CN105513379A

CN105513379A - 一种多目标交通信号联网联控方法

Info

Publication number: CN105513379A
Application number: CN201510967904.6A
Authority: CN
Inventors: 冉学均; 何晓楠
Original assignee: MULTITRAN (TIANJIN) TRAFFIC SYSTEM Inc
Current assignee: MULTITRAN (TIANJIN) TRAFFIC SYSTEM Inc
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-04-20

Abstract

本发明提供一种多目标交通信号联网联控方法，其特征在于，包括：采集各交叉路口的车流数据信息，并实时监听各交叉路口的信号灯状态；分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向，根据各区域的车流数据信息及车流迁徙方向，动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接；根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态。本发明提供的多目标交通信号联网联控方法，通过分区域统计车流数据信息并分析区域间的车流迁徙方向，获取城市中车流的分布及迁徙情况，并据此从宏观上调控区域间的通行衔接，在宏观调控的基础上还从微观上调控区域内各交叉路口的信号灯状态。

Description

一种多目标交通信号联网联控方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种多目标交通信号联网联控方法。

背景技术

交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。近年来，随着经济的不断增长，城市化、汽车化的急速发展，城市道路增长的有限与车辆增加的无限造成了严重的交通拥挤问题，其中以交叉口的交通拥堵问题最为严重。根据数据显示，每年因交通堵塞造成的经济损失高达几十亿美元，现已成为制约经济发展和城市建设的瓶颈，同时这也对各个交叉路口的交通信号控制系统以及需要综合各个交叉路口，进行整个城市交通信号控制的系统提出了更高的要求。

当前，国内外的交通信号控制系统主要有定时控制系统、感应控制系统等。其中定时控制系统不能适应交通流的随机变化，不能实现对交通流的实时控制，其控制效果较差；对于感应控制系统它只根据绿灯相位是否有车辆到达而做出决策，而不能综合其它红灯相位的车辆到达情况进行决策，而且没有考虑相位繁忙优先性，这就使得车辆的总延误的增大，从而不能很好地控制整个信号控制系统；而目前整个城市交通信号控制的系统又是在各个单交叉口交通信号控制系统基础上进行的简单分配与协调控制，其对城市交通信号协调控制能力差，对随机交通流的适应性弱，不能很好地保证交通的畅通性，且不够人性化。

发明内容

本发明提供一种多目标交通信号联网联控方法，用以解决现有技术中无法对城市交通进行宏观调控、统筹协调的问题。

本发明提供一种多目标交通信号联网联控方法，包括：

采集各交叉路口的车流数据信息，并实时监听各交叉路口的信号灯状态；

分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向，根据各区域的车流数据信息及车流迁徙方向，动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接；

根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态。

优选地，所述采集各交叉路口的车流数据信息，进一步包括：

调用预设在所述交叉路口各个方向的道路处的线圈检测设备、无线地磁检测设备或视频检测设备中的一种或多种进行车流数据信息采集；

其中，所述车流数据信息包括：交叉路口总车流量、车流方向、车辆类型、单车道车流量、特殊车辆优先通行请求信息中的一种或多种。

优选地，所述分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向，进一步包括：

划分统计区域，并统计各区域内的车流数据信息以及区域间的车流数据信息；

根据区域间的车流数据信息绘制拟合曲线，并根据拟合曲线预测区域间的车流迁徙方向。

优选地，所述动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接，进一步包括：

根据区域间的车辆迁徙方向，控制所述信号控制机动态调整与所述车辆迁徙方向同向的车流通行时间。

优选地，所述控制所述信号控制机动态调整与所述车辆迁徙方向同向的车流通行时间，进一步包括：

控制所述信号控制机动态延长或缩短与所述车辆迁徙方向同向的绿灯时间，或者动态与所述车辆迁徙方向同向的缩短或延长红灯时间。

优选地，所述根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态，进一步包括：

根据所述区域内信号控制机的通行衔接策略设定各交叉路口车流通行的第一权重值；

根据各交叉路口的车流数据信息设定所述交叉路口车流通行的第二权重值；

将所述第一权重值和所述第二权重值加权获得车流通行权重，并根据所述车流通行权重动态调整交叉路口的信号灯状态。

优选地，所述信号灯状态包括：单车道通行指示方向、通行时间倒计时、通行状态变换前缓冲提示、专用车道标识、禁止通行标识中的一种或多种。

本发明提供的多目标交通信号联网联控方法，通过分区域统计车流数据信息并分析区域间的车流迁徙方向，获取城市中车流的分布及迁徙情况，并据此从宏观上调控区域间的通行衔接，在宏观调控的基础上还从微观上调控区域内各交叉路口的信号灯状态。从而区别于现有技术中仅根据单个交叉路口的车流状况进行单个信号灯状态控制的技术方案，达到综合最优控制的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明多目标交通信号联网联控方法流程图；

图2为本发明多目标交通信号联网联控方法实施例流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的多目标交通信号联网联控方法，应用于城市交通的智能化调控场景中，现有技术中的交通信号调控比较死板，通常是根据单个交叉路口的车辆通行情况进行信号灯的状态设置，当向同一方向迁徙的车辆较多时，会产生连锁反应，导致相关的多个交叉路口均发送同样的拥堵状况，因此，仅考虑单个交叉路口的车辆通行状况已经无法以最优的方案将拥堵的大量车辆快速疏通。本发明正是改变现有的微观调控方式，而采用宏观调控结合微观调控的方式，根据城市交通的整体状况以及各交叉路口的具体状况进行结合分析，从而获得最优的控制方案。

以下结合附图对本发明实施例进行详细说明。

参考图1，本发明实施例提供一种多目标交通信号联网联控方法，包括：

S101，采集各交叉路口的车流数据信息，并实时监听各交叉路口的信号灯状态；

S102，分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向，根据各区域的车流数据信息及车流迁徙方向，动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接；

S103，根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态。

其中，步骤S101中各交叉路口的车流数据信息通过网络传送至交通控制中心，交通控制中心可采用列表式或曲线图形式展示各个交叉路口的车流数据信息及信号灯状态，并根据步骤S102提供的统计方式进行统计，获得各区域的车流数据信息及车流迁徙方向，之后根据区域间的车流迁徙方向动态调整各区域对应的信号控制机的通行衔接策略，同时，步骤S103还会根据区域内的车流数据信息对各个交叉路口的实时交通状况进行分析统计，并结合本区域的与其它区域的通行衔接策略与交叉路口的实时交通状况动态调整交叉路口的信号灯状态。

本实施例中，通过对各个区域的车流数据信息的统计以及对车流迁徙方向的统计和预测，从宏观上分析出城市交通的整体状态，并从宏观上对各区域对应的信号控制机进行通行衔接，例如对于车流迁徙方向上的信号控制机采用串接通行控制，尽量减少车流迁徙方向上的车辆等待时间，从而提高车流迁徙方向上的车辆通行量，起到宏观疏导的作用；而在各个交叉路口，除了要考虑宏观调控策略外，还要根据交叉路口的实际交通状态进行微观调控，例如，如果车辆迁徙方向的交叉方向上公交车较多时，可在该交叉路口适当缩短车辆迁徙方向的通行时间，而让公交车优先通行。这样，既保证了城市交通的整体运行通畅，也保证了单个交叉路口处车辆通行的合理控制，实现了智能交通控制的优化。

以下再以一实施例对步骤S101中采集各交叉路口的车流数据信息的方案作出详细说明。

采集各交叉路口的车流数据信息时，可调用预设在所述交叉路口各个方向的道路处的线圈检测设备、无线地磁检测设备或视频检测设备中的一种或多种进行车流数据信息采集；

本实施例通过多种模式的采集设备获得多组反馈的车流数据信息，步骤S101还会会这些信息进行过滤，获得精准的车流数据信息，避免路口通行干扰等时变因素导致单种数据采集模式存在误差的问题。

参考图2，以下再以一实施例对步骤S102中分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向的方案做详细说明。

步骤S102，进一步包括：

S1021，划分统计区域，并统计各区域内的车流数据信息以及区域间的车流数据信息；

S1022，根据区域间的车流数据信息绘制拟合曲线，并根据拟合曲线预测区域间的车流迁徙方向。

本实施例中，步骤S1021中统计区域可依据行政区域或车辆分布情况进行划分，本发明对此不作限定，各区域内的车流数据信息包括各个交叉路口的车流数据信息以及区域内的车流迁徙方向，区域间的车流数据信息包括在区域间通行的车辆的数量、通行方向等等信息。步骤S1022中，拟合曲线可采用最小二乘法绘制或者卡尔曼曲线绘制方法进行绘制，通过拟合曲线可预测出车流的整体迁移方向，此处不再详细解释。

本发明的另一个实施例中，步骤S102中动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接的方案，进一步包括：

本实施例中，当城市交通中，大部分车辆的通行方向都是同一方向时，也即是车辆迁徙方向上的车辆必然数量巨大，如果通行速度缓慢则可能造成交通的大范围拥堵，因此，本实施例中将与车辆迁徙方向桐乡的车流通行时间进行动态延长，有助于车辆迁徙方向上车辆的快速通行，以尽快完成车辆的迁徙。

本实施例中，优选地，可通过控制所述信号控制机动态调整与所述车辆迁徙方向同向的车流通行时间实现对所述车辆迁徙方向同向的车流通行时间进行动态调整。

以下再以一实施例对步骤S103进行详细说明。

步骤S103中根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态，进一步包括：

本实施例中，将区域间的宏观的通行衔接策略作为第一权重，将区域内各交叉路口的微观的车流数据信息作为第二权重，并结合第一权重和第二权重设定交叉路口的车流通行权重，并据此控制信号灯的状态。信号灯的状态由两方面的因素决定：一方面是宏观的区域间的通行衔接策略，另一方面是微观地单个交叉路口的车流数据信息，综合两方面的因素，将信号灯的状态设置地更加合理、更加优化，从而可实现最优的城市交通控制效果。

上述各实施例中，优选地，所述信号灯状态包括：单车道通行指示方向、通行时间倒计时、通行状态变换前缓冲提示、专用车道标识、禁止通行标识中的一种或多种。

以下结合应用场景对本发明实施例进行详细解释。

城市交通划分为4个统计区域，分别位于东、西、南、北方，上午7点到9点为早高峰时期，大量的车辆从东区的居住区行至西区的工业区，根据统计的车辆数据信息，将此时期的车辆迁徙方向设定为东西方向，进而将各个区域对应的信号控制机中的通行衔接策略设定为优先东西方向通行，对于东西的交叉路口A，在此期间根据通行衔接策略将信号灯的东西方向通行时间增加20秒，而同时，统计到交叉路口A的南北方向有多辆公交车处于等待状态，据此将该路口的信号灯的南北方向的通行时间提前10秒，而将东西方向的通行时间减少10秒，另外，为了最大限度地优先东西方向的车流通行，对于东区的交叉路口可采用串接通行的控制方式，例如，与交叉路口A相邻的B路口可在交叉路口A的东西方向通行的同时也设定为东西通行状态，以减少东西方向车流停车等待的次数，从而实现东西方向通行的车流可在保证交叉路口正常交通控制的前提下以最快的速度完成迁徙。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种多目标交通信号联网联控方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述采集各交叉路口的车流数据信息，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分区域统计车流数据信息并预测车流迁徙方向，进一步包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态调整各区域对应的信号控制机之间的通行衔接，进一步包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制所述信号控制机动态调整与所述车辆迁徙方向同向的车流通行时间，进一步包括：

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据区域内信号控制机的通行衔接策略以及各交叉路口的车流数据信息，动态调整各交叉路口的信号灯状态，进一步包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号灯状态包括：单车道通行指示方向、通行时间倒计时、通行状态变换前缓冲提示、专用车道标识、禁止通行标识中的一种或多种。