CN104361755A - 交通信号单线圈单断面现场控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交通信号单线圈单断面现场控制方法，它包括由交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合而成的交通监控设备，运用0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法，在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段的单检测断面上采集交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，自动调节受控道路的交通量，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的交通信号自适应控制。本发明的集先进的交通信息采集功能和交通信号控制功能于一体的全天候、全功能、全自动的交通监控设备的成功研发和推广应用，将有力推动我国智能交通系统建设事业的进步和发展。
Description
技术领域
本发明属于智能交通系统领域，仅涉及平面交叉路口、汇合道路及环形道路的交通信号自适应控制方法，特别涉及一种运用本申请人先前两个有效的0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法发明专利技术研制的交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合，在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段上采集的交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路交通信号自适应的控制方法。
背景技术
按道路的类型及车辆的行驶规则，道路交通流可分为自由交通流、交织交通流及受控交通流三类。自由交通流是无矛盾冲突、无交通信号约束的交通流，例如行驶在高速公路、城市快速路、高架道路以及各类行程较长的封闭道路上的交通流。交织交通流是存在矛盾冲突的交通流，例如行驶在各类道路的交叉、汇合及分离处的交通流。在道路交通压力不大时，车辆按让行规则行驶，当交通拥堵不堪、让行规则无效、交通事故频发时转为信号控制，变成受控交通流。受控交通流是受交通信号控制，绿灯行红灯停的交通流，例如行驶在受控的平面交叉口以及各类汇合道路的交通流。
在平面交叉路口，经典的交通信号自动控制方法是澳大利亚悉尼开发研制的一种交通信号的自适应控制方法，英文简称SCATS，早在上世纪九十年代初开始并逐步推广应用于上海市的中心城区，现已用于我国不少大中城市。该方法的基本原理是：运用类似一辆小客车长度的双8字四极型4.5m大尺寸单线圈检测到的各个相位绿灯时间内车辆在单线圈上的占有时间，简称占有率，自动调节路口的信号周期和各个相位的绿灯信号时间在信号周期中的占比，简称绿信比，实现交通信号的自适应控制。在本申请人的0.7m小尺寸单线圈分车型测车速发明专利技术公布前，用占有率或饱和度参数来估算交通需求，确实是一个最具智慧的选择。在交通空畅时运行效果良好，但是在交通高峰车流密集时，现有的交通信号自动控制系统存在一个通病：交通需求越大，控制效果越差，不堪忍受时，不得不在现场实施人工指挥。导致这种顽疾的根本原因是：在交通高峰车流密集时，大尺寸单线圈无法分离头尾间距小于4.5m的车辆，流量趋于0，占有率或饱和度趋于1，交通信号控制设备无法从严重失真的占有率或饱和度参数中获得准确的交通需求。
在各类矛盾冲突的汇合道路，人们提出了各式各样的交通信号自动控制方法，例如有的设想在汇入道路的末端布设检测断面、信号灯、停车线，在汇入道路的始端再布设检测断面，以期获得汇入道路的交通需求，此即所谓的匝道控制方法；还有的设想在主干的汇合道路上游增设检测断面、信号灯、停车线，在主干的汇合道路下游再增设检测断面，以期获得主干道路的交通需求，此即所谓的主线和匝道全控制方法，如此等等。遗憾的是至今没有见到一种方法付诸实用。在各类矛盾冲突的汇合道路附近看到的交通信号灯都是由人工/定时操纵的，向公众发布的粗糙的红黄绿三类交通状况信息都是借助无盲区视频图像人眼观看的。究其原因，和上述平面交叉路口交通信号自动控制方法存在的问题一样，也是因为在交通高峰车流密集时，现有的智能交通系统的大尺寸单/双线圈检测方法无法获得准确的交通需求。
发明内容
针对上述交通信号自动控制技术存在的缺点，本发明提供了一种基于本申请人先前两个有效的0.7m单线圈单断面交通信息检测方法发明专利技术研制的交通信息采集器采集的交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息的交通信号单线圈单断面现场控制方法，它解决了上述交通信号自动控制方法存在的缺陷，实现了平面交叉路口以及各类汇合道路交通信号的自适应控制。
本发明的技术解决方案如下：
一种交通信号单线圈单断面现场控制方法，它包括由交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合而成的交通监控设备，运用0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法，在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段的单检测断面上采集交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，自动调节受控道路的交通量，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的交通信号自适应控制。
在平面交叉路口的每个驶入路口相位的停车线上游2m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，由交通信息采集器采集每个信号周期中各个相位绿灯时间内放行交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，在每个信号周期结束时，根据各个相位单检测断面的交通状况及交通事件，从交通需求预案中选择各个相位新的交通需求，通常的取值范围为300pcu/h～3000pcu/h，根据全部相位交通需求的总和，从信号周期预案中选择新的信号周期，交通需求越大信号周期越长，通常的取值范围为40～240s，根据各个相位的交通需求，从绿信比预案中选择各个相位新的绿信比，交通需求越大绿信比越大，通常的取值范围为0.15～0.65，然后指令通用的交通信号灯驱动器按照新的信号周期和绿信比参数进入下一个信号周期的作业流程，如此循环往复，实现平面交叉路口的交通信号自适应控制。
在高速、快速、高架道路与汇入道路的汇合道路下游50m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在汇入道路汇入前布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由交通信息采集器采集单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵时，指令通用的交通信号灯驱动器亮红灯禁止汇入道路的车辆通行，禁行状态一直持续到单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通时，才指令通用的交通信号灯驱动器换亮绿灯允许汇入道路的车辆通行，如此循环往复，实现汇合道路的交通信号自适应控制。
在环形道路的各个相邻的汇入道路间的环行道路中间布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在各个汇入道路末端布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由交通信息采集器采集各个单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当某个单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵时，指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号亮红灯禁止车辆通行，禁行状态一直持续到该单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通时，才指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号换亮绿灯允许车辆通行，如此循环往复，实现环形道路的交通信号自适应控制。
本申请人早先的一个有效的授权发明专利：交通信息单线圈现场检测方法（专利号：200610027885.X），揭示了传统的大尺寸单/双线圈车辆检测技术和分居两地的系统架构方法的种种缺陷，公开了将大尺寸单/双线圈改为0.7m小尺寸单线圈和将检测程序从中心搬到现场的解决方案，卓有成效地攻克了全天候、全功能、全自动采集动、静态道路交通信息的世界难题，推动了交通状况及交通事件检测技术的历史进步。本申请人的另一个有效的授权发明专利：交通状况及交通事件单线圈单断面现场检测方法（专利号：200710037746.X），公开了空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件的具体检测方法。使用上述两项发明专利技术制造的SQ2000交通信息采集器已经遍布全上海包括崇明、长兴及横沙三岛的主要地面道路交叉口，多年来已经建设了600余个交通信息采集点，成为上海市路政管理部门交通量调查不可或缺的基础信息采集设备。
本发明是一种交通信号单线圈单断面现场控制方法，它通过由运用本申请人的两个有效的0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法的发明专利技术研制的交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合而成的交通监控设备，在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段的单检测断面上采集的交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，自动调节受控道路的交通量，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的交通信号自适应控制。
附图说明
图1是本发明的交叉路口的交通信号控制方法示意图。
图2是本发明的汇合道路的交通信号控制方法示意图。
图3是本发明的环形道路的交通信号控制方法示意图。
附图标记：
在图1中，1为交通监控设备，它由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组成，2～5为四个相位的交通信息单检测断面，A～D为四个与交通信息单检测断面对应的交通信号灯。
在图2中，21为交通监控设备，它由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组成，22为交通信号灯，23为交通信息单检测断面。
在图3中，31为交通监控设备，它由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组成，32～34为三个交通信号灯，35～37为三个与交通信号灯对应的交通信息单检测断面。
具体实施方式
下面结合图1、图2和图3，详细介绍本发明的实施方式、实施例及实施效果。
按本发明的交通信号单线圈单断面现场控制方法，采用由交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合而成的交通监控设备，运用0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法，在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段的单检测断面上采集交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，自动调节受控道路的交通量，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的交通信号自适应控制。
如图1所示，在平面交叉路口的每个驶入路口相位的停车线上游约2m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器采集每个信号周期中各个相位绿灯时间内放行交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，在每个信号周期结束时，根据各个相位单检测断面的交通状况及交通事件，从交通需求预案中选择各个相位新的交通需求，通常的取值范围为300pcu/h～3000pcu/h（pcu为标准流量），根据全部相位交通需求的总和，从信号周期预案中选择新的信号周期，交通需求越大信号周期越长，通常的取值范围为40～240s，根据各个相位的交通需求，从绿信比预案中选择各个相位新的绿信比，交通需求越大绿信比越大，通常的取值范围为0.15～0.65，然后指令通用的交通信号灯驱动器按照新的信号周期和绿信比参数进入下一个信号周期的作业流程，如此循环往复，实现平面交叉路口的交通信号自适应控制。
如图2所示，在高速、快速、高架道路与汇入道路的汇合道路下游约50m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在汇入道路汇入前布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器采集单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵及以上时，指令通用的交通信号灯驱动器亮红灯禁止汇入道路的车辆通行，禁行状态一直持续到单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通及以下时，才指令通用的交通信号灯驱动器换亮绿灯允许汇入道路的车辆通行，如此循环往复，实现汇合道路的交通信号自适应控制。
如图3所示，在环形道路的各个相邻的汇入道路间的环行道路中间布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在各个汇入道路末端布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由运用本申请人的两个有效的发明专利技术制造的交通信息采集器采集各个单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当某个单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵及以上时，指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号亮红灯禁止车辆通行，禁行状态一直持续到该单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通及以下时，才指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号换亮绿灯允许车辆通行，如此循环往复，实现环形道路的交通信号自适应控制。
在我国，随着国民经济迅速崛起，汽车保有量高速增长，迫于城市、城际道路交通拥堵不堪、交通瘫痪频发的压力，自本世纪初开始了智能交通系统的开发建设。人们驾车出行最窝囊的遭遇莫过于身陷瘫痪的车流、进退维谷。人们不禁要问：交通瘫痪究竟是谁之过？一曰：车多路少，二曰：文明缺失，三曰：天公不作美等等，唯独没有耗巨资建设的交通信号控制、交通信息采集发布及交通监控等智能交通系统什么事。在气象环境恶劣、交通状况突变、交通事件突发的紧要关头，在人们亟需交通信息、指点迷津的关键时刻，现有的交通信号控制、交通信息采集发布及交通监控等智能交通系统却无所作为、形同虚设。令全世界智能交通领域的专家、学者和科技工作者一筹莫展、广大民众诟病吐槽的智能交通系统的窘迫现状告诉人们，在昼夜阴晴、风霜雨雪、雾霾沙尘等各种气象环境下，在交通高峰车流密集时，现有的交通信号控制、交通信息采集发布及交通监控等智能交通系统采用大尺寸单/双线圈、地磁、图像、微波、超声、激光以及采用GPS流动车、公众无线通信基站的信息挖掘等等五花八门、不胜枚举的检测方法，都无法全天候、全功能、及时准确地采集道路交通流的流量、车型、车速、占有率或饱和度、交通状况及交通事件等道路交通信息，攸关智能交通系统成败的关键环节仿佛已经陷入走投无路的绝境。可是真所谓山重水复疑无路，柳暗花明又一村，本发明的集先进的交通信息采集功能和交通信号控制功能于一体的全天候、全功能、全自动的交通监控设备的成功研发和推广应用，将彻底改变我国智能交通系统的落后现状，有力推动我国智能交通系统建设事业的进步和发展。
当然，本技术领域内的技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求的范围内。
Claims (4)
1.一种交通信号单线圈单断面现场控制方法，它包括由交通信息采集器和通用的交通信号灯驱动器组合而成的交通监控设备，运用0.7m单线圈单断面交通信息现场检测方法，其特征在于：在平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的关键路段的单检测断面上采集交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，自动调节受控道路的交通量，实现平面交叉路口、汇合道路以及环形道路的交通信号自适应控制。
2.根据权利要求1所述的交通信号单线圈单断面现场控制方法，其特征在于：在平面交叉路口的每个驶入路口相位的停车线上游2m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，由交通信息采集器采集每个信号周期中各个相位绿灯时间内放行交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，在每个信号周期结束时，根据各个相位单检测断面的交通状况及交通事件，从交通需求预案中选择各个相位新的交通需求，通常的取值范围为300pcu/h～3000pcu/h，根据全部相位交通需求的总和，从信号周期预案中选择新的信号周期，交通需求越大信号周期越长，通常的取值范围为40～240s，根据各个相位的交通需求，从绿信比预案中选择各个相位新的绿信比，交通需求越大绿信比越大，通常的取值范围为0.15～0.65，然后指令通用的交通信号灯驱动器按照新的信号周期和绿信比参数进入下一个信号周期的作业流程，如此循环往复，实现平面交叉路口的交通信号自适应控制。
3.根据权利要求1所述的交通信号单线圈单断面现场控制方法，其特征在于：在高速、快速、高架道路与汇入道路的汇合道路下游50m处布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在汇入道路汇入前布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由交通信息采集器采集单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵时，指令通用的交通信号灯驱动器亮红灯禁止汇入道路的车辆通行，禁行状态一直持续到单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通时，才指令通用的交通信号灯驱动器换亮绿灯允许汇入道路的车辆通行，如此循环往复，实现汇合道路的交通信号自适应控制。
4.根据权利要求1所述的交通信号单线圈单断面现场控制方法，其特征在于：在环形道路的各个相邻的汇入道路间的环行道路中间布设由0.7m单线圈组成的单检测断面，在各个汇入道路末端布设与单检测断面对应的交通信号灯和停车线，由交通信息采集器采集各个单检测断面上交通流的流量、车型、车速及空闲、畅通、繁忙、拥挤、拥堵、阻断六类交通状况及交通事件信息，当某个单检测断面交通状况集结至预定、可选的拥挤或拥堵时，指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号亮红灯禁止车辆通行，禁行状态一直持续到该单检测断面交通状况消散至预定、可选的繁忙或畅通时，才指令通用的交通信号灯驱动器使该汇入道路的交通信号换亮绿灯允许车辆通行，如此循环往复，实现环形道路的交通信号自适应控制。
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