CN109147355B - 多路口信号控制方案生成方法及装置 - Google Patents

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CN109147355B CN201811085262.7A CN201811085262A CN109147355B CN 109147355 B CN109147355 B CN 109147355B CN 201811085262 A CN201811085262 A CN 201811085262A CN 109147355 B CN109147355 B CN 109147355B
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Abstract

本发明实施例涉及信号控制技术领域，具体而言，涉及一种多路口信号控制方案生成方法及装置。该方法应用于交通信号灯控制设备，交通信号灯控制设备预存有各待优化路口对应的信号控制方案备选池，该方法包括：分别从各信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案，对第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案，计算第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。采用该方法及装置能够灵活生成针对多路口的且具有自我进化功能的自适应信号控制方案。

Description

多路口信号控制方案生成方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及信号控制技术领域，具体而言，涉及一种多路口信号控制方案生成方法及装置。
背景技术
由于交通基础设施建设周期长，完善相应的公共交通系统也需要时间，现有的交通系统已经无法适应如此快速增长的机动车保有量，由此便引发了严重的交通拥堵问题。因此，在现有交通基础设施基础上，提高交通通行效率、减少拥堵路口和拥堵路段对减少经济损失、改善生活环境和提高居民身体质量有重大作用。改善信号控制方案是在现有交通基础设施基础上改善通行效率的最有效的方法之一。但是现有的信号控制方案大多针对单个路口，难以实现多路口的协调。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多路口信号控制方案生成方法及装置，能够灵活生成针对多路口的且具有自我进化功能的自适应信号控制方案。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种多路口信号控制方案生成方法，应用于交通信号灯控制设备，所述交通信号灯控制设备与多个待优化路口的信号灯系统通信连接，所述交通信号灯控制设备预存有各所述待优化路口对应的信号控制方案备选池，各所述信号控制方案备选池中包括对应的待优化路口的多个信号控制方案；所述方法包括：
分别从各所述信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案；
对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案；其中，所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案对应的第一适应度函数值均小于预设值；
计算所述第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断所述第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将所述第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。
可选地，所述方法还包括：
若所述第二适应度函数值不收敛，将所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行独立进化，以获得第三多路口信号控制方案；
继续对所述第三多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化。
可选地，所述第二适应度函数值为：
Figure BDA0001802583040000021
其中，NC为共同进化的路口数，Ti pt(Cj)为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向过车平均使用的时长，
Figure BDA0001802583040000023
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向车辆排队长度，
Figure BDA0001802583040000024
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向绿灯时间空置时长，θ、α、β、γ、δ和τ为变量系数，ATT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内从起点到达终点的平均行驶时间，AWT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内所有路口所需要的平均等待时间。
可选地，对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案的步骤，包括：
针对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案，计算得到该信号控制方案的第一适应度函数值，判断该第一适应度函数值是否低于预设值，若不低于所述预设值，将除了该信号控制方案之外的其他信号控制方案进行固定，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案，继续判断所述下一代信号控制方案的第一适应度函数值是否低于预设值，直到进化生成的下一代信号控制方案的第一适应度函数值低于所述预设值。
可选地，所述第一适应度函数值为：
Figure BDA0001802583040000022
可选地，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案的步骤，包括：
获得该信号控制方案对应的待优化路口信号控制方案备选池，计算该信号控制方案备选池中每个信号控制方案的中签率；
根据计算得到的多个中签率生成饼状图；
根据所述饼状图在该信号控制方案备选池选择信号控制方案作为下一代信号控制方案。
可选地，所述中签率为：
Figure BDA0001802583040000031
其中，
Figure BDA0001802583040000034
为路口Cj选择信号控制方案i的概率，
Figure BDA0001802583040000032
为路口Cj使用信号控制方案i时的第一适应度函数值，
Figure BDA0001802583040000033
为所有路口的信号控制方案的集合。
本发明实施例还提供了一种多路口信号控制方案生成装置，应用于交通信号灯控制设备，所述交通信号灯控制设备与多个待优化路口的信号灯系统通信连接，所述交通信号灯控制设备预存有各所述待优化路口对应的信号控制方案备选池，各所述信号控制方案备选池中包括对应的待优化路口的多个信号控制方案；所述装置包括：
获取模块，用于分别从各所述信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案；
进化模块，用于对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案；其中，所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案对应的第一适应度函数值均小于预设值；
判断模块，用于计算所述第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断所述第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将所述第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。
可选地，所述进化模块通过以下方式对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案：
针对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案，计算得到该信号控制方案的第一适应度函数值，判断该第一适应度函数值是否低于预设值，若不低于所述预设值，将除了该信号控制方案之外的其他信号控制方案进行固定，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案，继续判断所述下一代信号控制方案的第一适应度函数值是否低于预设值，直到进化生成的下一代信号控制方案的第一适应度函数值低于所述预设值。
可选地，所述进化模块通过以下方式在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案：
获得该信号控制方案对应的待优化路口信号控制方案备选池，计算该信号控制方案备选池中每个信号控制方案的中签率；
根据计算得到的多个中签率生成饼状图；
根据所述饼状图在该信号控制方案备选池选择信号控制方案作为下一代信号控制方案
本发明实施例提供的多路口信号控制方案生成方法及装置，能够将多个待优化路口中的每个待优化路口对应的信号控制方案进行组合得到第一多路口信号控制方案，并对第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案进行循环进化，进而获得较为稳定且具有自我进化功能的第二多路口信号控制方案，确保了多个待优化路口之间能够互相协作，提高了第二多路口信号控制方案的适用性和稳定性，通过对第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值进行分析，根据第二适应度函数值的收敛结果对第二多路口信号控制方案是否为最适多路口信号控制方案进行判定，能够保证获得的最适多路口信号控制方案的可靠性和适用性，该最适多路口信号控制方案具有自适应进化功能，能够根据多路口的实际交通状态灵活生成具有自我进化功能的自适应信号控制方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例所提供的一种电子设备10的方框示意图。
图2为本发明实施例所提供的一种多路口信号控制方案生成方法的流程图。
图3为一实施方式中图2所示的步骤S22包括的子步骤的示意图。
图4为一实施方式中图3所示的步骤S223包括的子步骤的示意图。
图5为本发明实施例所提供的一种多路口信号控制方案生成装置20的模块框图。
图标：10-电子设备；11-存储器；12-处理器；13-网络模块；20-多路口信号控制方案生成装置；21-获取模块；22-进化模块；23-判断模块。
具体实施方式
发明人经调查发现，在多路口协作的信号灯控制方案中，某一种信号控制方案可能在周围路口的配时方案固定的情况下是有效的，但当其他路口也用自适应的方案进行控制时，可能会出现不协调的情况。
以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。
基于上述研究，本发明实施例提供了一种多路口信号控制方案生成方法及装置，能够灵活生成针对多路口的且具有自我进化功能的自适应信号控制方案。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
图1示出了本发明实施例所提供的一种电子设备10的方框示意图。本发明实施例中的电子设备10可以为具有数据存储、传输、处理功能的服务端，如图1所示，电子设备10包括：存储器11、处理器12、网络模块13和多路口信号控制方案生成装置20。
存储器11、处理器12和网络模块13之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件互相之间可以通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器11中存储有多路口信号控制方案生成装置20，所述多路口信号控制方案生成装置20包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式储存于所述存储器11中的软件功能模块，所述处理器12通过运行存储在存储器11内的软件程序以及模块，例如本发明实施例中的多路口信号控制方案生成装置20，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本发明实施例中的多路口信号控制方案生成方法。
其中，所述存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器11用于存储程序，所述处理器12在接收到执行指令后，执行所述程序。
所述处理器12可能是一种集成电路芯片，具有数据的处理能力。上述的处理器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
网络模块13用于通过网络建立电子设备10与其他通信终端设备之间的通信连接，实现网络信号及数据的收发操作。上述网络信号可包括无线信号或者有线信号。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质包括计算机程序。所述计算机程序运行时控制所述可读存储介质所在电子设备10执行下面的多路口信号控制方案生成方法。
在本实施例中，该单路口信号控制方案生成方法应用于交通信号灯控制设备，该交通信号灯控制设备与多个待优化路口的信号灯系统通信连接，该交通信号灯控制设备预存有各个待优化路口对应的信号控制方案备选池，各个信号控制方案备选池中包括对应的待优化路口的多个信号控制方案。例如，交通信号灯控制设备可以为一电子设备。
图2示出了本发明实施例所提供的一种多路口信号控制方案生成方法的流程图。所述方法有关的流程所定义的方法步骤应用于电子设备10，可以由所述处理器12实现。下面将对图2所示的具体流程进行详细阐述：
步骤S21，分别从各信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案。
在本实施例中，该多路口信号控制方案生成方法是针对多路口，为便于说明，以三个路口C1、C2和C3为例，交通信号灯控制设备为M。
其中，M预存有每个路口对应的信号控制方案备选池，预存的信号控制方案备选池如下：
C1：I1、I2、I3、I4和I5。
C2：J1、J2、J3、J4和J5。
C3：K1、K2、K3、K4和K5。
其中，每个信号控制方案可以通过单路口信号控制方案生成方法获得，由于本方案的侧重点在于多个路口的信号控制方案的协作，因此，针对单个路口的信号配饰方案生成方法不做更多说明。
例如，随机从每个备选池中选取一个信号控制方案进行组合，以得到第一多路口信号控制方案，在本实施例中，第一多路口信号控制方案可以视为一个INGS个体，如表1所示：
表1
Figure BDA0001802583040000071
其中，
Figure BDA0001802583040000073
表示路口C1选用的方案为I3。
步骤S22，对第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案。
例如，针对表一所示的INGS个体，对该INGS个体中的每个信号控制方案进行循环进化，最终获得第二路口信号控制方案。
可以理解，将每个路口单独的信号控制方案进行组合之后，需要对该组合的协同性进行调整，避免某个路口的信号控制方案有效而其他路口的信号控制方案无效。
请结合参阅图3，本实施例中通过步骤S221、列举了步骤S22的其中一种实现方式。
步骤S221，针对第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案，计算得到该信号控制方案的第一适应度函数值。
例如，针对
Figure BDA0001802583040000074
计算得到信号控制方案I3的第一适应度函数值，其中，第一适应度函数值为：
Figure BDA0001802583040000072
进一步地：
Ti pt为路口第t个周期第p个相位第i个方向过车平均使用的时长；
Figure BDA0001802583040000075
为路口第t个周期第p个相位第i个方向车辆排队长度；
Figure BDA0001802583040000076
为路口第t个周期第p个相位第i个方向绿灯时间空置时长；
θ、α、β、γ、δ和τ为变量系数；
ATT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内从起点到达终点的平均行驶时间；
AWT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内所有路口所需要的平均等待时间。
步骤S222，判断该第一适应度函数值是否低于预设值。
其中，第一适应度函数值的值越小，代表控制效率越高，多个路口进行协作时，需要保证每个路口对应的信号控制方案的第一适应度函数值尽可能小，这样才能够保证多个路口的信号控制方案的互相协作，避免出现不匹配的情况。
具体地，对第一多路口信号控制方案(INGS个体)中的每个信号控制方案的第一适应度函数值继续进行判断。应当理解，在判断第一适应度函数值的时候是逐一进行的，在获得判断结果并根据判断结果执行相应步骤之后，才会进行下一个第一适应度函数值的判断。
步骤S223，将除了该信号控制方案之外的其他信号控制方案进行固定，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案。
例如，若信号控制方案I3的第一适应度函数值不低于预设值，此时需要对信号控制方案I3进行进化，使得进化之后的信号控制方案的第一适应度函数值低于预设值，这样能够提高控制的效率。
具体地，将
Figure BDA0001802583040000082
和
Figure BDA0001802583040000083
进行固定，单独对I3进行进化，以获得I3的下一代信号控制方案。
请结合参阅图4，本实施例中通过步骤S2231、步骤S2232和步骤S2233列举了采用进化计算方法生成下一代信号控制方案的其中一种实现方式：
步骤S2231，获得该信号控制方案对应的待优化路口的信号控制方案备选池，计算该信号控制方案备选池中每个信号控制方案的中签率。
例如，获得C1的信号控制方案备选池(I1、I2、I3、I4和I5)，分别计算I1、I2、I3、I4和I5的中签率，其中，中签率为：
Figure BDA0001802583040000081
进一步地，
Figure BDA0001802583040000084
为路口Cj选择信号控制方案i的概率，
Figure BDA0001802583040000085
为路口Cj使用信号控制方案i时的第一适应度函数值，
Figure BDA0001802583040000086
为所有路口的信号控制方案的集合。
步骤S2232，根据计算得到的多个中签率生成饼状图。
可以理解，多个中签率相加之和为1，通过饼状图可以对C1的信号控制方案备选池(I1、I2、I3、I4和I5)的每个信号备选方案进行随机选取，以实现对I3的进化。应当理解，本实施例仅示出了C1的五个信号控制方案，并不是对信号控制方案数量的限制。
步骤S2233，根据饼状图在该信号控制方案备选池选择信号控制方案作为下一代信号控制方案。
可通过饼状图随机选择信号控制方案作为I3的下一代信号控制方案。
在生成了下一代信号控制方案之后，会转到步骤S221继续获得该下一代信号控制方案的第一适应度函数值，并通过步骤S222继续判断该第一适应度函数值是否低于预设值，若还是不低于预设值，继续执行步骤S223。
通过上述循环进化，能够保证多个路口的信号控制方案的互相协作，避免出现不匹配的情况。
步骤S224，将该信号控制方案放入多路口信号控制备选方案池。
若信号控制方案I3的第一适应度函数值低于预设值，可以将信号控制方案I3放入多路口信号控制备选方案池，其中，多路口信号控制备选方案池可以理解为没有成型的第二多路口信号控制方案。
应当理解，在执行步骤S224之后，会将
Figure BDA0001802583040000092
和
Figure BDA0001802583040000093
进行固定，对
Figure BDA0001802583040000094
执行上述步骤S221、步骤S222、步骤S223/步骤S224。只有当前一个信号控制方案的第一适应度函数值低于预设值，并将该信号控制方案放入多路口信号控制备选方案池之后，才会进行下一个信号控制方案的第一适应度函数值判断，在对下一个信号控制方案的第一适应度函数值判断时，也需要将前一个信号控制方案进行固定。可以理解，只要是放入多路口信号控制备选方案池的信号控制方案，其第一适应度函数值都要小于预设值(无论进化与否)。
应当理解，满足步骤S224的每个路口的信号控制方案可能有多个，这些信号控制方案都放入多路口信号控制备选方案池，即多路口信号控制备选方案池存在多个第二多路口信号控制方案。
步骤S23，计算第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断第二适应度函数值是否收敛。
其中，第二适应度函数值为：
Figure BDA0001802583040000091
进一步地，NC为共同进化的路口数，Ti pt(Cj)为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向过车平均使用的时长，
Figure BDA0001802583040000095
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向车辆排队长度，
Figure BDA0001802583040000096
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向绿灯时间空置时长，θ、α、β、γ、δ和τ为变量系数，ATT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内从起点到达终点的平均行驶时间，AWT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内所有路口所需要的平均等待时间。
步骤S24，将第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。
若第二适应度函数值收敛，将该第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。可以理解，该最适多路口信号控制方案具有自我进化功能，能够针对多路口的实际情况对信号灯的配时进行自适应调整和进化。
步骤S25，将第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行独立进化，以获得第三多路口信号控制方案。
若第二适应度函数值不收敛，将第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行独立进化，可以理解，独立进化时不用将除了进化的信号控制方案以外的信号控制方案进行固定。
例如，第二多路口信号控制方案(I2、J5、K1)，对I2、J5、K1进行独立进化，又例如，在对I2进化的时候不固定J5和K1。经过独立进化能够获得第三多路口信号控制方案，然后再对第三多路口信号控制方案执行步骤S22。
在上述基础上，如图5所示，本发明实施例提供了一种多路口信号控制方案生成装置20，所述多路口信号控制方案生成装置20包括：获取模块21、进化模块22、判断模块23。
获取模块21，用于分别从各所述信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案。
由于获取模块21和图2中步骤S21的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
进化模块22，用于对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案；其中，所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案对应的第一适应度函数值均小于预设值。
由于进化模块22和图2中步骤S22的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
判断模块23，用于计算所述第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断所述第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将所述第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案。
由于判断模块23和图2中步骤S23、步骤S24和步骤S25的实现原理类似，因此在此不作更多说明。
可以理解，通过上述方法生成的最适多路口信号控制方案具有自我进化功能，能够根据多路口的实际交通状态灵活生成具有自我进化功能的自适应信号控制方案，相比于针对单路口的自适应信号控制方案，该最适多路口信号控制方案能够实现多个路口之间的自适应信号控制方案的互相协作，避免出现不协调的情况。
综上，本发明实施例所提供的多路口信号控制方案生成方法及装置，能够灵活生成针对多路口的且具有自我进化功能的自适应信号控制方案。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备10，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多路口信号控制方案生成方法，其特征在于，应用于交通信号灯控制设备，所述交通信号灯控制设备与多个待优化路口的信号灯系统通信连接，所述交通信号灯控制设备预存有各所述待优化路口对应的信号控制方案备选池，各所述信号控制方案备选池中包括对应的待优化路口的多个信号控制方案；所述方法包括：
分别从各所述信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案；
对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案；其中，所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案对应的第一适应度函数值均小于预设值；
计算所述第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断所述第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将所述第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案；
所述第二适应度函数值为：
Figure FDA0002793371320000011
其中，NC为共同进化的路口数，Ti pt(Cj)为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向过车平均使用的时长，
Figure FDA0002793371320000012
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向车辆排队长度，
Figure FDA0002793371320000013
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向绿灯时间空置时长，θ、α、β、γ、δ和τ为变量系数，ATT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内从起点到达终点的平均行驶时间，AWT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内所有路口所需要的平均等待时间；
所述第一适应度函数值为：
Figure FDA0002793371320000021
2.根据权利要求1所述的多路口信号控制方案生成方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第二适应度函数值不收敛，将所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行独立进化，以获得第三多路口信号控制方案；
继续对所述第三多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化。
3.根据权利要求1所述的多路口信号控制方案生成方法，其特征在于，对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案的步骤，包括：
针对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案，计算得到该信号控制方案的第一适应度函数值，判断该第一适应度函数值是否低于预设值，若不低于所述预设值，将除了该信号控制方案之外的其他信号控制方案进行固定，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案，继续判断所述下一代信号控制方案的第一适应度函数值是否低于预设值，直到进化生成的下一代信号控制方案的第一适应度函数值低于所述预设值。
4.根据权利要求3所述的多路口信号控制方案生成方法，其特征在于，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案的步骤，包括：
获得该信号控制方案对应的待优化路口信号控制方案备选池，计算该信号控制方案备选池中每个信号控制方案的中签率；
根据计算得到的多个中签率生成饼状图；
根据所述饼状图在该信号控制方案备选池选择信号控制方案作为下一代信号控制方案。
5.根据权利要求4所述的多路口信号控制方案生成方法，其特征在于，所述中签率为：
Figure FDA0002793371320000031
其中，
Figure FDA0002793371320000032
为路口Cj选择信号控制方案i的概率，
Figure FDA0002793371320000033
为路口Cj使用信号控制方案i时的第一适应度函数值，
Figure FDA0002793371320000034
为所有路口的信号控制方案的集合。
6.一种多路口信号控制方案生成装置，其特征在于，应用于交通信号灯控制设备，所述交通信号灯控制设备与多个待优化路口的信号灯系统通信连接，所述交通信号灯控制设备预存有各所述待优化路口对应的信号控制方案备选池，各所述信号控制方案备选池中包括对应的待优化路口的多个信号控制方案；所述装置包括：
获取模块，用于分别从各所述信号控制方案备选池中随机选择其中一个信号控制方案进行组合，获得第一多路口信号控制方案；
进化模块，用于对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案；其中，所述第二多路口信号控制方案中的每个信号控制方案对应的第一适应度函数值均小于预设值；
判断模块，用于计算所述第二多路口信号控制方案的第二适应度函数值，判断所述第二适应度函数值是否收敛，若收敛，将所述第二多路口信号控制方案作为最适多路口信号控制方案；
所述第二适应度函数值为：
Figure FDA0002793371320000041
其中，NC为共同进化的路口数，Ti pt(Cj)为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向过车平均使用的时长，
Figure FDA0002793371320000042
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向车辆排队长度，
Figure FDA0002793371320000043
为路口Cj第t个周期第p个相位第i个方向绿灯时间空置时长，θ、α、β、γ、δ和τ为变量系数，ATT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内从起点到达终点的平均行驶时间，AWT为在测试仿真周期内，所有车辆在仿真区域内所有路口所需要的平均等待时间；
所述第一适应度函数值为：
Figure FDA0002793371320000044
7.根据权利要求6所述的多路口信号控制方案生成装置，其特征在于，所述进化模块通过以下方式对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案分别进行循环进化以获得第二多路口信号控制方案：
针对所述第一多路口信号控制方案中的每个信号控制方案，计算得到该信号控制方案的第一适应度函数值，判断该第一适应度函数值是否低于预设值，若不低于所述预设值，将除了该信号控制方案之外的其他信号控制方案进行固定，在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案，继续判断所述下一代信号控制方案的第一适应度函数值是否低于预设值，直到进化生成的下一代信号控制方案的第一适应度函数值低于所述预设值。
8.根据权利要求7所述的多路口信号控制方案生成装置，其特征在于，所述进化模块通过以下方式在该信号控制方案的基础上采用进化计算方法生成下一代信号控制方案：
获得该信号控制方案对应的待优化路口信号控制方案备选池，计算该信号控制方案备选池中每个信号控制方案的中签率；
根据计算得到的多个中签率生成饼状图；
根据所述饼状图在该信号控制方案备选池选择信号控制方案作为下一代信号控制方案。
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