基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法和系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及智能交通信號控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法以及實(shí)現(xiàn)該控制方法的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

交叉口是城市道路系統(tǒng)的重要組成部分，各方向交通流在此匯合，其交通運(yùn)行效率好壞直接影響城市道路交通是否順暢。提高交叉口的交通運(yùn)行效率，首要任務(wù)是選擇合適的交通信號控制方法。交叉口合理的信號控制方案可有效解決交叉路口擁堵問題，提高交叉口道路通行效率，節(jié)約出行時間，同時有效避免因交叉口發(fā)生擁堵引發(fā)的臨近道路及交叉口的連鎖擁堵反應(yīng)。

目前國內(nèi)采用的交叉口信號控制方式有以下幾種：(1)定時控制，不改變原有車道路權(quán)的基礎(chǔ)上，對信號燈放行時間進(jìn)行調(diào)整。不過這種方式對一些視距不良、信號燈之間距離較長的路段，容易存在較大安全隱患；(2)自適應(yīng)控制，通根據(jù)交通流的狀況，在線實(shí)時地自動調(diào)整信號控制參數(shù)以適應(yīng)交通流變化的控制方式。不過目前市場上的自適應(yīng)控制都是依據(jù)交通流的狀況變換，來選擇預(yù)設(shè)的信號控制方案，嚴(yán)格上講不能算實(shí)時的自適應(yīng)信號控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種實(shí)時改變道路信號控制，對通行路權(quán)進(jìn)行按需分配，緩解道路交通擁堵狀況的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：該基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法，包括以下步驟：

(1)在交叉口各進(jìn)口車道上都設(shè)置流量采集系統(tǒng)；

(2)設(shè)置最短綠燈時間、單位綠燈延長時間和最大綠燈時間信號控制參數(shù)；

(3)在當(dāng)前相位綠燈時間即將結(jié)束時，若在一個預(yù)置的時間間隔內(nèi)檢測器檢測到無后續(xù)車輛到達(dá)，即運(yùn)行下一相位；若有后續(xù)車輛到達(dá)，則每測得一輛車綠燈延長一個預(yù)設(shè)的單位綠燈延長時間；如果在延長時間內(nèi)又有車輛到達(dá)，則綠燈時間持續(xù)延長，綠燈一直延長到預(yù)置的最大綠燈時間；如果達(dá)到最大綠燈時間，則無論后續(xù)是否有車輛到達(dá)都立即中斷該相位的通行權(quán)。

上述技術(shù)方案適用于進(jìn)口交通量隨機(jī)變化比較大的交叉口，流量采集系統(tǒng)對各個車道上的流量進(jìn)行采集，根據(jù)車道流量反饋情況，通過對道路交通擁堵情況的判斷，動態(tài)的進(jìn)行路權(quán)分配管理，調(diào)節(jié)道路車輛的空間分布，實(shí)現(xiàn)交通流量控制，緩解交通擁堵；優(yōu)化了路權(quán)判斷控制模型，提高了道路狀態(tài)判斷的精準(zhǔn)性和效率；實(shí)現(xiàn)道路交通信號智能化控制，提升交通管理部門的道路調(diào)控能力，節(jié)約了社會大眾的出行時間；提高了道路通行效率。

在本發(fā)明中，相位是指：在一個信號周期內(nèi)，具有相同的信號燈色顯示的一股或幾股交通流的信號狀態(tài)序列稱作一個相位.一個相位也被稱作一個控制狀態(tài)，簡而言之，紅黃綠三個信號燈為一組，這就是一個相位。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括有步驟(4)：選取各相位的平均排隊(duì)長度作為判斷各個相位對于綠燈需求的依據(jù)，選擇平均排隊(duì)長度最大的相位作為下一個即將運(yùn)行的相位。

步驟(4)解決需求最大相位的通行問題，減少平均車輛延誤。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，在當(dāng)前運(yùn)行相位結(jié)束后，選擇各個相位中平均排隊(duì)長度最長的相位作為下一個將要運(yùn)行的相位；如果所選相位依然是當(dāng)前運(yùn)行相位，則繼續(xù)延長本相位的剩余綠燈時間；如果該相位達(dá)到最大綠燈時間，則中斷該相位的通行權(quán)并進(jìn)行相位選擇；如果所選相位為其他相位，則跳過中間的相位直至運(yùn)行到所選的相位。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，在所述步驟(2)中，還設(shè)置有最大等待時間，如果有相位持續(xù)紅燈的時間超過了該時間并且有排隊(duì)車輛等候通行，則改變下一個將要運(yùn)行的相位為該相位。

本發(fā)明要解決的另一個問題是，提供一種基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)。

該基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)包括有通訊接口，其中通迅接口采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的接口協(xié)議；還包括有數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、時鐘模塊、譯碼模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和信號控制模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收道路路況數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)；時鐘模塊主要提供系統(tǒng)的時鐘基準(zhǔn)，以保障系統(tǒng)時鐘步調(diào)一致，準(zhǔn)確運(yùn)行；譯碼模塊主要負(fù)責(zé)將接收到的路況數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯，以及將紅綠燈控制命令編譯成脈沖信號；數(shù)據(jù)分析模塊主要是對接收的路況數(shù)據(jù)進(jìn)行路權(quán)需求判斷，得出相位變換結(jié)果；信號控制模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)分析模塊的相位變換結(jié)果，將相應(yīng)相位控制命令發(fā)送給路口紅綠燈，實(shí)現(xiàn)路權(quán)控制。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，該基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)采用c語言開發(fā)。

本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收流量采集系統(tǒng)提供的道路路況數(shù)據(jù)和信號控制系統(tǒng)內(nèi)各個模塊之間的通信數(shù)據(jù)；

其中流量采集系統(tǒng)采用感應(yīng)線圈方式、微波檢測器方式、視頻方式或者地磁方式。

附圖說明

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

圖1是本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的控制流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的相位流程判斷示意圖；

圖3是采用本發(fā)明基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的實(shí)施例1平均行程時間對比圖；

圖4是采用本發(fā)明基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的實(shí)施例1的延誤時間對比圖；

圖5是采用本發(fā)明基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的實(shí)施例1的平均停車次數(shù)對比圖；

圖6是采用本發(fā)明基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的實(shí)施例1的平均排隊(duì)長度對比圖；

圖7是采用本發(fā)明基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的實(shí)施例1的可變車道數(shù)據(jù)流向圖；

圖8是本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。

具體實(shí)施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

實(shí)施例1：該基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法，包括以下步驟：

(1)在交叉口各進(jìn)口車道上都設(shè)置流量采集系統(tǒng)；

(2)設(shè)置最短綠燈時間、單位綠燈延長時間和最大綠燈時間信號控制參數(shù)；

(3)在當(dāng)前相位綠燈時間即將結(jié)束時，若在一個預(yù)置的時間間隔內(nèi)檢測器檢測到無后續(xù)車輛到達(dá)，即運(yùn)行下一相位；若有后續(xù)車輛到達(dá)，則每測得一輛車綠燈延長一個預(yù)設(shè)的單位綠燈延長時間；如果在延長時間內(nèi)又有車輛到達(dá)，則綠燈時間持續(xù)延長，綠燈一直延長到預(yù)置的最大綠燈時間；如果達(dá)到最大綠燈時間，則無論后續(xù)是否有車輛到達(dá)都立即中斷該相位的通行權(quán)。

進(jìn)一步的，還包括有步驟(4)：選取各相位的平均排隊(duì)長度作為判斷各個相位對于綠燈需求的依據(jù)，選擇平均排隊(duì)長度最大的相位作為下一個即將運(yùn)行的相位。

在當(dāng)前運(yùn)行相位結(jié)束后，選擇各個相位中平均排隊(duì)長度最長的相位作為下一個將要運(yùn)行的相位；如果所選相位依然是當(dāng)前運(yùn)行相位，則繼續(xù)延長本相位的剩余綠燈時間；如果該相位達(dá)到最大綠燈時間，則中斷該相位的通行權(quán)并進(jìn)行相位選擇；如果所選相位為其他相位，則跳過中間的相位直至運(yùn)行到所選的相位。

在所述步驟(2)中，還設(shè)置有最大等待時間，如果有相位持續(xù)紅燈的時間超過了該時間并且有排隊(duì)車輛等候通行，則改變下一個將要運(yùn)行的相位為該相位。

如圖1所示，是本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的控制流程示意圖，對主干道綠燈時間的控制流程為，在主干道是綠燈的狀態(tài)下，判斷主干道是否有車，若有，判斷是否達(dá)到最大綠燈時間，否，則主干道繼續(xù)綠燈，若達(dá)到最大綠燈時間，則次干道綠燈；若主干道無車，則判斷次干道是否有車，無車，則判斷主干道綠燈是否達(dá)到最小綠燈時間，若沒有達(dá)到，則主干道繼續(xù)綠燈，若已達(dá)到最小綠燈時間，且次干道上有車，則次干道綠燈；同樣的，在次干道是綠燈的狀態(tài)下，判斷次干道是否有車，若有，判斷是否達(dá)到最大綠燈時間，否，則次干道繼續(xù)綠燈，若達(dá)到最大綠燈時間，則主干道綠燈；若次干道無車，判斷主干道是否有車，無車，則判斷次干道綠燈是否達(dá)到最小綠燈時間，若沒有達(dá)到，則次干道繼續(xù)綠燈，若已達(dá)到最小綠燈時間，且主干道上有車，則主干道綠燈；如此循環(huán)即可。

如圖2所示，本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法的相位流程判斷示意圖。從圖3-圖6也可以明顯的看出，采用本發(fā)明的基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制方法，通過對道路交通擁堵情況的判斷，動態(tài)的進(jìn)行路權(quán)分配管理，調(diào)節(jié)道路車輛的空間分布，實(shí)現(xiàn)交通流量控制，緩解交通擁堵；優(yōu)化了路權(quán)判斷控制模型，提高了道路狀態(tài)判斷的精準(zhǔn)性和效率；實(shí)現(xiàn)道路交通信號智能化控制，提升交通管理部門的道路調(diào)控能力，節(jié)約了社會大眾的出行時間，提高了道路通行效率。

另外，圖7中，流量采集系統(tǒng)采集道路路況信息，對路口車輛排隊(duì)長度進(jìn)行分析判斷，將判斷結(jié)果通過傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給信號控制系統(tǒng)，信號控制系統(tǒng)依據(jù)路口車輛排隊(duì)長度進(jìn)行分析，選擇下一相位控制命令，發(fā)送給路口紅綠燈，控制紅綠燈進(jìn)行相位變換，控制道路路權(quán)分配。

流量采集系統(tǒng)采用感應(yīng)線圈方式、微波檢測器方式、視頻方式或者地磁方式，本實(shí)施例中的流量采集系統(tǒng)是指在交叉口各進(jìn)口車道上都埋設(shè)感應(yīng)線圈，各進(jìn)口車流的通行權(quán)和綠燈時間由感應(yīng)線圈是否檢測到車輛到達(dá)。

此外，實(shí)施例1中的實(shí)現(xiàn)該控制方法采用基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)，如圖8所示，包括有通訊接口，其中通迅接口采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的接口協(xié)議；還包括有數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、時鐘模塊、譯碼模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和信號控制模塊；數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收道路路況數(shù)據(jù)和通信數(shù)據(jù)；時鐘模塊主要提供系統(tǒng)的時鐘基準(zhǔn)，以保障系統(tǒng)時鐘步調(diào)一致，準(zhǔn)確運(yùn)行；譯碼模塊主要負(fù)責(zé)將接收到的路況數(shù)據(jù)進(jìn)行編譯，以及將紅綠燈控制命令編譯成脈沖信號；數(shù)據(jù)分析模塊主要是對接收的路況數(shù)據(jù)進(jìn)行路權(quán)需求判斷，得出相位變換結(jié)果；信號控制模塊負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)分析模塊的相位變換結(jié)果，將相應(yīng)相位控制命令發(fā)送給路口紅綠燈，實(shí)現(xiàn)路權(quán)控制。

該基于全感應(yīng)檢測的交通信號控制系統(tǒng)采用c語言開發(fā)，數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收流量采集系統(tǒng)提供的道路路況數(shù)據(jù)和信號控制系統(tǒng)內(nèi)各個模塊之間的通信數(shù)據(jù)；

其中流量采集系統(tǒng)采用感應(yīng)線圈方式、微波檢測器方式、視頻方式或者地磁方式。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，具體實(shí)施例只是對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。