CN111383466A - 实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现有轨电车路口信号控制功能的系统，包括信号控制平台，用于有轨电车运行数据监控、汇总和展示；中心机，用于传输下发信号控制平台的数据；区域机，用于传输下发中心机的数据；路口信号机，用于传输发送区域机收到的信号数据；有轨电车信号机，用于接收传输发送路口信号机的数据；有轨电车车辆，用于将车辆运行数据发送给有轨电车信号机。本发明还涉及一种实现有轨电车路口信号控制功能方法。采用了该系统及方法，将有轨电车信号控制系统与城市道路交叉口信号控制系统进行联动，充分考虑有轨电车、社会车辆等各种交通出行者的需求；在统筹协调前提下，给予有轨电车优先通行权，尽量保证有轨电车的准点缓解高峰期间交通拥堵。

Description

实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法

技术领域

本发明涉及智能交通领域，尤其涉及智能交通领域路口信号控制领域，具体是指一种实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法。

背景技术

传统有轨电车运营过程中的路权模式选择、专用道布置模式选择、信号优先控制模式选择、路口触发模式选择方面对于城市道路交通的影响程度较大，同时也制约着有轨电车使用效能。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种统筹方便、操作简便、适用范围较为广泛的实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法。

为了实现上述目的，本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法如下：

该实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

信号控制平台，用于有轨电车运行数据监控、汇总和展示；

中心机，与所述的信号控制平台相连接，用于传输下发信号控制平台的数据；

区域机，与所述的中心机相连接，用于传输下发中心机的数据；

路口信号机，与所述的区域机相连接，用于传输发送区域机收到的信号数据；

有轨电车信号机，与所述的路口信号机相连接，用于接收传输发送路口信号机的数据；

有轨电车车辆，与所述的有轨电车信号机相连接，用于将车辆运行数据发送给有轨电车信号机。

较佳地，所述的信号控制平台包括：

地图展示模块，与所述的中心机相连接，用于显示并选择地图的相关信息；

基础配置模块，与所述的地图展示模块相连接，用于对线路站点、路口视频、路口优先和路口关联进行配置；

路口监控模块，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对路口信号和状态进行控制；

查询统计模块，与所述的中心机相连接，用于查询运行日志、操作日志和执行日志。

较佳地，所述的地图的相关信息包括有轨电车路线、站点信息、有轨电车信号机图标、相关流量采集设备图标、冲突区检测设备图标、设备运行状态、当前控制模式和有轨电车实时位置展示。

较佳地，所述的路口监控模块包括：

路口监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于对需要监控的路口人工干预控制并统计相关状态信息；

1+1控制监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于监控子区域路口运行信息，对各路口的信号进行干预控制，并路口特征参数；

优先控制单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对各路口的信号控制方案进行实时优化调整，对路口的实时优化调整；

效果评价单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于实现有轨电车沿线路口控制效果评价，对1+1区域控制效果进行评价以及对有轨电车线路运行情况评价。

较佳地，所述的路口监控单元和1+1控制监控单元的人工干预控制包括色步/相位步进、干预全红、干预黄闪、干预关灯、锁定相位和恢复自主控制。

该基于上述系统实现有轨电车路口信号控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)读取控制相关有鬼电车1+1道路路口的配置信息；

(2)判断关键路口的相关瓶颈路段拥堵情况；

(3)根据拥堵情况对瓶颈路段相关的上游交叉口进行协调控制。

采用了本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法，本次技术方案在实现有轨电车的信号优先控制的目的同时，将有轨电车信号控制系统与城市道路交叉口信号控制系统进行联动，充分考虑有轨电车、社会车辆等各种交通出行者的需求，避免“通畅一条线、拥堵一大片”的极端情况发生；其次，在统筹协调前提下，给予有轨电车优先通行权，尽量保证有轨电车的准点；针对重点区域(老城区、重点商区)等进行拥堵控制，缓解高峰期间交通拥堵。结合松江区有轨电车政府重大民生工程同步实施，保障松江有轨电车运行线路周边路口运行通畅。伴随着本次有轨电车模块的研发，通过多方协作，提高合作意向，未来松江中远期有轨电车T3/T4/T5/T6线施工建设，必定对公司进一步深耕上海市场打下坚实基础。

附图说明

图1为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的总体架构图。

图2为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的瓶颈路段拥堵程度判定示意图。

图3为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的路口优先监控页面示意图。

图4为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的运行统计页面示意图。

图5为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的线路站点配置页面示意图。

图6为本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统的1+1关联配置页面示意图。

图7为本发明的实现有轨电车路口信号控制的方法的总体流程图。

图8为本发明的实现有轨电车路口信号控制的方法的1+1防拥堵控制示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

该实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其中，所述的系统包括：

信号控制平台，用于有轨电车运行数据监控、汇总和展示；

中心机，与所述的信号控制平台相连接，用于传输下发信号控制平台的数据；

区域机，与所述的中心机相连接，用于传输下发中心机的数据；

路口信号机，与所述的区域机相连接，用于传输发送区域机收到的信号数据；

有轨电车信号机，与所述的路口信号机相连接，用于接收传输发送路口信号机的数据；

有轨电车车辆，与所述的有轨电车信号机相连接，用于将车辆运行数据发送给有轨电车信号机。

作为本发明的优选实施方式，所述的信号控制平台包括：

地图展示模块，与所述的中心机相连接，用于显示并选择地图的相关信息；

基础配置模块，与所述的地图展示模块相连接，用于对线路站点、路口视频、路口优先和路口关联进行配置；

路口监控模块，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对路口信号和状态进行控制；

查询统计模块，与所述的中心机相连接，用于查询运行日志、操作日志和执行日志。

作为本发明的优选实施方式，所述的地图的相关信息包括有轨电车路线、站点信息、有轨电车信号机图标、相关流量采集设备图标、冲突区检测设备图标、设备运行状态、当前控制模式和有轨电车实时位置展示。

作为本发明的优选实施方式，所述的路口监控模块包括：

路口监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于对需要监控的路口人工干预控制并统计相关状态信息；

1+1控制监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于监控子区域路口运行信息，对各路口的信号进行干预控制，并路口特征参数；

优先控制单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对各路口的信号控制方案进行实时优化调整，对路口的实时优化调整；

效果评价单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于实现有轨电车沿线路口控制效果评价，对1+1区域控制效果进行评价以及对有轨电车线路运行情况评价。

作为本发明的优选实施方式，所述的路口监控单元和1+1控制监控单元的人工干预控制包括色步/相位步进、干预全红、干预黄闪、干预关灯、锁定相位和恢复自主控制。

该基于上述系统实现有轨电车路口信号控制的方法，所述的方法包括以下步骤：

(1)读取控制相关有鬼电车1+1道路路口的配置信息；

(2)判断关键路口的相关瓶颈路段拥堵情况；

(3)根据拥堵情况对瓶颈路段相关的上游交叉口进行协调控制

本发明的具体实施方式中，具体结构如下：

1、系统总体架构

本系统主要由信号控制平台、中心机、区域机、路口信号机、有轨电车信号机、有轨电车车辆6个部分。

1)控制平台：用于有轨电车运行数据监控、汇总和展示，同时根据路口实时数据，控制路口信号机运行方式；

2)中心机：用于将从区域机上传的信号数据发送给信号控制平台，同时将信号控制平台下发的数据发送给区域机；

3)区域机：用于将从路口信号机上传的信号数据发送给中心机，同时将中心机下发的数据发送路口信号机；

4)路口信号机：用于将区域机收到的信号数据发送给有轨电车信号机，同时将有轨电车信号机数据发送给区域机；

5)有轨电车信号机：用于接收路口信号机发送的数据，同时将有轨电车车辆数据发送给路口信号机；

6)有轨电车车辆：将车辆运行数据发送给有轨电车信号机；

2、信号控制平台主要功能

2.1地图展示

1)有轨电车路线、站点信息、有轨电车信号机图标、相关流量采集设备图标、冲突区检测设备图标、设备运行状态、当前控制模式、有轨电车实时位置展示；

2)鼠标移动到设备图标上，显示详细信息；点击设备弹出选择控制按钮，再点击不同按钮可进入相关控制界面；

3)显示所有相关设备总数、状态统计数据

2.2基础配置

2.2.1线路/站点配置

1)对有轨电车线路、站点位置、设备等配置，可支持增删改操作；

2)可导入运行时刻表，并支持增删改操作

2.2.2路口视频关联

完成路口视频关联配置

2.2.3路口优先配置

能够对有轨电车路口信号优先控制参数进行配置，实现有轨电车通行的相对优先和绝对优先控制

2.2.4路口关联配置

完成1+1防拥堵控制相关联相位配置工作

2.3路口监控

2.3.1路口监控

1)在GIS地图中框选需要监控的路口，或在站点列表内勾选需要监控的路口，对应的多路口的运行状态信息实时展示(图形+视频)；(至少可以同时监视8个路口的放行)；

2)对框选多路口人工干预，包括色步/相位步进、干预全红、干预黄闪、干预关灯、锁定相位、恢复自主控制等控制操作，控制操作可以应用于单台信号机或者同步下发给监视的所有信号机；

3)有轨电车位置信息、请求等级、车辆信息、到达及离开时间、请求应答情况、请求及应答的时间；

4)统计相关路网中信号的状态信息(路口、控制方式、路口配时、信号机状态、检测器状态和路口回答时间、有轨电车请求及应答情况、系统对时时间和路口状态等，不同状态字体须要标注不同颜色)

2.3.2 1+1控制监控

1)监控子区域路口运行信息：

a、以区域路口渠化图展示1+1控制关联路口的实时相位信息，包括运行的相位配时、运行的方案等；

b、各关联路口各进口道交通流状态展示，子区各控制点的饱和度，子区各控制点的平均延误，子区各控制点的排队长度。对于有轨电车发出的信号优先请求可能对背景交通产生不利影响的交叉口、岔道，每条停车线的排队长度必须特别显示。

c、有轨电车位置信息、请求等级、车辆信息、到达及离开时间、请求应答情况、请求及应答的时间、请求情况统计

d、信号须关联路口视频

e、信号机运行状态、检测器状态、灯组状态

2)可对各路口的信号进行干预控制，包括色步/相位步进、干预全红、干预黄闪、干预关灯、锁定相位、恢复自主控制等控制操作；

3)路口特征参数(跳转)

2.3.3优先控制

1)根据由轨道机电标段提供的有轨电车实时到达路口的实时信息，可对各路口的信号控制方案进行实时优化调整，能实现绿灯延长、红灯缩短、插入相位、跳转相位等优先控制功能；

2)可以接受有轨电车轨道信号系统发出的3个等级的优先请求，宝康信号机会根据延误等级，结合现场特殊情况(如执行警卫路线、手动控制、冲突区检测到障碍物、路网极端拥堵等)，给予有轨电车优先；

3)能够对有轨电车通行的上下游的路口实行1+1路口防拥堵控制，在给予有轨电车优先通行后，对上游路口驶入的车辆进行控制，减少对于有轨电车路口的通行需求；

4)路口的实时优化调整后，能恢复双向绿波协调状态。

2.3.4效果评价

1)结合流量+排队长度+交通拥堵指数+有轨电车优先响应率，实现有轨电车沿线路口控制效果评价；

2)结合子区域拥堵状态，对1+1区域控制效果进行评价；

3)对比时刻表及实际到站时间，进行准点率分析，对有轨电车线路运行情况评价

2.4查询统计

2.4.1运行日志

有轨电车运行效果评价日志、设备状态日志、控制状态日志和准点情况

2.4.2操作日志

人工干预操作日志

2.4.3执行日志

各子区域运行信息日志

3、1+1防拥堵算法

3.1算法目的

主要任务是对瓶颈路段进口道的拥堵情况做分级，如畅通、基本畅通、轻度拥赌、中度拥堵和严重拥堵。通过分级的结果来调整上游交叉口的配时方案，缓解瓶颈路段的拥堵状况。

3.2名词解释

关键交叉口：有轨电车经过的路口。

上游交叉口：有轨电车所经过关键交叉口相邻的上游交叉口，通过对此交叉口的信号调整，以减少关键交叉口的拥堵情况。

瓶颈路段：位于关键交叉口与上游交叉口之间，由于有轨电车通行造成此路段成为交通瓶颈。

瓶颈路段进口方向：瓶颈路段进入关键交叉口的方向。

瓶颈路段出口方向：瓶颈路段离开关键交叉口的方向。

1+1防拥堵控制策略：通过调节上游交叉口信号配时方案缓解瓶颈路段的拥堵情况。

3.3输入数据

如图2所示，算法需要获得的数据为：瓶颈路段1的ID、瓶颈路段2的ID、瓶颈路段1、2进口方向的流量、时间占有率。

表1输入数据

瓶颈路段ID	相位	流量	时间占有率	时间

表2上游交叉口数据

3.4输出数据

输出数据为：上游交叉口执行1+1算法后的新配时方案。如表3所示。

表3上游交叉口配时方案

上游交叉口ID	方案号	相位	绿灯时间	信号周期

3.5总体流程

总体流程如图7所示，总体分为三部分：读取相关交叉口的配置信息、通过算法判断相关瓶颈路段的拥堵程度、根据拥堵程度调节上游交叉口。图8为1+1防拥堵控制示意图。

采用了本发明的实现有轨电车路口信号控制功能的系统及方法，本次技术方案在实现有轨电车的信号优先控制的目的同时，将有轨电车信号控制系统与城市道路交叉口信号控制系统进行联动，充分考虑有轨电车、社会车辆等各种交通出行者的需求，避免“通畅一条线、拥堵一大片”的极端情况发生；其次，在统筹协调前提下，给予有轨电车优先通行权，尽量保证有轨电车的准点；针对重点区域(老城区、重点商区)等进行拥堵控制，缓解高峰期间交通拥堵。结合松江区有轨电车政府重大民生工程同步实施，保障松江有轨电车运行线路周边路口运行通畅。伴随着本次有轨电车模块的研发，通过多方协作，提高合作意向，未来松江中远期有轨电车T3/T4/T5/T6线施工建设，必定对公司进一步深耕上海市场打下坚实基础。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其特征在于，所述的系统包括：

信号控制平台，用于有轨电车运行数据监控、汇总和展示；

中心机，与所述的信号控制平台相连接，用于传输下发信号控制平台的数据；

区域机，与所述的中心机相连接，用于传输下发中心机的数据；

路口信号机，与所述的区域机相连接，用于传输发送区域机收到的信号数据；

有轨电车信号机，与所述的路口信号机相连接，用于接收传输发送路口信号机的数据；

有轨电车车辆，与所述的有轨电车信号机相连接，用于将车辆运行数据发送给有轨电车信号机。

2.根据权利要求1所述的实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其特征在于，所述的信号控制平台包括：

地图展示模块，与所述的中心机相连接，用于显示并选择地图的相关信息；

基础配置模块，与所述的地图展示模块相连接，用于对线路站点、路口视频、路口优先和路口关联进行配置；

路口监控模块，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对路口信号和状态进行控制；

查询统计模块，与所述的中心机相连接，用于查询运行日志、操作日志和执行日志。

3.根据权利要求2所述的实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其特征在于，所述的地图的相关信息包括有轨电车路线、站点信息、有轨电车信号机图标、相关流量采集设备图标、冲突区检测设备图标、设备运行状态、当前控制模式和有轨电车实时位置展示。

4.根据权利要求2所述的实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其特征在于，所述的路口监控模块包括：

路口监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于对需要监控的路口人工干预控制并统计相关状态信息；

1+1控制监控单元，与所述的中心机、地图展示模块相连接，用于监控子区域路口运行信息，对各路口的信号进行干预控制，并路口特征参数；

优先控制单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于对各路口的信号控制方案进行实时优化调整，对路口的实时优化调整；

效果评价单元，与所述的中心机、地图展示模块和基础配置模块相连接，用于实现有轨电车沿线路口控制效果评价，对1+1区域控制效果进行评价以及对有轨电车线路运行情况评价。

5.根据权利要求4所述的实现有轨电车路口信号控制功能的系统，其特征在于，所述的路口监控单元和1+1控制监控单元的人工干预控制包括色步/相位步进、干预全红、干预黄闪、干预关灯、锁定相位和恢复自主控制。

6.一种基于权利要求1所述的系统实现有轨电车路口信号控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(1)读取控制相关有鬼电车1+1道路路口的配置信息；

(2)判断关键路口的相关瓶颈路段拥堵情况；

(3)根据拥堵情况对瓶颈路段相关的上游交叉口进行协调控制。

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