CN110097766A - 一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了交通控制技术领域的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，包括雷达检测器、信号控制机和信号灯，其特征在于：信号控制机内固定有数据接收模块、数据分析模块、动态分配模块和执行控制模块，数据接收模块用于接收雷达检测器的检测数据，数据分析模块用于存储和分析数据接收模块的数据，动态分配模块用于根据数据分析模块的数据发出调整命令，执行控制模块用于接收动态分配模块的调整命令并作用于信号灯，本发明根据三坐标雷达实时检测道路的全方面数据，提供强有力的数据支撑，通过结合当前相位状态，实时对交叉口相位放行进行干预，避免拥堵发生，并控制相位总周期不超出合理范围。

Description

一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统

技术领域

本发明涉及交通控制技术领域，具体为一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统。

背景技术

道路交通控制经过几十年发展，在多时段定周期控制和感应信号控制两类方式形成了较完善的理论体系。多时段定周期控制方式，是将一天依据历史交通流数据分为多个时间段，各个时间段根据车流量变化趋势配以不同的周期时长和绿信比。感应信号控制是基于交叉口进口道上游检测器提供的点或界面实时交通数据，根据车辆到达路口的间隙时间来决定当前绿灯放行信号是延长还是终止。近年来城市道路迅速扩张，汽车保有量增长迅猛，衍生出自适应信号控制方式，在感应信号控制理论基础上，通过优化目标来综合考虑各个相位合理的绿灯需求。现有常用道路交通车辆检测器与现有交通信号控制理论相互制约，检测器所提供的数据基本为道路上的点数据或界面数据，并不能很好的为实时交通控制提供强有力的数据支撑，导致自适应控制方式实际效果非常有限，无法满足实际优化需求。

基于此，本发明设计了一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，包括雷达检测器、信号控制机和信号灯，雷达检测器固定安装在道路交叉口，雷达监测器与信号控制机电连接，信号控制机与信号灯电连接，其特征在于：所述信号控制机内固定有数据接收模块、数据分析模块、动态分配模块和执行控制模块，所述数据接收模块用于接收雷达检测器的检测数据，所述数据分析模块用于存储和分析数据接收模块的数据，所述动态分配模块用于根据数据分析模块的数据发出调整命令，所述执行控制模块用于接收动态分配模块的调整命令并作用于信号灯。

优选的，所述雷达检测器为毫米波雷达，所述雷达检测器所检测数据包括机动车道区域机动车流量、速度、占有率、车辆实时跟踪、排队长度、区间车辆数、停车次数和其他实时数据。

优选的，所述数据接收模块通过数据线或无线接收器接收雷达检测器的数据。

优选的，所述数据分析模块用于先暂时存储数据，然后对数据进行分析计算，计算比对后判断道路状态为拥堵、失衡或溢出。

优选的，所述动态分配模块用于将数据计算结果进行比对分析后针对不同状态发出对应的调整命令，拥堵状态则发出绿灯延长指令，失衡状态则发出综合调整指令，若溢出则发出调停绿灯指令。

优选的，所述执行控制模块用于感知信号灯实时状态，并结合情况控制信号灯，调整其信号时长和状态，若拥堵状态下，检测信号灯实时显示为绿灯则直接延长时长。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明根据三坐标雷达实时检测道路的全方面数据，提供强有力的数据支撑，通过结合当前相位状态，实时对交叉口相位放行进行干预，完成单点自适应控制、交叉口失衡控制、路段动态绿波控制、路口溢出控制等行为，结合获取到的交通数据，综合各方向在交叉口的路权配给，动态分配相位放行时间，减少相位空放引起的通行能力下降，针对某方向突发车流量增加自动增加该放行相位的通行时间，避免拥堵发生，并控制相位总周期不超出合理范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明雷达检测示意图

图2为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，本发明提供一种技术方案：

一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，包括雷达检测器、信号控制机和信号灯，雷达检测器固定安装在道路交叉口，雷达监测器与信号控制机电连接，信号控制机与信号灯电连接，其特征在于：所述信号控制机内固定有数据接收模块、数据分析模块、动态分配模块和执行控制模块，所述数据接收模块用于接收雷达检测器的检测数据，所述数据分析模块用于存储和分析数据接收模块的数据，所述动态分配模块用于根据数据分析模块的数据发出调整命令，所述执行控制模块用于接收动态分配模块的调整命令并作用于信号灯。

其中，雷达检测器为毫米波雷达，所述雷达检测器所检测数据包括机动车道区域机动车流量、速度、占有率、车辆实时跟踪、排队长度、区间车辆数、停车次数和其他实时数据。数据接收模块通过数据线或无线接收器接收雷达检测器的数据。

数据分析模块用于先暂时存储数据，然后对数据进行分析计算，计算比对后判断道路状态为拥堵、失衡或溢出。

动态分配模块用于将数据计算结果进行比对分析后针对不同状态发出对应的调整命令，拥堵状态则发出绿灯延长指令，失衡状态则发出综合调整指令，若溢出则发出调停绿灯指令。执行控制模块用于感知信号灯实时状态，并结合情况控制信号灯，调整其信号时长和状态，若拥堵状态下，检测信号灯实时显示为绿灯则直接延长时长。

本实施例的一个具体应用为：本发明通过安装在交叉口各方向200米处的毫米波雷达，检测各个方向的机动车道区域机动车流量、速度、占有率、车辆实时跟踪、排队长度、区间车辆数、停车次数等实时数据，信号机初始状态以基础配时控制信号灯的状态及时长，雷达采集的数据实时被数据接收模块接收，综合各方向在交叉口的路权配给，动态分配相位放行时间，如若检测某方向车道内占有率高出标准值，速度低于最低标准值，停车次数大于标准值时，则认定为该方向路段拥堵，结合信号灯当前状态，将拥堵这一信号反馈给在信号灯周期不变情况下，将绿灯时间延长而缩短红灯时长，加速车流通过。若检测中心区车流量大，速度慢，则判定为到车辆溢出，该溢出方向信号灯立即转为红灯，防止后续车辆继续进入道路缓解溢出，若检测某方向拥堵，而正交方向流量小于标准值，车辆占有率低与标准值，则判断为交叉口失衡，增加拥堵路段绿灯时长，减少畅行路段绿灯时长，提高畅行路段绿灯利用率。若检测主干道方向流量与标准值相差较小，速度接近标准值，区间车辆数大于标准值，则实行绿波带控制，减少车辆刹车停止，提高畅行度。

其中拥堵情况下，调整方式为，先获取两个检测器当前信号周期内的交通流量q₁和q₂，再从信号机中获取上一周期滞留车辆数Δq，然后利用式Δq₁＝Δq+q1+q2计算当前周期滞留车辆；从检测器获取当前信号周期内的车辆占有率O和平均速度V，利用式O≥O_CO和V≤V_CO来判定交叉口是否饱和，O_CO为饱和阈值占有率；V_CO为饱和阈值速度。若O和V同时满足O≥O_CO和V≤V_CO，则判定交叉口处于过饱和状态，反之，说明交叉口属于闲散状态，仅利用实测的交通量进行配时控制即能满足交通需求。将滞留车辆计算得到的Δq加上检测器实测的交通流量得到补偿后的交通流量，并利用补偿后的交通流量计算流量比，计算式式中，q表示当前周期内测得的第i相车流量，S_i表示交叉口饱和流量。将各相流量比相加求得总交通流量比Y'，并将Y'代式

中即可计算得到周期时长,并判断计算获得的周期时长是否超过标准限额，由于超过这一限额之后，通行能力的增长便趋于停滞，而车辆延误却骤然急速增长。因此，若周期时长标准限额，交叉口就直接采用标准限额作为配时周期。将补偿后的交通流量比代入式中进行绿信时长计算。

结合当前相位状态，实时对交叉口相位放行进行干预，根据客户需求完成单点自适应控制、交叉口失衡控制、路段动态绿波控制、路口溢出控制等行为。系统根据当前状态，结合获取到的交通数据，综合各方向在交叉口的路权配给，动态分配相位放行时间，减少相位空放引起的通行能力下降，针对某方向突发车流量增加自动增加该放行相位的通行时间，避免拥堵发生，并控制相位总周期不超出合理范围。对因路权分配造成的车辆排队，系统在累积到一定阈值时将自动对排队车辆进行消散，避免路口排队车辆发生失衡。当交叉口某方向道路进口处，出现溢出时，自动将该方向绿灯放行转为红灯，而不影响相位其它方向放行。在无线协调控制状态下，能自动收集非主干道方向的多余放行时间，加到主干道方向放行相位，以增加主干道车辆通行时间，增强车辆绿波通行效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，包括雷达检测器、信号控制机和信号灯，雷达检测器固定安装在道路交叉口，雷达监测器与信号控制机电连接，信号控制机与信号灯电连接，其特征在于：所述信号控制机内固定有数据接收模块、数据分析模块、动态分配模块和执行控制模块，所述数据接收模块用于接收雷达检测器的检测数据，所述数据分析模块用于存储和分析数据接收模块的数据，所述动态分配模块用于根据数据分析模块的数据发出调整命令，所述执行控制模块用于接收动态分配模块的调整命令并作用于信号灯。

2.根据权利要求1所述的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，其特征在于：所述雷达检测器为毫米波雷达，所述雷达检测器所检测数据包括机动车道区域机动车流量、速度、占有率、车辆实时跟踪、排队长度、区间车辆数、停车次数和其他实时数据。

3.根据权利要求1所述的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，其特征在于：所述数据接收模块通过数据线或无线接收器接收雷达检测器的数据。

4.根据权利要求1所述的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，其特征在于：所述数据分析模块用于先暂时存储数据，然后对数据进行分析计算，计算比对后判断道路状态为拥堵、失衡或溢出。

5.根据权利要求1所述的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，其特征在于：所述动态分配模块用于将数据计算结果进行比对分析后针对不同状态发出对应的调整命令，拥堵状态则发出绿灯延长指令，失衡状态则发出综合调整指令，若溢出则发出调停绿灯指令。

6.根据权利要求1所述的一种利用三坐标雷达检测优化交通控制系统，其特征在于：所述执行控制模块用于感知信号灯实时状态，并结合情况控制信号灯，调整其信号时长和状态，若拥堵状态下，检测信号灯实时显示为绿灯则直接延长时长。