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龙图腾网获悉西安理工大学申请的专利考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117079488B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311096475.0，技术领域涉及：G08G1/097；该发明授权考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法是由闫飞;梁朔设计研发完成，并于2023-08-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法，具体为：根据交通流模型建立路网状态空间方程；定义信号灯故障模型，设计迭代学习容错控制律；根据交叉口处车辆运行规律及车辆排队累计车辆数，判断路网内是否有信号灯发生故障，并根据判断结果进行迭代学习容错控制律的切换；通过判断出路网内信号灯是否发生故障，在路网内初始状态扰动的影响下对路网内进行信号控制，根据迭代学习容错控制得到的信号灯绿灯时长增量重新设置信号灯的各相位绿灯时长，使路网内各交叉口处各路口的车辆排队长度都趋于均衡。该方法保证在信号灯故障时，路网内其余正常工作的信号灯协调控制路网内的车辆流向。

本发明授权考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法在权利要求书中公布了：1.考虑初始扰动和信号灯故障的交通信号迭代容错控制方法，其特征在于，具体为： 步骤1、选定待研究交通区域路网，根据交通流模型建立路网状态空间方程； 步骤1具体为： 步骤1.1、根据“存储转发”交通流模型构建路网状态空间方程，具体过程如下：假设两个相邻交叉口分别为和，，连接交叉口的路段为z，则车辆的排队方程如下： 1 式中，表示k时刻交叉口第i个进口道车辆的排队长度，；为控制周期；和分别表示k时刻交叉口处第i个进口道的车辆到达率和车辆消散率，车辆消散率，式中，表示k时刻交叉口对应第i个进口道相位的绿灯时间；表示交叉口第i个进口道的饱和流量；T表示交叉口处信号灯的信号周期，车辆到达率，式中，表示k时刻进口道i的输入流量，为车辆经过交叉口驶入路段z的转向率； 令，整理公式1得到交叉口第i个进口道的车辆排队方程为2； 步骤1.2、对所有交叉口的进口道列写1.1中的车辆排队方程2，得到k+1时刻整个路网的车辆排队方程如下： 3 式中，Xk为状态向量，表示k时刻交叉口所有进口道的车辆排队长度；Uk为控制向量，表示k时刻交叉口所有进口道对应相位的绿灯时间；为k时刻路网内的初始状态扰动向量，A是状态矩阵，为单位矩阵；B是输入矩； 路网内交叉口有四个方向的进口道，选择将k时刻交叉口处相邻进口道的车辆排队长度之差作为输出Yk，对于路网内任意一个交叉口，其k时刻的输出表示为： 4 式中，表示k时刻交叉口进口道1的输出；表示k时刻交叉口进口道2的输出；表示k时刻交叉口进口道3的输出；表示k时刻交叉口进口道4的输出；，，表示k时刻交叉口处所有进口道的车辆排队长度；为k时刻数据采集设备产生的输出误差，对路网所有交叉口列写输出方程，得到k时刻整个路网的输出方程为： 5 式中，；N为交叉口个数；C为输出矩阵，得到k+1时刻路网状态空间方程如下： 6； 步骤2、定义信号灯故障模型，构建考虑输入扰动以及信号灯故障的路网状态空间方程，同时设计迭代学习容错控制律，并设计校正项以补偿初始状态扰动的影响； 步骤2具体为： 步骤2.1、令表示k时刻信号灯故障的输出信号，定义信号灯故障模型为，其中矩阵是信号灯故障信号，；并且，当时表示第p个信号灯完全故障；表示第p个信号灯部分故障；当时，表示第p个信号灯工作正常；故障信号中取值范围为0,1中的随机数，即，将信号灯故障模型表达式代入步骤1中得到的路网状态空间方程，得到k+1时刻的考虑初始状态扰动以及信号灯故障的路网的状态空间方程为： 7 式中，表示存在信号灯故障情况时k时刻路网内交叉口所有进口道的车辆排队长度；表示存在信号灯故障情况时k时刻路网内所有交叉口处相邻进口道的车辆排队长度之差；为存在信号灯故障情况时k时刻路网内的输入状态扰动向量；为存在信号灯故障情况时k时刻数据采集设备产生的输出误差； 2.2、对于考虑输入扰动以及信号灯故障的路网的状态空间方程，定义路网的跟踪误差为： 8 式中，为k时刻路网内的期望输出，为第n次迭代时k时刻路网内的实际输出；D型迭代学习控制律为，其中，L是学习增益矩阵；是第n次迭代k时刻的控制输入，即对应各交叉口信号灯的绿灯时长增量；是第n次迭代k时刻的跟踪误差，且，为迭代次数的最大值； 2.3、将校正项引入D型迭代学习控制律中，考虑在k=0时消除不同初始状态扰动对交通信号控制造成的干扰，得到一种在无信号灯故障时能够减小不同初始状态扰动影响的城市交通信号迭代学习控制算法，即迭代学习控制律1： 9 式中，为设计的校正项；rk为脉冲函数，其形式为 10 式中，L为迭代学习增益矩阵；是与第n次迭代的初始状态扰动相关的项，为，其中，为输入矩阵B的转置；为第n次迭代k时刻交叉口所有进口道的车辆排队长度；为第n次迭代k时刻的控制输入，对应第n次迭代k时刻路网内各交叉口的绿灯时长增量； 当路网内有信号灯发生故障时以及故障被修复后，通过将状态反馈引入迭代学习控制中，得到应对信号灯故障的迭代学习容错控制算法，即迭代学习容错控制律2： 11 其中，均为迭代学习容错增益矩阵；为第n次迭代k时刻的控制输入，对应第n次迭代k时刻路网内各交叉口的绿灯时长增量；为第n次迭代k时刻交叉口所有进口道的车辆排队长度；是与第n次迭代的初始状态扰动相关的项，为； 步骤3、根据交叉口处车辆运行规律及车辆排队累计车辆数，判断路网内是否有信号灯发生故障，并根据判断结果进行迭代学习容错控制律的切换； 步骤4、通过步骤3判断出路网内信号灯是否发生故障，在路网内初始状态扰动的影响下对路网内进行信号控制，根据迭代学习容错控制得到的信号灯绿灯时长增量重新设置信号灯的各相位绿灯时长，使路网内各交叉口处各路口的车辆排队长度都趋于均衡。

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