CN108564786A - 一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，所述方法包括：根据每个子区的车流量数据，确定对应的子区控制策略，所述每个子区包括至少一个交通路口；根据所述子区控制策略，确定所述子区中至少一个交通路口的路口控制策略；根据所述路口控制策略，控制对应交通路口的信号灯配时。本发明通过对每个子区的管理，可以实现对整个城市的所有交通路口的控制，从而满足城市应急指挥、城市大脑、以及无人驾驶等领域的应用需求。

Description

一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及智慧城市领域，特别是涉及一种通过云计算的城市交通信号控制的方法和系统。

背景技术

建设智慧城市是一个国际性趋势，智能交通是智慧城市的主要组成部分，而交通信号控制又是智能交通的重点，因此，打破城市交通信号控制的壁垒，建设网络化的城市交通信号控制，具有非常重要的意义。

目前的交通信号控制系统，包含信号灯、车辆检测器、路口信号机、区域控制机、中央控制系统等，其中，信号灯、车辆检测器和信号机安装在路口，区域控制机和中央控制系统安装在控制室，信号灯、车辆检测器和信号机通过线缆连接，信号机、区域控制机及中央控制机通过网络连接，整体结构较为复杂，且目前的交通信号控制系统只适用于信号灯的单点控制和线控制，不能满足城市应急指挥、城市大脑和无人驾驶领域的应用需求。

发明内容

基于此，本发明提供一种基于云计算的城市交通信号控制方法和系统。以解决在城市中大范围或全部区域的信号灯的控制问题。

1、一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，所述方法包括：

道口的车流量检测器把检测到的车流量数据实时传输给中心平台，中心平台对数据处理后，发出指令直接控制路口信号灯的配时；中心平台包含子区信号控制平台；

通过中心平台，管理整个城市的信号灯控制，把一个城市的所有路口划分成N个子区，每个子区包含M个路口，每个路口由Z个信号灯组成。

2、一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，所述方法包括：

现场采集路口的车流量数据，由中心平台确定对应的路口控制策略，控制对应路口对应信号灯的配时；

路口的车流量数据由对应路口的车辆检测器实时获取，并传输给中心平台。

3、采集所述子区内的车流量数据，由子区信号控制平台确定对应的子区控制策略，所述子区由多个交通路口组成，包含至少一个交通路口；

根据所述子区控制策略，确定对应子区内各路口的控制策略，控制对应路口的信号灯配时。

4、优选的，采集各个子区的车流量数据，由中心平台确定各子区的控制策略；所述城市信号控制系统由城市内的所有子区组成；

各子区根据对应子区控制策略，确定其对应子区内各路口的控制策略，控制对应路口的信号灯配时。

5、优选的，采集所述子区内的车流量数据，由子区信号控制平台确定对应的子区控制策略，包括：

当所述子区内的车流量数据满足预设的路口拥堵条件时，由子区信号控制平台确定对应的子区调节控制策略，所述子区调节控制策略用于使所述车流量数据满足预设的路口拥堵条件的路口中的车流导入所述车流量数据不满足预设的路口拥堵条件的路口中去；或者，调整所述车流量数据满足预设的路口拥堵条件的路口中的信号灯配时，加大车流通过路口的能力。

当所述子区内的车流量数据不满足预设的路口拥堵条件时，由子区信号控制平台确定对应的子区默认控制策略，所述子区默认控制策略用于所述子区内各个交通路口的信号灯配时。

6、优选的，采集各个子区的车流量数据，由中心平台确定各子区控制策略，包括：

当城市内某个子区的车流量数据满足预设的区域拥堵条件时，由中心平台确定对应的子区调节控制策略，所述子区调节控制策略用于使所述车流量数据满足预设的子区拥堵条件的子区中的车流导入所述车流量数据不满足预设的子区拥堵条件的子区中去；或者，调整所述车流量数据满足预设的子区拥堵条件的子区内路口中的信号灯配时，加大车流通过拥堵子区区域的能力。

当城市内各子区的车流量数据不满足预设的子区拥堵条件时，由中心平台确定对应的子区默认控制策略，所述子区默认控制策略用于所述各子区中每个交通路口的信号灯配时。

7、优选的，所述路口默认控制策略包括预先设定好的定时控制策略、定周期控制策略等常规控制方法。

8、一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，其特征在于，所述系统包括：

N个子区，每个所述子区包括划分的至少一个交通路口，所述交通路口设置有信号灯和车辆检测设备；

中心平台，与所述信号灯和车检器连接，用于根据所述车流量数据确定对应的信号灯配时控制策略，控制对应交通路口的信号灯配时。

9、优选的，所述中心平台包括至少一台云服务器，且所述云服务器的数量与所述交通路口的数量呈正比。

10、优选的，所述每个子区均设置有子区信号控制平台，用于所述区域内车流量数据分析和判断，并确定对应子区内的路口控制策略。

11、优选的，所述每个交通路口均设置有所述信号灯，用于根据从所述子区信号控制平台接收的所述路口控制策略，控制对应交通路口的信号。

12、优选的，所述信号灯、车辆检测设备、交换机、子区信号控制平台、中心平台均通过网络通信。

本发明实施例中，可以将一个城市不同区域的交通路口划分为多个子区，一个子区包括多个交通路口，根据每个子区的车流量数据，可以确定对应的子区控制策略；根据子区控制策略，可以确定子区中各个交通路口的路口控制策略；根据路口控制策略，可以控制对应交通路口的信号灯配时。由此，本实施例可以通过对每个子区的管理，可以实现对整个城市的所有交通路口的信号控制，从而满足城市应急指挥、城市大脑、以及无人驾驶等领域的应用需求。

附图说明

图1为交通平峰时单路口交通信号的控制方法的流程图；

图2为交通平峰时单路口交通信号的控制方法的结构图；

图3为交通高峰时子区信号控制方法的流程图；

图4为交通高峰时子区信号控制方法的结构图。

图5为城市交通信号控制方法的流程图；

图6为城市交通信号控制方法的结构图。

图7为基于云计算的城市交通信号控制结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

1、交通平峰时，单路口信号控制方法

图1为一实施例的单路口交通信号的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤120，车检器采集路口每个方向的车流量数据，并把数据传输给中心平台；

步骤140，中心平台对该路口数据进行建模和分析，确定路口信号控制配时策略，并发送给路口信号灯；

步骤160，根据中心平台发送的信号控制配时策略，信号灯工作。

本实施例中，在交通平峰时，车辆通行顺畅，每个路口可根据路口情况，由中心平台确定一个交通平峰时的信号配时策略，指导前端路口信号灯工作。

图2为在交通平峰时，单个路口信号控制的结构图，由于交通顺畅，不需进行子区控制。

2、交通高峰时，子区信号控制方法

图3为交通高峰时的子区交通信号控制的方法的流程图。如图3所示，该方法还包括：

步骤112，将城市中的交通路口按照预设规则划分为N个子区；通过区域控制的方法，把大交通变成小交通。

步骤114，采集每个子区道路的车流量数据，并传输给子区信号控制平台。

步骤120，子区信号控制平台对道路数据进行建模和分析，判断道路拥堵情况，预测路口发生拥堵的几率，确定子区信号控制策略。

子区信号控制平台对道路数据进行分析后的三种控制模式：

道路未出现拥堵迹象时，不干涉子区内各路口的信号配时。

道路未出现拥堵，但有拥堵的迹象时，提前调整个别路口、或整个区域内路口的信号配时，加快车辆通行率。

道路出现拥堵后，根据拥堵情况，调整个别路口的配时，加大路口车流通过，减轻拥堵压力。

步骤140，根据子区控制策略，确定子区内各个交通路口的路口控制策略，并发送给路口信号灯。

步骤160，各路口信号灯根据平台发送的信号控制配时策略工作。

本实施例中，子区信号控制平台，对子区内路口和路段的车流量信息进行采集和分析，及早预测路口拥堵的几率，通过提前调整路口的信号配时，提高车辆通行率，使车辆更好地快速通过该区域。

本实施例中，可以将一个城市的所有交通路口划分为N个子区，每个子区包含M个交通路口，每个子区的路口数可不同。划分方式可以按照交通路口之间的距离，例如，可以将相邻的几个交通路口或路段上的几个交通路口划分在同一个子区。具体子区的划分方式可以根据实际情况进行选择，本实施例不作具体的限定。

每个子区中交通路口和路段中的车流数据均可以被采集，由此，可以确定每个子区的车流量数据。

图4为在交通高峰时，子区内各路口信号控制的结构图，通过区域控制，提高车辆通行效率。

3、城市交通信号控制方法

整个城市的信号控制是建立在子区控制的基础上，对城市内的所有路口的车流量同时进行建模和分析，提前发现拥堵趋势，并进行预测，制定更好的配时策略，指导各子区进行配时调整，及时疏导车辆分流出去。

图5为城市交通信号控制的方法的流程图。如图5所示，该方法还包括：

步骤112，采集每个子区道路的车流量数据，并传输给子区信号控制平台和中心平台

步骤114，中心平台按照预设的模型，对各个子区的车流量数据进行建模和分析。

步骤120，中心平台对各子区的交通状态进行监控和预测。

步骤140，当某个子区将出现异常时，适度地调整其他子区路口的配时策略。

在车流还没出现不畅前，适度地调整相邻子区路口的配时策略，把车流疏导到其他子区去。当路口出现拥堵时，能根据拥堵情况，从全局出发，及时指导其他子区调整配时，使车流更有序地通过各路口，避免出现越堵越死的现场，减轻道路拥堵压力。

步骤160，各路口信号灯根据平台发送的信号控制配时策略工作。

本实施例中，通过中心平台，对整个城市的交通进行协调控制，可以及早发现城市拥堵点，通过提前调整路口的信号配时，提高车辆通行率，或者使车流分流，解决城市拥堵问题。

图6为城市交通信号控制结构图，通过同时对各子区的监控，可及早发现拥堵，提前进行交通疏导。

4、对接其他应用平台

图7为一实施例的城市交通信号控制系统和其他应用平台对接的结构图。如图7所示，该系统包括：

全数字化结构，使用标准的TCP/IP协议和其他国标协议，接口和数据统一标准。

路口信号灯配时指令数字化，方便和其他应用平台数据共享。

本发明实施例中，通过中心平台，直接控制城市内各交通路口的信号灯，也可以把控制指令传输给其他平台，或者接收来自其他平台的指令，从而满足城市应急指挥、城市大脑、以及无人驾驶等领域的应用需求。

5、中心平台集成

中心平台使用云计算技术，云服务器的数量与交通路口的数量呈正比。当交通路口增加的时候，如果原有的云服务器的运算能力无法满足要求时，可以在原有的云服务器的基础上，增加至少一个云服务器。

中心平台设置云存储器、信控模块、管理模块、数据库服务器、存储模块、GIS仿真服务器、运维服务器、指挥决策模块等，具体的模块可按需进行选择，本实施例不再具体叙述。中心平台可以连接客户端，用户通过客户端可以对中心平台中的数据进行查询或者人为对区或某个交通路口进行管理。

每个子区均设置有子区信号控制平台，子区信号控制平台为中心平台的一个模块。

其中，信号灯、车辆检测设备、交换机、子区信号控制平台、中心平台均通过网络通信，例如，车辆检测设备可以是带网络控制的车辆检测设备。至于有线或者无线通信方式，可以根据相应的要求进行设计，本实施例不再详述叙述。

本实施例的交通信号灯的控制系统取消了路口信号机，解决了城市内不同厂商的信号机不能互联互通的问题，实现城市信号控制高度统一。取消了路口信号机使得结构简单，并实现数据全网络传输和控制。

本实施例可以采用标准化的数据格式和TCP/IP协议进行数据传输，使信号控制更稳当、更灵活、也更容易扩容。

本实施例采用云计算、云存储技术，非常方便地按需扩容，且采用标准化接口和协议，方便和其他大平台对接，如与城市大脑、无人驾驶平台、城市应急平台等进行对接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种控制方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，其特征在于，所述方法包括：

道口的车流量检测器把检测到的车流量数据实时传输给中心平台，中心平台对数据处理后，发出指令直接控制路口信号灯的配时；中心平台包含子区信号控制平台；

通过中心平台，管理整个城市的信号灯控制，把一个城市的所有路口划分成N个子区，每个子区包含M个路口，每个路口由Z个信号灯组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

现场采集路口的车流量数据，由中心平台确定对应的路口控制策略，控制对应路口对应信号灯的配时；

路口的车流量数据由对应路口的车辆检测器实时获取，并传输给中心平台。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

采集所述子区内的车流量数据，由子区信号控制平台确定对应的子区控制策略，所述子区由多个交通路口组成，包含至少一个交通路口；

根据所述子区控制策略，确定对应子区内各路口的控制策略，控制对应路口的信号灯配时。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

采集各个子区的车流量数据，由中心平台确定各子区的控制策略；所述城市信号控制系统由城市内的所有子区组成；

各子区根据对应子区控制策略，确定其对应子区内各路口的控制策略，控制对应路口的信号灯配时。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采集所述子区内的车流量数据，由子区信号控制平台确定对应的子区控制策略，包括：

当所述子区内的车流量数据满足预设的路口拥堵条件时，由子区信号控制平台确定对应的子区调节控制策略，所述子区调节控制策略用于使所述车流量数据满足预设的路口拥堵条件的路口中的车流导入所述车流量数据不满足预设的路口拥堵条件的路口中去；或者，调整所述车流量数据满足预设的路口拥堵条件的路口中的信号灯配时，加大车流通过路口的能力。

当所述子区内的车流量数据不满足预设的路口拥堵条件时，由子区信号控制平台确定对应的子区默认控制策略，所述子区默认控制策略用于所述子区内各个交通路口的信号灯配时。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采集各个子区的车流量数据，由中心平台确定各子区控制策略，包括：

当城市内某个子区的车流量数据满足预设的区域拥堵条件时，由中心平台确定对应的子区调节控制策略，所述子区调节控制策略用于使所述车流量数据满足预设的子区拥堵条件的子区中的车流导入所述车流量数据不满足预设的子区拥堵条件的子区中去；或者，调整所述车流量数据满足预设的子区拥堵条件的子区内路口中的信号灯配时，加大车流通过拥堵子区区域的能力。

当城市内各子区的车流量数据不满足预设的子区拥堵条件时，由中心平台确定对应的子区默认控制策略，所述子区默认控制策略用于所述各子区中每个交通路口的信号灯配时。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路口默认控制策略包括预先设定好的定时控制策略、定周期控制策略等常规控制方法。

8.一种基于云计算的城市交通信号控制的方法和系统，其特征在于，所述系统包括：

N个子区，每个所述子区包括划分的至少一个交通路口，所述交通路口设置有信号灯和车辆检测设备；

中心平台，与所述信号灯和车检器连接，用于根据所述车流量数据确定对应的信号灯配时控制策略，控制对应交通路口的信号灯配时。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述中心平台包括至少一台云服务器，且所述云服务器的数量与所述交通路口的数量呈正比。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述每个子区均设置有子区信号控制平台，用于所述区域内车流量数据分析和判断，并确定对应子区内的路口控制策略。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述每个交通路口均设置有所述信号灯，用于根据从所述子区信号控制平台接收的所述路口控制策略，控制对应交通路口的信号。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述信号灯、车辆检测设备、交换机、子区信号控制平台、中心平台均通过网络通信。