基于电警数据的干线自适应协调控制优化方法

来源：中国血液净化杂志2023年第10期北京时间：

作者：伉沛喆, 张承志, 吴浩, 姚佳蓉, 曹喻旻, 唐克双

单位：1. 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室, 上海 201804;2. 湘西土家族苗族自治州公安局交通警察支队, 湖南 保靖 416500;3. 南洋理工大学 电气与电子工程学院, 新加坡 639798"],"fundList_en":["Sub-project of National Key R & D Program (2022YFB4300401)

摘要：现有的干线自适应协调信号控制方法大都基于线圈或浮动车检测数据，控制效益受限于线圈布设密度、数据质量以及浮动车的渗透率等因素。近年，电警卡口设备被广泛应用于中国城市道路车辆违章和公共安全管理，可实时记录每一辆车通过交叉口停车线的时刻、所在车道及其身份信息，具有布设密度高、全样本检测、可还原车辆路径等优势，为干线自适应协调信号控制提供了新的数据支撑。基于此，提出一种基于电警数据的干线自适应协调信号控制优化方法：首先，通过充分挖掘电警数据蕴含的交通流信息，利用时空关联关系实时预测流向流量和路段行程时间，将其作为控制输入参数；其次，在经典的MULTIBAND模型基础上，提出适用于自适应控制的改进MULTIBAND模型，实现相位相序、公共周期、相位差等参数的自适应优化；最后，考虑到协调方案频繁切换可能带来的负面影响，设计了方案切换的判断逻辑和过渡算法以减少方案过渡的负面影响。仿真验证结果表明：流向流量和行程时间预测误差分别为12.66%和5.03%；在支路汇入流量较低和较高时，改进MULTIBAND模型相对于经典MULTIBAND模型的延误分别降低了5.2%和15.3%；在需求波动场景下，相较于基于改进MULTIBAND模型的定时协调控制和基于车头时距规则的感应协调控制，所提出的自适应控制方法可使干线整体的车均延误分别减少18.1%和15.1%，平均停车次数分别减少19.5%和15.4%。

关键词：交通工程,干线协调控制,自适应控制,电警数据,流量预测,MULTIBAND模型

基金资助：国家重点研发计划项目子课题（2022YFB4300401）