CN107591008A - 一种基于路侧设备的分布式交通控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于路侧设备的分布式交通控制系统，包括信号控制模块、车载控制模块、车载通讯设备、路侧机通讯设备和路侧交通控制机，其中，该信号控制模块接收路侧交通控制机生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令；该车载控制模块接收所述信号灯指令，结合交通环境数据和车辆状态数据产生通信消息；该车载通讯设备广播所述通信消息；该路侧机通讯设备接收所述通信消息转发给所述路侧交通控制机；该路侧交通控制机根据所述通信消息和地图信息计算获得对应的配时方案，向所述信号控制模块发出信号配时信息。与现有技术相比，本发明具有适用范围广等优点。

Description

一种基于路侧设备的分布式交通控制系统

技术领域

本发明涉及车联网环境下的信控交叉口控制技术领域，尤其是涉及一种基于路侧设备的分布式交通控制系统。

背景技术

在2015年法国波尔多召开的世界智能交通大会上，参会者们已经可以搭乘车内没有方向盘的全自动驾驶车辆自由参观展厅，随着全自动驾驶技术的成熟和完善，全自动驾驶车辆已经离我们越来越近。可以预见，随着不同阶段自动驾驶车辆逐步投入使用，传统意义上由车辆、行人和自行车等构成的混合交通流，将变成由不同级别的自动驾驶车辆、穿戴/未穿戴互联装备的行人和自行车等共同构成的新型混合交通流。如何对新型混合交通流进行有效的管控，实现交通运行效率、安全、能耗、排放、公平和舒适等多目标优化，是交通控制领域所面临的新问题。智能网联汽车通过车载信息终端实现与人、车、路、互联网之间的无线通讯和信息交换。从这个角度来看，智能网联汽车与车联网紧密相关，互为支撑，二者应并行推进，协同发展。自动驾驶和智能车辆发展依托并带动了车联网技术的发展，未来的交通控制将是在车联网环境下的交通控制。

在此背景下，如何将车联网设备、控制机、交通设施进行组合和结构设计成为了控制算法是否可以有效且高效发挥自身功能的一个主要问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于路侧设备的分布式交通控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于路侧设备的分布式交通控制系统，包括信号控制模块、车载控制模块、车载通讯设备、路侧机通讯设备和路侧交通控制机，其中，

该信号控制模块接收路侧交通控制机生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令；

该车载控制模块接收所述信号灯指令，结合交通环境数据和车辆状态数据产生通信消息；

该车载通讯设备广播所述通信消息；

该路侧机通讯设备接收所述通信消息转发给所述路侧交通控制机；

该路侧交通控制机根据所述通信消息和地图信息计算获得对应的配时方案，向所述信号控制模块发出信号配时信息。

进一步地，所述信号控制模块包括相连接的信号机和信号灯，所述信号机与路侧交通控制机连接。

进一步地，所述路侧交通控制机通过NTCIP协议与所述信号机通讯连接。

进一步地，所述路侧交通控制机包括：

参数提取单元，用于根据所述通信消息提取交通状态参数；

信号配时优化单元，用于根据所述交通状态参数和地图信息进行车辆状态预测，获得最优的配时方案，生成相应的信号配时信息。

进一步地，所述通信消息包括基本安全信息，该基本安全信息包括车辆ID、位置信息、移动状态、控制状态和车辆基本信息。

进一步地，所述地图信息包括交叉口ID、GPS参考点、相关出入口信息和车道数据。

进一步地，所述车载控制模块通过视觉传感器接收所述信号灯指令。

进一步地，所述路侧交通控制机还包括优先控制单元，该优先控制单元用于响应所述车载通讯设备广播的信号请求信息，同时产生由路侧机通讯设备广播的优先状态信息。

进一步地，所述车载通讯设备为车载DSRC通讯设备，所述路侧机通讯设备为路侧机DSRC通讯设备，或者，

所述车载通讯设备为车载LTE-V通讯设备，所述路侧机通讯设备为路侧机LTE-V通讯设备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)结构简单，可靠性高：本发明创新地将车辆、通讯设施、交通控制信号灯、控制中心等有机结合地组成一系统，可以可靠地为交叉口实现交通控制；

(2)结构清晰，适用范围广：本发明具有两个控制中心，分别位于车辆与路侧，可实现对信号机的控制以及人机交互，在结构不变的情况下可以兼容包括车辆交叉口辅助驾驶、交叉口控制优化、公交优先乃至基于车辆的交叉口通行控制、匝道控制等多种分布式交通控制算法；

(3)双向控制：本发明路侧交通控制机可以同时实现对交通控制机和车辆的双向控制，可以提高交叉口的通行效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的一种具体实施示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供一种基于路侧设备的分布式交通控制系统，包括信号控制模块1、车载控制模块2、车载通讯设备3、路侧机通讯设备4和路侧交通控制机5，其中，信号控制模块1接收路侧交通控制机5生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令；车载控制模块2接收所述信号灯指令，结合交通环境数据和车辆状态数据产生通信消息；车载通讯设备3广播所述通信消息；路侧机通讯设备4接收所述通信消息转发给所述路侧交通控制机5；路侧交通控制机5根据所述通信消息和地图信息计算获得对应的配时方案，向所述信号控制模块1发出信号配时信息。

在某些实施例中，信号控制模块1包括相连接的信号机和信号灯，所述信号机与路侧交通控制机连接。

在某些实施例中，路侧交通控制机5通过NTCIP协议与所述信号机通讯连接。

在某些实施例中，本控制系统车载通讯设备3和路侧机通讯设备4间的通信可采用DSRC(Dedicated Short Range Communications)方案或LTE-V方案，即车载通讯设备3可为车载DSRC通讯设备或车载LTE-V通讯设备，路侧机通讯设备4可为路侧机DSRC通讯设备或路侧机LTE-V通讯设备。

本实施例中，路侧交通控制机5包括参数提取单元和信号配时优化单元，参数提取单元用于根据所述通信消息提取交通状态参数，信号配时优化单元用于根据所述交通状态参数和地图信息进行车辆状态预测，获得最优的配时方案，生成相应的信号配时信息。所述通信消息包括基本安全信息，该基本安全信息包括车辆ID、位置信息、移动状态、控制状态和车辆基本信息。所述地图信息包括交叉口ID、GPS参考点、相关出入口信息和车道数据。

在某些实施例中，所述路侧交通控制机5还包括优先控制单元，实现优先功能，该优先控制单元用于响应所述车载通讯设备广播的信号请求信息，同时产生由路侧机通讯设备广播的优先状态信息，实现与车辆的双向通信，可以提高交叉口的通行效率。路侧交通控制机可以通过双向通信让车辆组成车队或者给车辆一个允许通过的时间点，车辆在该时间点到达冲突点。

在某些实施例中，如图2所示，车载控制模块可位于平板电脑内，车辆搭载平板电脑和车载通讯设备，平板电脑连接在车载通讯设备自带的无线局域网中，负责与驾驶员的信息交互。车载通讯设备自动广播自身状态信息，路侧机通讯设备监听到车载通讯设备信息后将信息通过自身的无线局域网发送到路侧交通控制机(mini主机)指定端口。路侧交通控制机运行软件，将信号控制方案通过网线发送给信号机，并传达给车辆，信号机通过自带线路给信号灯发出指令。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，包括信号控制模块、车载控制模块、车载通讯设备、路侧机通讯设备和路侧交通控制机，其中，

该信号控制模块接收路侧交通控制机生成的信号配时信息，并产生相应的信号灯指令；

该车载控制模块接收所述信号灯指令，结合交通环境数据和车辆状态数据产生通信消息；

该车载通讯设备广播所述通信消息；

该路侧机通讯设备接收所述通信消息转发给所述路侧交通控制机；

该路侧交通控制机根据所述通信消息和地图信息计算获得对应的配时方案，向所述信号控制模块发出信号配时信息。

2.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述信号控制模块包括相连接的信号机和信号灯，所述信号机与路侧交通控制机连接。

3.根据权利要求2所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述路侧交通控制机通过NTCIP协议与所述信号机通讯连接。

4.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述路侧交通控制机包括：

参数提取单元，用于根据所述通信消息提取交通状态参数；

信号配时优化单元，用于根据所述交通状态参数和地图信息进行车辆状态预测，获得最优的配时方案，生成相应的信号配时信息。

5.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述通信消息包括基本安全信息，该基本安全信息包括车辆ID、位置信息、移动状态、控制状态和车辆基本信息。

6.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述地图信息包括交叉口ID、GPS参考点、相关出入口信息和车道数据。

7.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述车载控制模块通过视觉传感器接收所述信号灯指令。

8.根据权利要求4所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述路侧交通控制机还包括优先控制单元，该优先控制单元用于响应所述车载通讯设备广播的信号请求信息，同时产生由路侧机通讯设备广播的优先状态信息。

9.根据权利要求1所述的基于路侧设备的分布式交通控制系统，其特征在于，所述车载通讯设备为车载DSRC通讯设备，所述路侧机通讯设备为路侧机DSRC通讯设备，或者，

所述车载通讯设备为车载LTE-V通讯设备，所述路侧机通讯设备为路侧机LTE-V通讯设备。