信号交叉口相位间谈判博弈协调控制

城市信号控制交叉口中每个相位的控制均会影响到其他相位的控制以及整个交叉口控制性能.针对传统交叉口自适应交通信号控制各相位协调效率不高、稳定性较弱,将每个相位定义为一个参与者,应用特定动作后每个相位相应车道车辆排队长度总和的估计值来定义参与者的效用函数,利用谈判模型建立了相位间博弈框架,将其转化为局部数学线性规划问题.随后在进行相位效用空间凸性分析的基础上设计有效的算法求解此局部优化问题.此算法中,相位通过交换动作、谈判初始点,利用感知的效用来决定是否合作,避免繁琐的迭代过程.通过合理构建初始点并在迭代初始时将相位谈判初始点设置为车道可容纳的最大可测排队长度,从而解决较高交通需求下由于效用空间不是凸的而使得局部优化问题不能保证收敛到最优解的问题.接下来对算法的稳定性进行了理论分析.当相位总是决定合作时交叉口交通信号控制系统具有渐近稳定性.最后设计不同的交通需求情景,与固定配时控制和感应控制方法进行比较,验证所提出的算法的有效性和稳定性.特别是对于高交通需求时,该算法改进效果更为明显.