CN115376340A - 基于rfid的跨平台交通信号灯协调控制方法 - Google Patents

基于rfid的跨平台交通信号灯协调控制方法 Download PDF

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CN115376340A CN202210957893.3A CN202210957893A CN115376340A CN 115376340 A CN115376340 A CN 115376340A CN 202210957893 A CN202210957893 A CN 202210957893A CN 115376340 A CN115376340 A CN 115376340A
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甘国才
张鹏
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Abstract

本发明提供的一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，包括：S1.构建基于RFID的跨平台的协调控制系统，其中，该协调控制系统包括RFID检测设备、协调控制平台以及不同厂家的信号控制系统；S2.由RFID检测设备采集当前道路实时交通状态并传输至协调控制平台，所述协调控制平台根据当前交通状态确定交通相位信号配时，且将当前计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时进行对比，确定出当前交通相位信号最优配时；S3.协调控制平台将当前交通相位最优配时发送至信号控制系统，由信号控制系统控制对应的交通信号灯工作；能够对不同厂商的交通信号控制系统进行协调控制，而且还能够动态地对交通信号灯的周期、绿信时间进行动态调整，从而能够有效提升交通信号灯对于交通协调控制效率，有效缓解拥堵。

Description

基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法
技术领域
本发明涉及一种交通信号灯控制方法，尤其涉及一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法。
背景技术
随着现代化城市的发展，车辆的日益增多，城市交通的堵塞问题日趋严重，尤其是在交通高峰时期，交叉路口成了各种机动车、非机动车相互抢道而引发各种交通事故的多发区，而且还限制了交通通行量。交通信号控制系统是解决交通拥堵问题的重要手段，交通信号控制系统是对区域内所有交通信号灯进行协调控制，也是干线协调控制的延伸，可将干线协调控制系统当作区域信号控制系统的一个子单元，对于路网中可以协调的进行协调控制，对于路网中不可协调的，制定相应的单点控制方式满足其交通需求。但，通常情况下，各城市的交通信号控制系统是各家厂商的信号机，各厂家单独有一套交通信号控制系统，信号控制操作人员需要熟悉多家厂家的信号控制系统，学习时间较长；每个信号控制系统是独立的，无法对城区所有路口的状态进行整体的统计和展示；对于各家信号机交界的路口进行控制时，需要在多个信号控制系统之间切换，操作不便利，时效性较差，尤其是在有特勤任务时，需要多个人进行操作；在一条线路上有多个厂家信号机时，无法进行协调。
为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，能够对不同厂商的交通信号控制系统进行协调控制，而且还能够动态地对交通信号灯的周期、绿信时间进行动态调整，从而能够有效提升交通信号灯对于交通协调控制效率，有效缓解拥堵。
本发明提供的一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，包括以下步骤：
S1.构建基于RFID的跨平台的协调控制系统，其中，该协调控制系统包括RFID检测设备、协调控制平台以及不同厂家的信号控制系统；
所述RFID检测设备与协调控制平台通信连接，所述协调控制平台与信号控制系统通信连接；
S2.由RFID检测设备采集当前道路实时交通状态并传输至协调控制平台，所述协调控制平台根据当前交通状态确定交通相位信号配时，且将当前计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时进行对比，确定出当前交通相位信号最优配时；
S3.协调控制平台将当前交通相位最优配时发送至信号控制系统，由信号控制系统控制对应的交通信号灯工作。
进一步，步骤S2中具体包括：
S21.对目标区域中的交通相位进行标记：
计算得到的交通相位信号配时是大于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为1；
计算得到的交通相位信号配时是小于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为-1；
计算得到的交通相位信号配时是等于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为0；
S22.如目标区域中的交通相位中的0,1和-1的标记均存在，则目标区域中的交通配时周期不变，调整交通信号灯的绿信时间，如目标区域中的交通相位中的1或-1的标记均存在，而不存在0的标记，则目标区域中的交通配时需要改变配时周期以及绿信时间。
进一步，交通配时周期不变时交通信号灯的绿信时间调整如下：
被标记为0的交通相位的绿信时间保持不变；
对标记为-1或1的交通相位的绿信时间：
确定计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值△t：
△t＝gm-gt；其中：gm为计算得到的交通相位信号配时，gt为实际运行的信号配时；当gm小于绿灯所允许的最小值gmin时，gm取值为gmin；
当
Figure BDA0003792076210000031
时，△ti为第i个交通相位中计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值；此时将标记为-1的第k个交通相位的绿灯时间减少△tk，并将标记为+1的交通相位的绿灯时间增加
Figure BDA0003792076210000032
增加时间
Figure BDA0003792076210000033
为：
Figure BDA0003792076210000034
其中：p-为需要减少绿灯时间的相位个数，p+为需要增加绿灯时间的相位个数，
Figure BDA0003792076210000035
表示第i个需要减少绿灯时间的相位的计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值，p为目标区域中信号灯的相位总数；
当
Figure BDA0003792076210000036
时，将目标区域中各相位的绿灯时间的平均值，并控制各相位的交通信号灯按照平均绿灯时间工作。
进一步，交通配时需要改变配时周期以及绿信时间时，具体包括：
当目标区域的全部相位都标记为1时：
当
Figure BDA0003792076210000037
则此时的关键周期为
Figure BDA0003792076210000038
当
Figure BDA0003792076210000041
则测试的关键周期为Ck-new＝Lmax；
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure BDA0003792076210000042
其中：gi为目标区域中第i个交通信号灯的实际绿灯时间，gi-new为优化后的第i个交通信号灯的绿灯时间，Lmax为所允许的最大交通信号灯周期，Ck为交通信号灯实际运行关键周期，Ck-new为优化后的交通信号灯的运行关键周期；
当目标区域的全部相位都标记为-1时：
此时的关键周期为：
Figure BDA0003792076210000043
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure BDA0003792076210000044
本发明的有益效果：通过本发明，能够对不同厂商的交通信号控制系统进行协调控制，而且还能够动态地对交通信号灯的周期、绿信时间进行动态调整，从而能够有效提升交通信号灯对于交通协调控制效率，有效缓解拥堵。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下进一步对本发明做出详细说明：
本发明提供的一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，包括以下步骤：
S1.构建基于RFID的跨平台的协调控制系统，其中，该协调控制系统包括RFID检测设备、协调控制平台以及不同厂家的信号控制系统；
所述RFID检测设备与协调控制平台通信连接，所述协调控制平台与信号控制系统通信连接；在上述协调控制系统中，由协调控制平台同意对不同厂家的信号控制系统进行控制，信号控制系统直接执行协调控制平台(采用现有的服务器)下发的控制命令即可；
S2.由RFID检测设备采集当前道路实时交通状态并传输至协调控制平台，所述协调控制平台根据当前交通状态确定交通相位信号配时，且将当前计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时进行对比，确定出当前交通相位信号最优配时；其中，交通状态指的是交通流状态，包括交通量、流率、速度和交通密度；
S3.协调控制平台将当前交通相位最优配时发送至信号控制系统，由信号控制系统控制对应的交通信号灯工作；通过上述方法，能够对不同厂商的交通信号控制系统进行协调控制，而且还能够动态地对交通信号灯的周期、绿信时间进行动态调整，从而能够有效提升交通信号灯对于交通协调控制效率，有效缓解拥堵。
本实施例中，步骤S2中具体包括：
S21.对目标区域中的交通相位进行标记：
计算得到的交通相位信号配时是大于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为1；表示当前实施运行的信号配时不能满足交通需求，即当前交通相位的绿灯时间不能满足通行需求，容易造成拥堵；
计算得到的交通相位信号配时是小于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为-1；表示当前交通相位的绿灯时间过程，容易造成绿灯空防现象，而且容易造成当前路口的其他路段拥堵；
计算得到的交通相位信号配时是等于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为0；
S22.如目标区域中的交通相位中的0,1和-1的标记均存在，则目标区域中的交通配时周期不变，调整交通信号灯的绿信时间，如目标区域中的交通相位中的1或-1的标记均存在，而不存在0的标记，则目标区域中的交通配时需要改变配时周期以及绿信时间。
本实施例中，交通配时周期不变时交通信号灯的绿信时间调整如下：
被标记为0的交通相位的绿信时间保持不变；
对标记为-1或1的交通相位的绿信时间：
确定计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值△t：
△t＝gm-gt；其中：gm为计算得到的交通相位信号配时，gt为实际运行的信号配时；当gm小于绿灯所允许的最小值gmin时，gm取值为gmin；其中，gm采用现有的方法基于采集的交通状态信息进行计算，此属于现有技术,在此不加以赘述；绿信时间为绿信号灯亮灯时间。
当
Figure BDA0003792076210000061
时，△ti为第i个交通相位中计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值；此时将标记为-1的第k个交通相位的绿灯时间减少△tk(即标记为-1的第k个交通相位计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值)，并将标记为+1的交通相位的绿灯时间增加
Figure BDA0003792076210000062
增加时间
Figure BDA0003792076210000063
为：
Figure BDA0003792076210000071
其中：p-为需要减少绿灯时间的相位个数，p+为需要增加绿灯时间的相位个数，
Figure BDA0003792076210000072
表示第i个需要减少绿灯时间的相位的计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值，p为目标区域中信号灯的相位总数；
当
Figure BDA0003792076210000073
时，将目标区域中各相位的绿灯时间的平均值，并控制各相位的交通信号灯按照平均绿灯时间工作。
本实施例中，交通配时需要改变配时周期以及绿信时间时，具体包括：
当目标区域的全部相位都标记为1时：
当
Figure BDA0003792076210000074
则此时的关键周期为
Figure BDA0003792076210000075
当
Figure BDA0003792076210000076
则测试的关键周期为Ck-new＝Lmax；
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure BDA0003792076210000077
其中：gi为目标区域中第i个交通信号灯的实际绿灯时间，gi-new为优化后的第i个交通信号灯的绿灯时间，Lmax为所允许的最大交通信号灯周期，Ck为交通信号灯实际运行关键周期，Ck-new为优化后的交通信号灯的运行关键周期；
当目标区域的全部相位都标记为-1时：
此时的关键周期为：
Figure BDA0003792076210000081
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure BDA0003792076210000082
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.构建基于RFID的跨平台的协调控制系统，其中，该协调控制系统包括RFID检测设备、协调控制平台以及不同厂家的信号控制系统；
所述RFID检测设备与协调控制平台通信连接，所述协调控制平台与信号控制系统通信连接；
S2.由RFID检测设备采集当前道路实时交通状态并传输至协调控制平台，所述协调控制平台根据当前交通状态确定交通相位信号配时，且将当前计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时进行对比，确定出当前交通相位信号最优配时；
S3.协调控制平台将当前交通相位最优配时发送至信号控制系统，由信号控制系统控制对应的交通信号灯工作。
2.根据权利要求1所述基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，其特征在于：步骤S2中具体包括：
S21.对目标区域中的交通相位进行标记：
计算得到的交通相位信号配时是大于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为1；
计算得到的交通相位信号配时是小于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为-1；
计算得到的交通相位信号配时是等于实际运行的信号配时，则将当前交通相位标记为0；
S22.如目标区域中的交通相位中的0,1和-1的标记均存在，则目标区域中的交通配时周期不变，调整交通信号灯的绿信时间，如目标区域中的交通相位中的1或-1的标记均存在，而不存在0的标记，则目标区域中的交通配时需要改变配时周期以及绿信时间。
3.根据权利要求2所述基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，其特征在于：交通配时周期不变时交通信号灯的绿信时间调整如下：
被标记为0的交通相位的绿信时间保持不变；
对标记为-1或1的交通相位的绿信时间：
确定计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值△t：
△t＝gm-gt；其中：gm为计算得到的交通相位信号配时，gt为实际运行的信号配时；当gm小于绿灯所允许的最小值gmin时，gm取值为gmin；
当
Figure FDA0003792076200000021
时，△ti为第i个交通相位中计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值；此时将标记为-1的第k个交通相位的绿灯时间减少△tk，并将标记为+1的交通相位的绿灯时间增加
Figure FDA0003792076200000022
增加时间
Figure FDA0003792076200000023
为：
Figure FDA0003792076200000024
其中：p-为需要减少绿灯时间的相位个数，p+为需要增加绿灯时间的相位个数，
Figure FDA0003792076200000025
表示第i个需要减少绿灯时间的相位的计算得到的交通相位信号配时与实际运行的信号配时差值，p为目标区域中信号灯的相位总数；
当
Figure FDA0003792076200000026
时，将目标区域中各相位的绿灯时间的平均值，并控制各相位的交通信号灯按照平均绿灯时间工作。
4.根据权利要求2所述基于RFID的跨平台交通信号灯协调控制方法，其特征在于：交通配时需要改变配时周期以及绿信时间时，具体包括：
当目标区域的全部相位都标记为1时：
当
Figure FDA0003792076200000031
则此时的关键周期为
Figure FDA0003792076200000032
当
Figure FDA0003792076200000033
则测试的关键周期为Ck-new＝Lmax；
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure FDA0003792076200000034
其中：gi为目标区域中第i个交通信号灯的实际绿灯时间，gi-new为优化后的第i个交通信号灯的绿灯时间，Lmax为所允许的最大交通信号灯周期，Ck为交通信号灯实际运行关键周期，Ck-new为优化后的交通信号灯的运行关键周期；
当目标区域的全部相位都标记为-1时：
此时的关键周期为：
Figure FDA0003792076200000035
各相位的绿信号灯亮灯时间为：
Figure FDA0003792076200000036
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