一种基于数据驱动的交通信号灯多智能体协调控制方法与流程

本发明涉及智能交通，特别是一种基于数据驱动的交通信号灯多智能体协调控制方法。

背景技术：

1、面对日益增长的城市交通压力，智能交通系统是目前解决交通拥堵问题最有效的途径。智能交通系统是将信息技术、数据传输技术、控制技术、计算机技术等有效集成形成的综合交通控制平台，其中的交通信号灯控制对缓解交通拥堵能够起到最直接有效的作用。现有的智能交通系统只能实现单个交通灯组基于交通状况进行智能控制，无法实现各交通灯组的联动控制，无法从整体上缓解交通拥堵。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中交通灯组的智能控制无法从整体上缓解交通拥堵的技术问题，本发明提出的基于数据驱动的交通信号灯多智能体协调控制方法具体包括如下步骤：

2、s1、获取区域内的拥堵路段；

3、s2、对于拥堵路段进行整合，获取拥堵区域；

4、s3、为各个拥堵区域配置对应的处理装置集群，拥堵区域利用对应的处理装置集群、内部交通信号灯组配备的传感器和边缘计算设备进行交通缓解操作。

5、优选的，所述s1中，云端服务器通过地图服务提供商提供的api接口获取区域内所有拥堵路段的路名及其对应的矢量坐标，所述拥堵路段包括缓行路段、拥堵路段和严重拥堵路段。

6、优选的，所述s2中，基于所述拥堵路段的矢量坐标将相邻的路段连接起来，组成多个拥堵区域。

7、优选的，所述s3中，处理装置集群的配置过程为云端服务器根据城市路网数据获取拥堵区域周围的通畅路段，统计所述拥堵区域中拥堵路段的数量，在通畅路段中选择对应数量的边缘计算设备进行组网，作为拥堵区域对应的处理装置集群。

8、优选的，所述s3中，交通缓解操作具体包括：

9、s31、处理装置集群分析拥堵区域的路段通行方向，获取区域入口信号灯组和区域出口信号灯组；

10、s32、处理装置集群根据道路状况调整区域入口信号灯组和区域出口信号灯组的绿灯时长；

11、s33、处理装置集群计算拥堵区域内部的路段数量，若路段数量大于2，进入s34，否则，结束交通缓解操作；

12、s34、处理装置集群根据拥堵状况将拥堵区域内部的路段分为目标路段和疏散路段；

13、s35、处理装置集群根据路段连接关系确定目标信号灯组，根据目标路段和疏散路段的平均车速调整目标信号灯组的绿灯时长，结束交通缓解操作。

14、优选的，所述s32中，区域入口信号灯组的绿灯时长调整过程为通过区域入口信号灯组配备的高清摄像头拍摄区域入口对应的各个路段的实时画面，处理装置集群根据实时画面确定区域入口对应的各个路段的空余道路长度，求取平均值得到入口平均空余道路长度，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取与区域入口对应路段相连的各个路段中的平均车速，再次求取平均值得到入口平均车速，将入口平均空余道路长度除以入口平均车速得到通行时长减少阈值，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取拥堵区域内部各个路段的平均车速，再次求取平均值得到拥堵平均车速，若拥堵平均车速小于第一阈值，区域入口信号灯组的绿灯时长缩短通行时长减少阈值，否则，区域入口信号灯组的绿灯时长缩短通行时长减少阈值的一半。

15、优选的，所述s32中，区域出口信号灯组的绿灯时长调整过程为通过区域出口信号灯组配备的高清摄像头拍摄区域出口对应各个路段的实时画面，处理装置集群根据实时画面确定区域出口对应的各个路段的空余道路长度，求取平均值得到出口平均空余道路长度，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取与区域出口对应的各个路段中的平均车速，再次求取平均值得到出口平均车速，将出口平均空余道路长度除以出口平均车速得到通行时长增加阈值，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取拥堵区域内部各个路段的平均车速，再次求取平均值得到拥堵平均车速，若拥堵平均车速小于第一阈值，区域出口信号灯组的绿灯时长延长通行时长增加阈值，否则，区域出口信号灯组的绿灯时长延长通行时长增加阈值的一半。

16、优选的，所述s34中，将严重拥堵路段作为目标路段，将缓行路段和拥堵路段作为疏散路段。

17、优选的，所述s35中，目标信号灯组的确定过程为基于路段连接关系和路段通行方向，将控制目标路段至疏散路段的信号灯组作为第一信号灯组，将控制疏散路段至目标路段的信号灯组作为第二信号灯组。

18、优选的，所述s35中，目标信号灯组的绿灯时长的调整过程包括处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取目标信号灯组两侧的目标路段和疏散路段的平均车速，计算目标路段的平均车速与疏散路段的平均车速的比值，得到调整比例，若调整比例小于调整阈值，将第一信号灯组的绿灯时长增加20秒，或者，将第二信号灯组的绿灯时长减少20秒，否则，将第一信号灯组的绿灯时长增加10秒，或者，将第二信号灯组的绿灯时长减少10秒。

19、相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

20、1）云端服务器利用空闲的边缘计算设备组成拥堵区域的处理装置集群，实现信息的本地传输和处理，在降低成本的同时提升了信息的处理速度；

21、2）从车辆的出入控制和内部车辆的流动调节这两个维度出发进行拥堵区域的交通缓解，能够从整体上缓解交通拥堵。

技术特征：

1.一种基于数据驱动的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于,所述交通信号灯多智能体协调控制方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s1中，云端服务器通过地图服务提供商提供的api接口获取区域内所有拥堵路段的路名及其对应的矢量坐标，所述拥堵路段包括缓行路段、拥堵路段和严重拥堵路段。

3.根据权利要求2所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s2中，基于所述拥堵路段的矢量坐标将相邻的路段连接起来，组成多个拥堵区域。

4.根据权利要求1所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s3中，处理装置集群的配置过程为云端服务器根据城市路网数据获取拥堵区域周围的通畅路段，统计所述拥堵区域中拥堵路段的数量，在通畅路段中选择对应数量的边缘计算设备进行组网，作为拥堵区域对应的处理装置集群。

5.根据权利要求4所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s3中，交通缓解操作具体包括：

6.根据权利要求5所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s32中，区域入口信号灯组的绿灯时长调整过程为通过区域入口信号灯组配备的高清摄像头拍摄区域入口对应的各个路段的实时画面，处理装置集群根据实时画面确定区域入口对应的各个路段的空余道路长度，求取平均值得到入口平均空余道路长度，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取与区域入口对应路段相连的各个路段中的平均车速，再次求取平均值得到入口平均车速，将入口平均空余道路长度除以入口平均车速得到通行时长减少阈值，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取拥堵区域内部各个路段的平均车速，再次求取平均值得到拥堵平均车速，若拥堵平均车速小于第一阈值，区域入口信号灯组的绿灯时长缩短通行时长减少阈值，否则，区域入口信号灯组的绿灯时长缩短通行时长减少阈值的一半。

7.根据权利要求5所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s32中，区域出口信号灯组的绿灯时长调整过程为通过区域出口信号灯组配备的高清摄像头拍摄区域出口对应各个路段的实时画面，处理装置集群根据实时画面确定区域出口对应的各个路段的空余道路长度，求取平均值得到出口平均空余道路长度，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取与区域出口对应的各个路段中的平均车速，再次求取平均值得到出口平均车速，将出口平均空余道路长度除以出口平均车速得到通行时长增加阈值，处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取拥堵区域内部各个路段的平均车速，再次求取平均值得到拥堵平均车速，若拥堵平均车速小于第一阈值，区域出口信号灯组的绿灯时长延长通行时长增加阈值，否则，区域出口信号灯组的绿灯时长延长通行时长增加阈值的一半。

8.根据权利要求5所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s34中，将严重拥堵路段作为目标路段，将缓行路段和拥堵路段作为疏散路段。

9.根据权利要求5所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s35中，目标信号灯组的确定过程为基于路段连接关系和路段通行方向，将控制目标路段至疏散路段的信号灯组作为第一信号灯组，将控制疏散路段至目标路段的信号灯组作为第二信号灯组。

10.根据权利要求9所述的交通信号灯多智能体协调控制方法，其特征在于，所述s35中，目标信号灯组的绿灯时长的调整过程包括处理装置集群通过地图服务提供商提供的api接口获取目标信号灯组两侧的目标路段和疏散路段的平均车速，计算目标路段的平均车速与疏散路段的平均车速的比值，得到调整比例，若调整比例小于调整阈值，将第一信号灯组的绿灯时长增加20秒，或者，将第二信号灯组的绿灯时长减少20秒，否则，将第一信号灯组的绿灯时长增加10秒，或者，将第二信号灯组的绿灯时长减少10秒。

技术总结本发明提出一种基于数据驱动的交通信号灯多智能体协调控制方法，交通信号灯多智能体协调控制方法具体包括如下步骤：S1、获取区域内的拥堵路段；S2、对于拥堵路段进行整合，获取拥堵区域；S3、为各个拥堵区域配置对应的处理装置集群，拥堵区域利用对应的处理装置集群、内部交通信号灯组配备的传感器和边缘计算设备进行交通缓解操作。本发明中，云端服务器利用空闲的边缘计算设备组成拥堵区域的处理装置集群，实现信息的本地传输和处理，在降低成本的同时提升了信息的处理速度，并且，从车辆的出入控制和内部车辆的流动调节这两个维度出发进行拥堵区域的交通缓解，能够从整体上缓解交通拥堵。技术研发人员：杨清勇,董文安,吴辉,黄玲菱,朱春熹,梁力受保护的技术使用者：成都交投信息科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25