CN103065463A - 交通控制仿真系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交通控制仿真系统及方法，交通控制仿真系统通过网络接口与智能交通控制系统通讯实现仿真，智能交通控制系统通过网络接口与各监测模拟器对接，用于接收数据和控制指令下达。仿真系统包括：车辆行人模拟发生器：用于产生模拟车辆与行人数据，并且控制车辆、行人的状态；信号机模拟器：用于模拟信号机工作；流量监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测车流量；排队监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测等待通过路口的排队车辆信息；行人监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测是否有行人需要通过路口；显示屏：用于显示被模拟的车辆与行人在街道地图上的移动状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种仿真技术领域，具体地说，是涉及一种用于仿真智能交通控制系统的运行性能及优化控制效果的仿真系统及仿真方法。
背景技术
目前，由于交通堵塞情况日益严峻，因而，智能交通控制系统应运而生，对信号机进行智能控制，而如何检验智能交通控制系统的运行性能及其优化控制的效果是至关重要的问题。
推广智能交通控制系统时，可以使用仿真系统给客户直观的显示智能控制系统的控制优化效果，以提高其竞争力与说服力，为未来的交通领域，信号控制，优化算法等理论方法提供一个验证平台。
发明内容
本发明提供了一种交通控制仿真系统，解决了现有智能交通控制系统的智能控制及交通优化效果不能直观方便地评估，并且无法给客户展示本智能交通控制系统的优点；同时在开发层面测试人员只能看到一堆不具有可读性的数据，无法直观看到智能交通控制系统的运行结果的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种交通控制仿真系统，所述系统通过网络接口与智能交通控制系统通讯，包括：
车辆行人模拟发生器：用于产生模拟车辆与行人数据，并且控制车辆、行人的状态；
信号机模拟器：用于模拟信号机工作；
流量监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测车流量；
排队监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测等待通过路口的排队车辆信息；
行人监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测是否有行人需要通过路口；
显示屏：用于显示被模拟的车辆与行人在街道地图上的移动状况。
基于上述交通控制仿真系统的设计，本发明还提出了一种交通控制仿真方法，所述方法如下：
信号机模拟器按照设置的初始值开始运行，车辆与行人开始移动运行；
各路口的流量监测模拟器、排队监测模拟器、行人监测模拟器将车辆与行人监测数据传输到网络接口，由网络接口传输给智能交通控制系统；
智能交通控制系统根据监测数据，将控制指令通过网络接口传送到信号机模拟器；
信号机模拟器根据指令增加或者减少直行转向的绿灯时间、执行优化算法；
显示屏在地图上直观显示车辆行人通行情况。
作为上述方案的进一步改进，车辆行人模拟发生器产生道路上各个方向的车辆与行人实例，并且控制车辆与行人按照规定路线行走，遇到交通路口的红灯时停止前进或者转弯；遇到绿灯则执行前进或者转弯。
作为上述方案的进一步改进，流量监测模拟器为通过流量监测模拟器的车辆计数，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
进一步的，车辆行人模拟发生器使用时间轴移动模拟车辆行驶，当该时间轴到达设置流量监测模拟器的坐标时，所述流量监测模拟器计数，并上报至智能交通控制系统。
作为上述方案的进一步改进，所述排队监测模拟器监测排队车辆数据，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
进一步的，所述排队车辆数据=所述排队监测模拟器到路口的距离/车辆的平均长度。
作为上述方案的进一步改进，所述行人监测模拟器监测排队行人数据，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
进一步的，所述排队行人数据=所述排队监测模拟器到路口的距离/行人的平均长度。
进一步的，所述行人监测模拟器接受行人发起的过街请求。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
1.可以直观有效的体现智能控制系统的控制效果，针对不同的控制系统可以做出效果对比。
2.针对智能控制系统的测试，给出直观的效果和数据。
3.有效的验证各种优化控制与优化算法，对智能交通研究提供事实依据。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明具体实施例仿真系统的系统框图。
图2是本发明具体实施例仿真方法流程图。
图3是本发明具体实施例车辆行人模拟发生器的流程图。
图4是本发明具体实施例监测器的流程图。
图5是本发明具体实施例智能交通控制系统控制的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明：
参见图1所示，本实施例提出了一种交通控制仿真系统，包括：车辆行人模拟发生器、信号机模拟器、流量监测模拟器、排队监测模拟器、行人监测模拟器以及显示屏。仿真系统通过网络接口与智能交通控制系统通讯实现仿真，智能交通控制系统通过网络接口与各监测模拟器对接，用于接收数据和控制指令下达，具体说明如下：
车辆行人模拟发生器：用于产生模拟车辆与行人数据，并且控制车辆、行人的状态。也可预先通过参数标记，产生具有某种特征的车辆与行人，例如：白名单车辆（如警车等违章不统计车辆），可发起过街请求的行人。执行车辆行驶、行人移动、遇到红灯停止等操作。
信号机模拟器：用于模拟信号机工作；用每个线程模拟一个信号机，每个信号机的参数保存到全局变量中，即：红黄绿信号灯的相位、播放周期、地图坐标等。该线程按照红黄绿灯相位时间标识该线程状态。
流量监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测车流量；使用一个任务线程控制多个流量监测模拟器，使用时间轴移动模拟车辆行驶，当该时间轴到达设置流量监测模拟器的坐标时，给控制该监测器的线程发送消息（如：xxx号监测器有车辆经过），任务线程将该流量监测器执行计数并且将数据上报。
排队监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测等待通过路口的排队车辆信息；使用一个任务线程控制多个排队监测器，当信号机模拟器处于红灯时，有车辆到达排队监测器的位置，向控制任务线程发送消息XXX编号排队检测器有车辆排队，任务线程此时执行计算排队车辆的数据，该排队监测器到路口的距离L除以车辆的平均长度l得出排队车辆个数，即：L/l=排队车辆个数，将该数据记录到该监测，并且上报。
行人监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测是否有行人需要通过路口；该监测器类似于排队监测模拟器原理。可以统计计数，可以接受行人发起的过街请求。
显示屏：用于显示被模拟的车辆与行人在街道地图上的移动状况。
参照图2所示，使用本仿真系统，设置好各路口信号机模拟器的各个参数，配置好各个监测模拟器，配置车辆行人模拟发生器设置车辆行人的数量、行驶速度等参数。
仿真系统开始运行，显示屏显示当前车辆与行人的移动图像，以及通过路口时间等参数值。
仿真方法如下：信号机模拟器按照设置的初始值开始运行，车辆与行人开始移动运行。各路口的流量监测模拟器、排队监测模拟器、行人监测模拟器将车辆与行人监测数据传输到网络接口，由网络接口传输给智能交通控制系统。智能交通控制系统根据各个监测数据，将控制指令通过网络接口传送到信号机模拟器。信号机模拟器根据指令增加或者减少直行转向的绿灯时间、执行各种优化算法。显示屏在地图上直观显示车辆行人通行情况，通过显示屏可以观察智能交通控制系统的控制效果，给出直观的效果和数据。
具体的，如图3-图5所示：
仿真系统运行，车辆行人模拟发生器产生道路上各个方向的车辆与行人实例，并且指挥车辆与行人按照规定路线行走，遇到交通路口的红灯时停止前进或者转弯。遇到绿灯则执行前进或者转弯。
各监测器监测路口信息，监测车流量，排队车辆等，上报到智能交通控制系统。有行人到达，行人模块发送消息给行人监测器控制线程，控制线程进行数据处理，并且上报。其他监测做同样的处理。或者，当有行人发起过街请求时，该行人监测器会发生消息给信号机模拟器控制线程，某一个信号机位置有行人需要过街，该控制线程改变对应信号机模拟器的下周期运行参数，达到过街目的。
智能交通控制系统收到监测数据执行优化运算，得出信号机控制指令信息，例如：A路由下行方向堵塞，将A路口下行绿灯时间加长，给该堵塞车道的车辆更多的时间以便有更多的车辆在一个红绿周期内通过，同时将A路口的上游路口，控制该车道车辆进入的信号机的红灯时间加长，以减少进入堵塞车道的车辆。控制系统将上述控制参数下发到仿真系统的信号机模拟器。仿真系统将收到的消息参数，写入到对应的信号机模拟器的参数中，信号机的下一个周期播放，即会使用新的参数指令，从而达到优化控制的目的。
仿真系统各个信号机收到控制信息增加或者减少绿灯时间，显示屏实时看到拥堵状况得到缓解。并且统计其相应的车辆通过时间等数据。
因而，本发明可以清楚直观的展现智能控制系统的控制效果，对其交通优化效果作出直观的评估。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种交通控制仿真系统，其特征在于：所述系统通过网络接口与智能交通控制系统通讯，包括：
车辆行人模拟发生器：用于产生模拟车辆与行人数据，并且控制车辆、行人的状态；
信号机模拟器：用于模拟信号机工作；
流量监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测车流量；
排队监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测等待通过路口的排队车辆信息；
行人监测模拟器：用于模拟埋设在路口的监测器，监测是否有行人需要通过路口；
显示屏：用于显示被模拟的车辆与行人在街道地图上的移动状况。
2. 根据权利要求1所述的交通控制仿真方法，其特征在于，所述方法如下：
信号机模拟器按照设置的初始值开始运行，车辆与行人开始移动运行；
各路口的流量监测模拟器、排队监测模拟器、行人监测模拟器将车辆与行人监测数据传输到网络接口，由网络接口传输给智能交通控制系统；
智能交通控制系统根据监测数据，将控制指令通过网络接口传送到信号机模拟器；
信号机模拟器根据指令增加或者减少直行转向的绿灯时间、执行优化算法；
显示屏在地图上直观显示车辆行人通行情况。
3. 根据权利要求2所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述车辆行人模拟发生器产生道路上各个方向的车辆与行人实例，并且控制车辆与行人按照规定路线行走，遇到交通路口的红灯时停止前进或者转弯；遇到绿灯则执行前进或者转弯。
4. 根据权利要求2所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述流量监测模拟器为通过流量监测模拟器的车辆计数，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
5. 根据权利要求3所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述车辆行人模拟发生器使用时间轴移动模拟车辆行驶，当该时间轴到达设置流量监测模拟器的坐标时，所述流量监测模拟器计数，并上报至智能交通控制系统。
6.根据权利要求2所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述排队监测模拟器监测排队车辆数据，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
7.根据权利要求6所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述排队车辆数据=所述排队监测模拟器到路口的距离/车辆的平均长度。
8.根据权利要求2所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述行人监测模拟器监测排队行人数据，并通过网络接口上报至智能交通控制系统。
9.根据权利要求8所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述排队行人数据=所述排队监测模拟器到路口的距离/行人的平均长度。
10. 根据权利要求8所述的交通控制仿真方法，其特征在于：所述行人监测模拟器接受行人发起的过街请求。
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