本发明属于城市道路信号控制技术领域，具体指代一种路口级场景化控制策略的实现方法。
背景技术：
在我国，城市交通系统仍然处于发展阶段，交通控制智能化程度进展缓慢。当前的交通信号控制系统受限于单一检测数据的分析模式，城市不同路口、不同时段的信号优化采用相同的控制策略及算法，未能考虑到各个交叉口的几何形式、地理位置、交通吸引等方面的差异性，信号控制很难与实际交通运行状况相匹配。因此，如何有效利用交通多元数据来实现对每个路口的精细化管控已成为当前城市交通信号控制亟待解决的问题。
目前，国内自适应控制大多采用根据实时流量均衡相位时长的控制策略，未能按照各流向交通流状态所处等级实现分级管控，控制策略和控制算法均显单一化，无法满足城市所有路口的控制需求，导致很难匹配路口实际交通流状态。同时，对于多进口道车流均处于过饱和状态或出口道车流溢出与进口道车流过饱和并发情形下，往往以排队均衡为控制目标，未能结合路口实际需求对各进口道采取针对性、倾向性的控制策略。
技术实现要素：
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种路口级场景化控制策略的实现方法，以解决现有技术中交通路口控制策略和控制算法单一，无法满足城市所有路口的控制需求，导致很难匹配路口实际交通流状态的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种路口级场景化控制策略的实现方法，步骤如下：
1)对交通场景进行定义；
2)对路口级交通场景进行分类；
3)进行交通场景识别及优先级设定；
4)对进口道流向优先级进行设定；
5)制定控制策略；
6)生成控制策略。
进一步地，所述步骤1)中的交通场景由交通控制对象和交通控制范围构成；交通控制对象包括：机动车、非机动车和行人；交通控制范围包括：路口级控制、路径级控制和路网级控制。
在特定的交通控制范围内，交通控制对象由于自身的交通运动特性以及信号控制的外界作用下在时空上形成一种交通通行现象，即交通场景。
进一步地，所述步骤2)具体包括：根据全天路口交通需求的时态特征，按路口小时流量的大小将路口级交通场景分为低饱和交通场景、次饱和交通场景、过饱和交通场景。
进一步地，所述步骤2)具体还包括：
低饱和交通场景：交通需求低，易造成绿灯时间浪费或车均延误；
次饱和交通场景：交通需求变化不稳定，交通供需不匹配；
过饱和交通场景：交通需求大于交通供给，交叉口排队车辆数明显增加。
进一步地，所述低饱和交通场景、次饱和交通场景、过饱和交通场景均划分为五类随机性场景，包含：直行影响左转、左转影响直行、出口道车流溢出、进口道内部流量不均衡及进口道之间流量不均衡。
进一步地，所述步骤3)具体包括：根据路口检测设备采集的原始数据、分析处理数据及信号放行数据识别符合当前交通流状态的交通场景；当某个路口同时出现多种随机性交通场景时，即多交叉型场景，根据各场景对交叉口正常运行的影响程度设置优先处置级别；针对多交叉型场景，根据场景的优先处置级别由高到低依次处置，直到所有随机性场景消失，从而保证整个路口控制效益的最大化。
进一步地，所述步骤4)具体包括：针对多进口道同时出现同类型随机性交通场景，根据路口实际控制需求设置流向优先级；流向优先级根据当前流向所处的道路等级、流向流量以及与上下游的关联关系进行设置，根据同一场景下不同流向的优先级由高到底依次处置，直到所有随机性场景消失，对路口实现针对性管控。
进一步地，所述步骤5)具体包括：针对可能出现的路口单一或交叉型随机性场景，结合多元综合数据分析对场景进行识别，各场景均对应多种预设的控制策略。
进一步地，所述步骤5)中的控制策略包括：指定路口方案、指定周期时长、指定相位时长、相位最大绿约束和相位最小绿约束；指定路口方案是指根据路口当前交通流状态选择信号控制系统中预设的信号控制方案；指定周期时长、指定相位时长是指当路口某个或多个流向出现拥堵时通过调整信号周期或相位时长至合适大小以优先疏导拥堵流向车流；相位最大绿约束和相位最小绿约束是指根据当前相位下车流的排队等级进行绿灯时长的约束，不同的排队等级对应不同的相位最大绿约束和相位最小绿约束。
进一步地，所述步骤6)具体包括：
61)单一随机性场景；
当多个进口道/出口道同时出现同类型随机性场景，识别当前路口预设好的流向优先级，并按照流向优先级由高至低的顺序依次处置，直到所有随机性场景消失；
62)交叉随机性场景；
621)不同类型随机性场景
当交叉口同时出现多种非同类型的随机性场景，若待执行的控制策略之间出现同方向、同相位的控制参数相互冲突，识别不同类型的场景优先级，保留场景优先级最高的控制策略并优先执行，直至该类型场景消失，剩下场景同样根据场景优先级原则进行控制，若场景优先级一致则按流向优先级进行控制；若控制策略之间同方向、同相位的控制参数互不冲突，场景级别高的控制策略优先执行，场景优先级一致则选择流向优先级高的控制策略优先执行，直到所有随机性场景消失；
622)含同类型交叉随机性场景
当交叉口同时出现多种含同类型的随机性场景，若待执行的控制策略之间出现同方向、同相位的控制参数相互冲突，识别不同类型的场景优先级，保留场景优先级最高的控制策略并优先执行，若优先级最高的场景存在多个，则选择其中流向优先级高的控制策略优先执行，直到该类型随机性场景消失，其余场景同样先按场景优先级控制，若场景优先级一致则按流向优先级进行控制；若控制策略之间同方向、同相位的控制参数互不冲突，则场景优先级高的控制策略优先执行，场景优先级一致则选择流向优先级高的控制策略优先执行，直到所有随机性场景消失。
本发明的有益效果：
(1)根据路口级典型场景的变化自动切换适合实际交通运行状态的最优控制策略，实现控制器的数字化。
(2)可根据交通场景及流向的优先级别依次进行处置，实现不同路口定制化的智能管控优化策略。
(3)突破传统自适应控制中单一化的控制策略模式，通过多样化的控制策略，可满足城市不同地点、不同时段的信号优化需求。
附图说明
图1为交通场景的构建元素示意图；
图2为路口级交通场景分类示意图；
图3为交通场景的路口级控制方法示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
本发明的一种路口级场景化控制策略的实现方法，步骤如下：
1)对交通场景进行定义；
参照图1所示，所述步骤1)中的交通场景由交通控制对象和交通控制范围构成；交通控制对象包括：机动车、非机动车和行人；交通控制范围包括：路口级控制、路径级控制和路网级控制。
在特定的交通控制范围内，交通控制对象由于自身的交通运动特性以及信号控制的外界作用下在时空上形成一种交通通行现象，即交通场景。
2)对路口级交通场景进行分类；
根据全天路口交通需求的时态特征，按路口小时流量的大小将路口级交通场景分为低饱和交通场景、次饱和交通场景、过饱和交通场景。
参照图2所示，所述步骤2)具体还包括：
低饱和交通场景：交通需求低，易造成绿灯时间浪费或车均延误；
次饱和交通场景：交通需求变化不稳定，交通供需不匹配；
过饱和交通场景：交通需求大于交通供给，交叉口排队车辆数明显增加。
所述低饱和交通场景、次饱和交通场景、过饱和交通场景均划分为五类随机性场景，包含：直行影响左转、左转影响直行、出口道车流溢出、进口道内部流量不均衡及进口道之间流量不均衡。
3)进行交通场景识别及优先级设定；
根据路口检测设备采集的原始数据、分析处理数据及信号放行数据识别符合当前交通流状态的交通场景；当某个路口同时出现多种随机性交通场景时，即多交叉型场景，根据各场景对交叉口正常运行的影响程度设置优先处置级别，如表1所示；针对多交叉型场景，根据场景的优先处置级别由高到低依次处置，直到所有随机性场景消失，从而保证整个路口控制效益的最大化。
表1
4)对进口道流向优先级进行设定；
针对多进口道同时出现同类型随机性交通场景，根据路口实际控制需求设置流向优先级；流向优先级根据当前流向所处的道路等级、流向流量以及与上下游的关联关系进行设置，根据同一场景下不同流向的优先级由高到底依次处置，直到所有随机性场景消失，对路口实现针对性管控。
5)制定控制策略；
针对可能出现的路口单一或交叉型随机性场景，结合多元综合数据分析对场景进行识别，各场景均对应多种预设的控制策略。
所述步骤5)中的控制策略包括：指定路口方案、指定周期时长、指定相位时长、相位最大绿约束和相位最小绿约束；指定路口方案是指根据路口当前交通流状态选择信号控制系统中预设的信号控制方案；指定周期时长、指定相位时长是指当路口某个或多个流向出现拥堵时通过调整信号周期或相位时长至合适大小以优先疏导拥堵流向车流；相位最大绿约束和相位最小绿约束是指根据当前相位下车流的排队等级进行绿灯时长的约束，不同的排队等级对应不同的相位最大绿约束和相位最小绿约束。
6)生成控制策略；
61)单一随机性场景；
当多个进口道/出口道同时出现同类型随机性场景，识别当前路口预设好的流向优先级，并按照流向优先级由高至低的顺序依次处置，直到所有随机性场景消失；
62)交叉随机性场景；
621)不同类型随机性场景
当交叉口同时出现多种非同类型的随机性场景，若待执行的控制策略之间出现同方向、同相位的控制参数相互冲突，识别不同类型的场景优先级，保留场景优先级最高的控制策略并优先执行，直至该类型场景消失，剩下场景同样根据场景优先级原则进行控制，若场景优先级一致则按流向优先级进行控制；若控制策略之间同方向、同相位的控制参数互不冲突，场景级别高的控制策略优先执行，场景优先级一致则选择流向优先级高的控制策略优先执行，直到所有随机性场景消失；
622)含同类型交叉随机性场景
当交叉口同时出现多种含同类型的随机性场景，若待执行的控制策略之间出现同方向、同相位的控制参数相互冲突，识别不同类型的场景优先级，保留场景优先级最高的控制策略并优先执行，若优先级最高的场景存在多个，则选择其中流向优先级高的控制策略优先执行，直到该类型随机性场景消失，其余场景同样先按场景优先级控制，若场景优先级一致则按流向优先级进行控制；若控制策略之间同方向、同相位的控制参数互不冲突，则场景优先级高的控制策略优先执行，场景优先级一致则选择流向优先级高的控制策略优先执行，直到所有随机性场景消失；参照图3所示。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。