一种交通信号配时优化方法与流程

1.本技术涉及交通技术领域，尤其是一种交通信号配时优化方法。


背景技术：

2.随着社会城市化进程不断深入，机动车保有量也随之增加，且每年的增长速度超过10％，道路情况已逐渐不满足随之增加的交通需求，因此伴随而来的便是车辆拥堵问题。为解决现状道路交通拥堵情况，很多城市采用多种方式缓堵，如大力发展公共交通，修建快速路、高架等，这些做法虽然可以一定程度上缓解道路交通拥堵问题，但由于土地资源、城市规划等多种条件限制，通过扩建道路来缓堵的做法也将达到瓶颈，因此，通过对城市路网中信号灯进行调控，充分挖掘道路资源也成了缓解拥堵的重要一环。
3.在传统的信号配时优化工作中，当需要针对某一节点路口的信号配时进行优化时，通常是由交通工程师经过实地调研，对路口流量及道路情况进行勘察，根据实际情况，制定该路口的配时优化方案。对每一个路口都需要通过上述流程进行信号配时优化，效率较低，耗时耗力。


技术实现要素：

4.本技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种交通信号配时优化方法，本技术的技术方案如下：
5.一种交通信号配时优化方法，该方法包括：
6.确定待优化路口的多个候选匹配路口，候选匹配路口是与待优化路口的路口相似度达到预定要求、且已有信号配时优化方案的路口；
7.分别确定各个候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标，优化评价指标用于指示待优化路口在相应的信号配时优化方案下的通行效率的优化程度；
8.将对应的优化评价指标指示的优化程度最高的候选匹配路口的信号配时优化方案作为待优化路口的信号配时优化方案、替换待优化路口当前的信号配时方案。
9.其进一步的技术方案为，确定每个候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标的方法包括：
10.建立待优化路口的路口仿真模型；
11.将待优化路口当前的信号配时方案输入路口仿真模型、得到第一仿真运行数据；
12.将候选匹配路口的信号配时优化方案输入路口仿真模型、得到对应的第二仿真运行数据；
13.基于第一仿真运行数据和第二仿真运行数据得到候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标。
14.其进一步的技术方案为，得到每个候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标的方法包括：
15.根据第一仿真运行数据生成n个目标指标项的第一指标数据；
16.根据第二仿真运行数据生成n个目标指标项的第二指标数据；
17.根据任意第i个目标指标项的第一指标数据和第二指标数据确定第i个目标指标项的指标评分，1≤i≤n；
18.累加所有n个目标指标项的指标评分，得到候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标。
19.其进一步的技术方案为，将待优化路口当前的信号配时方案输入路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第一仿真运行数据，根据每组第一仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第一指标数据；
20.将候选匹配路口的信号配时优化方案输入路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第二仿真运行数据，根据每组第二仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第二指标数据。
21.其进一步的技术方案为，每个指标项的指标数据越大、所表示的通行效率越低，则第i个目标指标项的指标评分为：
[0022][0023]
其中，ki是第i个目标指标项的加权系数，tei1
ci
是第c个仿真运行周期内的第i个目标指标项的第一指标数据，tei2
ci
是第c个仿真运行周期内的第i个目标指标项的第二指标数据。
[0024]
其进一步的技术方案为，第i个目标指标项的加权系数
[0025]
其进一步的技术方案为，n个目标指标项包括如下多个指标项的组合：最大排队长度、通过待优化路口的行程时间、通过待优化路口的停车次数、出行延误时长、平均行驶速度。
[0026]
其进一步的技术方案为，确定待优化路口的多个候选匹配路口的方法包括：
[0027]
基于待优化路口的路口属性与已有信号配时优化方案的路口的路口属性计算待优化路口与已有信号配时优化方案的路口之间的路口相似度；
[0028]
选择路口相似度最高的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口，或者，选择路口相似度达到相似度阈值的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口。
[0029]
其进一步的技术方案为，每个路口的路口属性包括路口所连接的进口道的数量、路口所连接的每个进口道的道路长度、路口所连接的每个进口道的车道数、路口所在位置。
[0030]
本技术的有益技术效果是：
[0031]
本技术公开了一种交通信号配时优化方法，该方法在对待优化路口的配时方案进行优化时，可以沿用以往积累的其他路口的信号配时优化方案，选择适配程度高且对通行效率优化效果好的其他路口的信号配时优化方案直接作为该待优化路口的信号配时优化方案，一方面无需对每个路口都独立设计配时方案优化，另一方面提高了以往积累的信号配时优化方案的复用性，从而可以提高路口的信号配时优化的效率。
附图说明
[0032]
图1是本技术一个实施例中的交通信号配时优化方法的流程示意图。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。
[0034]
本技术公开了一种交通信号配时优化方法，请参考图1所示的流程图，该方法包括如下步骤：
[0035]
步骤1，确定待优化路口的多个候选匹配路口。
[0036]
待优化路口是在当前的信号配时方案下的通行效率未达到效率要求，而需要进行配时方案优化的路口，按照常规的做法，需要由交通工程师经过实地调研对路口流量及道路情况进行勘察后，根据实际情况来人为制定该待优化路口的信号配时优化方案。但是本技术的做法可以沿用其他路口已有的信号配时优化方案，直接得到该待优化路口的信号配时优化方案，从而提高效率。
[0037]
首先需要确定该待优化路口的多个候选匹配路口其中，候选匹配路口是与待优化路口的路口相似度达到预定要求、且已有信号配时优化方案的路口。候选匹配路口已有的信号配时优化方案一般是由交通工程师经过实地调研对路口流量及道路情况进行勘察后，根据实际情况制定该候选匹配路口的配时优化方案，是使得该候选匹配路口具有较高通行效率的信号配时方案。
[0038]
从已有信号配时优化方案的所有路口中筛选出候选匹配路口的方法包括：
[0039]
(1)基于待优化路口的路口属性与已有信号配时优化方案的路口的路口属性计算待优化路口与已有信号配时优化方案的路口之间的路口相似度。
[0040]
在一个实施例中，每个路口的路口属性包括路口所连接的进口道的数量、路口所连接的每个进口道的道路长度、路口所连接的每个进口道的车道数、路口所在位置。
[0041]
然后可以计算两个路口的相同的路口属性的相似度，再通过加权的方式得到两个路口的相似度，具体各项相似度计算的方法可以采用现有的路口相似度计算方法，本实施例不再赘述。
[0042]
另外，待优化路口与各个路口的相似度也可以基于人工经验自定义设置。
[0043]
(2)选择路口相似度最高的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口，或者，选择路口相似度达到相似度阈值的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口。
[0044]
步骤2，分别确定各个候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标，得到优化评价指标用于指示待优化路口在相应的信号配时优化方案下的通行效率的优化程度。
[0045]
在一个实施例中，确定每个候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标的方法包括：
[0046]
(1)建立待优化路口的路口仿真模型，比如可以利用vissim来建立路口仿真模型。
[0047]
(2)将待优化路口当前的信号配时方案输入路口仿真模型、得到第一仿真运行数据。在一个实施例中，为了降低偶然性，将待优化路口当前的信号配时方案输入路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第一仿真运行数据。
[0048]
(3)将候选匹配路口的信号配时优化方案输入路口仿真模型、得到对应的第二仿真运行数据。同样的，为了降低偶然性，将候选匹配路口的信号配时优化方案输入路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第二仿真运行数据。
[0049]
(4)基于第一仿真运行数据和第二仿真运行数据得到候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标。
[0050]
每组仿真运行数据记录了待优化路口所连接的各个进口道内的车辆的通行数据，通过对这些通行数据进行汇总整合，可以得到各个指标项的指标数据，则根据第一仿真运行数据生成n个目标指标项的第一指标数据，根据第二仿真运行数据生成n个目标指标项的第二指标数据。基于得到多个仿真运行周期内的仿真运行数据的做法，该步骤根据每组第一仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第一指标数据，根据每组第二仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第二指标数据。
[0051]
在一个实施例中，n个目标指标项包括如下多个指标项的组合：最大排队长度、通过待优化路口的行程时间、通过待优化路口的停车次数、出行延误时长、平均行驶速度。具体通过仿真运行数据汇总整理得到这些指标数据的方法是交通领域的常用技术，本技术不详细赘述。
[0052]
然后根据任意第i个目标指标项的第一指标数据和第二指标数据确定第i个目标指标项的指标评分，1≤i≤n。在本技术中，每个指标项的指标数据越大、所表示的通行效率越低，因此，第i个目标指标项的指标评分为：
[0053][0054]
其中，tei1
ci
是第c个仿真运行周期内的第i个目标指标项的第一指标数据，tei2
ci
是第c个仿真运行周期内的第i个目标指标项的第二指标数据。ki是第i个目标指标项的加权系数，且
[0055]
由此可以得到各个目标指标项的指标评分，每个目标指标项的指标评分越高，表示该候选匹配路口的信号配时优化方案对该待优化路口针对该目标指标项的优化程度越高。
[0056]
然后累加所有n个目标指标项的指标评分，得到候选匹配路口的信号配时优化方案对待优化路口的优化评价指标，因此总的优化评价指标越高，表示该候选匹配路口的信号配时优化方案对该待优化路口的优化程度越高。
[0057]
步骤3，通过上述步骤2可以得到各个候选匹配路口的信号配时优化方案对该待优化路口的优化评价指标，如图以1分别得到候选匹配路口1～候选匹配路口p对应的优化评价指标1～优化评价指标p为例。然后将其中对应的优化评价指标指示的优化程度最高的候选匹配路口的信号配时优化方案作为待优化路口的信号配时优化方案、替换待优化路口当前的信号配时方案。
[0058]
以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本技术不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本技术的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变
化，均应认为包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种交通信号配时优化方法，其特征在于，所述方法包括：确定待优化路口的多个候选匹配路口，所述候选匹配路口是与所述待优化路口的路口相似度达到预定要求、且已有信号配时优化方案的路口；分别确定各个候选匹配路口的信号配时优化方案对所述待优化路口的优化评价指标，所述优化评价指标用于指示所述待优化路口在相应的信号配时优化方案下的通行效率的优化程度；将对应的优化评价指标指示的优化程度最高的候选匹配路口的信号配时优化方案作为所述待优化路口的信号配时优化方案、替换所述待优化路口当前的信号配时方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定每个候选匹配路口的信号配时优化方案对所述待优化路口的优化评价指标的方法包括：建立所述待优化路口的路口仿真模型；将所述待优化路口当前的信号配时方案输入所述路口仿真模型、得到第一仿真运行数据；将所述候选匹配路口的信号配时优化方案输入所述路口仿真模型、得到对应的第二仿真运行数据；基于所述第一仿真运行数据和第二仿真运行数据得到所述候选匹配路口的信号配时优化方案对所述待优化路口的优化评价指标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，得到每个候选匹配路口的信号配时优化方案对所述待优化路口的优化评价指标的方法包括：根据所述第一仿真运行数据生成n个目标指标项的第一指标数据；根据所述第二仿真运行数据生成所述n个目标指标项的第二指标数据；根据任意第i个目标指标项的第一指标数据和第二指标数据确定所述第i个目标指标项的指标评分，1≤i≤n；累加所有n个目标指标项的指标评分，得到所述候选匹配路口的信号配时优化方案对所述待优化路口的优化评价指标。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述待优化路口当前的信号配时方案输入所述路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第一仿真运行数据，根据每组第一仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第一指标数据；将所述候选匹配路口的信号配时优化方案输入所述路口仿真模型、得到c个仿真运行周期内的c组第二仿真运行数据，根据每组第二仿真运行数据生成一个仿真运行周期内的n个目标指标项的第二指标数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每个指标项的指标数据越大、所表示的通行效率越低，则第i个目标指标项的指标评分为：其中，k
i
是所述第i个目标指标项的加权系数，tei1
ci
是第c个仿真运行周期内的所述第i个目标指标项的第一指标数据，tei2
ci
是第c个仿真运行周期内的所述第i个目标指标项的
第二指标数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第i个目标指标项的加权系数7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，n个目标指标项包括如下多个指标项的组合：最大排队长度、通过所述待优化路口的行程时间、通过所述待优化路口的停车次数、出行延误时长、平均行驶速度。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定待优化路口的多个候选匹配路口的方法包括：基于所述待优化路口的路口属性与已有信号配时优化方案的路口的路口属性计算所述待优化路口与已有信号配时优化方案的路口之间的路口相似度；选择路口相似度最高的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口，或者，选择路口相似度达到相似度阈值的若干个已有信号配时优化方案的路口得到多个候选匹配路口。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每个路口的路口属性包括路口所连接的进口道的数量、路口所连接的每个进口道的道路长度、路口所连接的每个进口道的车道数、路口所在位置。

技术总结
本申请公开了一种交通信号配时优化方法，涉及交通技术领域，该方法在需要对待优化路口进行信号配时优化时，首先确定与该待优化路口的路口相似度达到预定要求、且已有信号配时优化方案的候选匹配路口，然后根据各个候选匹配路口的信号配时优化方案对该待优化路口的优化评价指标选择一个候选匹配路口的信号配时优化方案直接作为该待优化路口的信号配时优化方案，也即可以沿用以往积累的、适配程度高且对通行效率优化效果好的其他路口的信号配时优化方案直接作为该待优化路口的信号配时优化方案，一方面无需对每个路口都独立设计配时方案优化，另一方面提高了以往积累的信号配时优化方案的复用性，从而可以提高路口的信号配时优化的效率。配时优化的效率。配时优化的效率。


技术研发人员：任高飞 张诗琦 顾玮 孙云江
受保护的技术使用者：江苏航天大为科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.16
技术公布日：2023/5/24