基于MPC 的可变相序交通信号优化控制方法

来源：计算机技术与发展杂志2018年第08期北京时间：

作者：杨利红;王列伟

摘要：传统基于固定相序机制的道路交叉口信号控制算法的局限性较大,而使用可变相序信号控制方法则具有更多的优化空间。提出了一种基于混合 Petri 网的可变相序信号控制模型,该模型充分体现了Petri 的特点,结构简单紧凑、直观易懂。基于该模型,交叉口交通信号的优化问题可以直接转化为模型中冲突解决策略的选择问题。使用基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的算法框架,采用滚动优化策略,基于当前系统状态以及整个信号周期内的预测状态设计优化目标函数,算法具有更好的动态适应性,从而达到交通信号的相序及绿灯通行时间的深度优化。以单交叉口4 相位信号控制模型为例,使用基于 MPC 的可变相序优化控制方法,路口平均排队长度缩短了12%。

关键词：道路交叉口;Petri 网;可变相序;模型预测控制;信号优化;仿真