、仿真单元、数据处理单元，其中：建模单元与校准相连并传输基础模型信息，校准单元 与仿真单元相连并传输符合试验场景的仿真模型信息，仿真单元与数据处理单元相连并传 输预测交通延误信息。
【专利摘要】一种交通管理领域的基于交通微观仿真的城市平面信号交叉口优化方法及系统，通过获取交叉口相关信息，从备选项数据库中筛选优化备选项；然后运用均匀设计安排实验，其中以交叉口控制延误为影响，备选项为因素；最后建立交叉口仿真模型，进行仿真试验，获得减少总控制延误最有效的优化方案。本发明借助均匀设计数学模型的系统性与仿真模拟的可控制性，弥补传统依靠经验的优化模式的不足，对优化备选项进行组合并比较组合效果，以获得系统科学地降低交叉口控制延误的综合优化方案。
【IPC分类】G08G1-07, G06F17-50
【公开号】CN104616509
【申请号】CN201510054223
【发明人】孙健, 张颖, 陈书恺, 薛睿, 关士托
【申请人】上海交通大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月3日