CN117218849A - 路网车辆通行管控系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路网车辆通行管控系统及其运行方法，路网车辆通行管控系统包括分别设置在同向道路的上游卡口和下游卡口上的两卡口抓拍设备、设置在同向道路的上游卡口和下游卡口之间并用于出入该同向道路的至少一闸机、分别设置在同向道路的上游卡口和下游卡口上的两信号灯装置、控制器，所述卡口抓拍设备适于识别并采集经过相应卡口的车辆的车辆信息；所述闸机适于采集进出相应闸机的车辆的车辆信息和调节闸机放行时间；两信号灯装置适于被控制调节经过所述同向道路的直行放行时间；所述控制器分别与两卡口抓拍设备、两信号灯装置和闸机相连；他能够优化路网信号控制，实现动静态交通相互协调，从而提升路网运行效率。

Description

路网车辆通行管控系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及一种路网车辆通行管控系统及其运行方法，属于交通管控技术领域。

背景技术

目前，城市人口与车辆数量不断增加，导致城市道路交通拥堵和低效成为了目前急需解决的问题，为了解决这一问题，需要采取一系列措施来提升城市道路交通的运行效率和流畅度。经过检索发现，公开号为CN115394090A的中国专利披露了一种交叉路口车辆通行管控方法，在该专利中，通过交通信号灯、摄像测速设备与地面标识区域相结合，在交叉路口邻近的行驶路段增设减速区、管控区，通过对向交通信号灯和测向交通信号灯的交替循环工作，采用“绿黄红绿”的时序，实现正向行驶车辆与两侧行驶车辆在交通信号灯变更期间不发生冲突。但是，该专利需要设置多种限制方式，对黄灯期间的车辆进行管控，但是高峰时期则仍然可能造成拥堵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种路网车辆通行管控系统，它能够优化路网信号控制，实现动静态交通相互协调，从而提升路网运行效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种路网车辆通行管控系统，包括：

分别设置在同向道路的上游卡口和下游卡口上的两卡口抓拍设备，所述卡口抓拍设备适于识别并采集经过相应卡口的车辆的车辆信息；

设置在同向道路的上游卡口和下游卡口之间并用于出入该同向道路的至少一闸机，所述闸机适于采集进出相应闸机的车辆的车辆信息和调节闸机放行时间；

分别设置在同向道路的上游卡口和下游卡口上的两信号灯装置，两信号灯装置适于被控制调节经过所述同向道路的直行放行时间；

控制器，所述控制器分别与两卡口抓拍设备、两信号灯装置和闸机相连；其中，

所述控制器适于根据两卡口抓拍设备反馈的车辆信息得到在时间T内经过所述同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

所述控制器根据所述过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机调节闸机放行时间。

进一步，为了更准确地统计过境交通量和平均过境速度，所述车辆信息中至少包含车辆号牌和经过时间；其中，

在所述过境交通量n的计算过程中，同一车辆号牌的车辆连续被上游卡口和下游卡口的卡口抓拍设备识别到算1个过境交通量；

在平均过境速度S_均的计算过程中，同一车辆号牌的车辆被上游卡口和下游卡口的卡口抓拍设备设备到的经过时间分别为t1和t2，上游卡口和下游卡口的距离为L，同一车辆的过境速度S＝L/(t2-t1)，平均过境速度

进一步，为了判断道路是否顺畅并提供一种道路拥堵时调整直行放行时间和闸机放行时间的策略，控制器内预设过境交通量临界值N，平均过境速度临界值为Sp；

所述控制器根据所述过境交通量n和平均过境速度S_均控制两信号灯装置调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机调节闸机放行时间的控制策略如下：

当n＜N并且S_均＞Sp时，维持最初设定的闸机和信号灯装置管控模式；

当n≥N并且S_均≤Sp时，控制器控制两信号灯装置增加经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机减少闸机放行时间；

当n≥N并且S_均＞Sp时，控制器控制两信号灯装置增加经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机保持原先的闸机放行时间；

当n＜N并且S_均≤Sp时，控制器控制两信号灯装置减少经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机增加闸机放行时间。

进一步，维持最初设定的闸机和信号灯装置管控模式中，直行放行时间为M，闸机进出关闭时间为X；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；减少闸机放行时间，闸机关闭时间为X+T1；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；

当n＜N并且S_均≤Sp时，直行放行时间减少至M-T0，增加闸机放行时间，闸机关闭时间为X-T1。

进一步，控制策略执行完毕后，进行下一次控制策略的执行直到n＜N并且S_均＞Sp。

本发明还提供一种路网车辆通行管控系统的运行方法，方法的步骤中含有：

根据两卡口抓拍设备反馈的车辆信息得到在时间T内经过所述同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

根据所述过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机调节闸机放行时间。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

1、在本发明中，通过在上游卡口和下游卡口处设置卡口抓拍设备，可以实时识别并采集经过相应卡口的车辆的信息，在上游卡口和下游卡口之间设置有闸机，闸机不仅可以采集进出相应闸机的车辆的车辆信息，还可以根据控制器的指令调节闸机的放行时间。此外，为了控制交通流量，还在同向道路的上游卡口和下游卡口上分别设置了信号灯装置，信号灯装置可以根据控制器的指令调节经过同向道路的直行放行时间，控制器能够根据卡口抓拍设备反馈的车辆信息，计算出在一定时间内经过同向道路的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均。基于这些数据，控制器可以智能地控制两个信号灯装置，调节直行放行时间，并且控制闸机，调节闸机的放行时间，以便更好地控制交通流量。

附图说明

图1为本发明的路网车辆通行管控系统的道路示意图；

图2为本发明的路网车辆通行管控系统的控制原理图；

图3为本发明的路网车辆通行管控系统的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1、2所示，本实施例介绍了一种路网车辆通行管控系统，包括：

分别设置在同向道路的上游卡口1和下游卡口2上的两卡口抓拍设备3，卡口抓拍设备3适于识别并采集经过相应卡口的车辆的车辆信息，在本实施例中，卡口一般设置在交叉口处，一般用于记录车辆的车辆信息，车辆信息包括但不限于经过卡口时的车辆号牌、车辆类型、经过时间、地点、违章与否、违章类型等情况；

设置在同向道路的上游卡口1和下游卡口2之间并用于出入该同向道路的两个闸机4，闸机4适于采集进出相应闸机4的车辆的车辆信息和调节闸机放行时间，在本实施例中，闸机4一般结合地块机动车出入口设置，一般用于记录车辆进出入闸机4时的车辆号牌，入场时间、出场时间、停车时间等；

分别设置在同向道路的上游卡口1和下游卡口2上的两信号灯装置5，两信号灯装置5适于被控制调节经过同向道路的直行放行时间，两信号灯装置5可以为常规可控信号灯，信号灯的具体操作方式及其余结构为现有技术，本实施例不做赘述；

路网车辆通行管控系统还包括控制器6，控制器6分别与两卡口抓拍设备3、两信号灯装置5和闸机4相连；其中，

控制器6适于根据两卡口抓拍设备3反馈的车辆信息得到在时间T内经过同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

控制器6根据过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置5调节经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4调节闸机放行时间，控制器6设于后台，可以收集卡口和闸机4的数据并向闸机4和信号灯装置5输出调控指令。

在本实施例中，通过在上游卡口1和下游卡口2处设置卡口抓拍设备3，可以实时识别并采集经过相应卡口的车辆的信息，在上游卡口1和下游卡口1之间设置有两个闸机4，这些闸机4不仅可以采集进出相应闸机4的车辆的车辆信息，还可以根据控制器6的指令调节闸机4的放行时间。此外，为了控制交通流量，还在同向道路的上游卡口1和下游卡口2上分别设置了两个信号灯装置5，这些信号灯装置5可以根据控制器6的指令调节经过同向道路的直行放行时间，控制器6与两卡口抓拍设备3、两信号灯装置5和闸机4相连。控制器6能够根据卡口抓拍设备3反馈的车辆信息，计算出在一定时间内经过同向道路的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均。基于这些数据，控制器6可以智能地控制两个信号灯装置5，调节直行放行时间，并且控制闸机4，调节闸机4的放行时间，以便更好地控制交通流量。

具体地，车辆信息中至少包含车辆号牌和经过时间；其中，

在过境交通量n的计算过程中，同一车辆号牌的车辆连续被上游卡口1和下游卡口2的卡口抓拍设备3识别到算1个过境交通量；

在平均过境速度S_均的计算过程中，同一车辆号牌的车辆被上游卡口1和下游卡口2的卡口抓拍设备3拍到的经过时间分别为t1和t2，上游卡口1和下游卡口2的距离为L，同一车辆的过境速度S＝L/(t2-t1)，平均过境速度

具体地，控制器6内预设过境交通量临界值N，平均过境速度临界值为Sp；

控制器6根据过境交通量n和平均过境速度S_均控制两信号灯装置5调节经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4调节闸机放行时间的控制策略如下：

当n＜N并且S_均＞Sp时，维持最初设定的闸机和信号灯装置管控模式；

当n≥N并且S_均≤Sp时，控制器6控制两信号灯装置5增加经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4减少闸机放行时间；

当n≥N并且S_均＞Sp时，控制器6控制两信号灯装置5增加经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4保持原先的闸机放行时间；

当n＜N并且S_均≤Sp时，控制器6控制两信号灯装置5减少经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4增加闸机放行时间。

具体地，维持最初设定的闸机4和信号灯装置管控模式中，直行放行时间为M，闸机进出关闭时间为X；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；减少闸机放行时间，闸机关闭时间为X+T1；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；

当n＜N并且S_均≤Sp时，直行放行时间减少至M-T0，增加闸机放行时间，闸机关闭时间为X-T1。

具体地，控制策略执行完毕后，进行下一次控制策略的执行直到n＜N并且S_均＞Sp。

实施例二

本实施例介绍了一种实施例一的路网车辆通行管控系统的运行方法，方法的步骤中含有：

根据两卡口抓拍设备3反馈的车辆信息得到在时间T内经过同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

根据过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置5调节经过同向道路的直行放行时间和控制闸机4调节闸机放行时间。

在本实施例中，如图3所示，路网车辆通行管控系统的运行方法具体如下：

步骤1：卡口抓拍数据和闸机识别数据

上游卡口1和下游卡口2可以识别经过的车辆的相关信息、闸机4可以识别道路进出地块车辆相关信息，卡口抓拍数据和闸机识别数据至少包含车辆号牌和经过时间两个字段信息。

步骤2：车牌匹配

通过卡口抓拍数据和闸机识别数据相互关联识别，通过车牌关联，就可以知道车辆是途径该道路还是进出沿线地块，即知道道路的过境交通量和到发交通量。

步骤3：识别过境和到发车辆

其中同一车牌连续被道路上游卡口1和下游卡口2抓拍识别到，则认为该车辆为过境交通；若一辆车的车牌被道路上游卡口1和进入口的闸机4识别到，则认为该车辆为到达交通；若一辆车的车牌被道路下游卡口2和离开口的闸机4识别到，则认为该车辆为离开交通或叫发生交通。

步骤4：检测道路运行状态

根据车辆关联，一方面就可以知道道路的过境交通量，即经过上游卡口1和下游卡口2的车辆的数量，即一定时间内的过境交通量n；另一方面结合闸机4的识别数据就知道道路到达和发生车辆数之和；同时由于知道同一车辆经过上游卡口1和下游卡口2的时间，则可以算出道路平均行程速度S_均。

步骤5：判定道路是否顺畅

设定道路运行良好的车辆数临界值为N，平均行程速度临界值为Sp；

当n<N且S_均＞Sp时，认定道路运行良好，则维持最初设定的闸机和信号灯管控模式。

否则就存在车辆过多、或车辆速度较慢，则判断为不顺畅。

步骤6：道路运行不畅时，对直行放行时间和闸机放行时间进行调整；

当道路运行不畅时，判断成因是由于过境车辆多还是地块进出车辆多导致交织引发的。

1)当n≥N且S_均≤Sp时，道路过境车多且速度慢，说明车辆过境很多再加上一定的进出交织引发了拥堵，因此通过增加道路直行放行时间(直行放行时间+T0)、减少闸机放行时间，即闸机关闭时间为闸机进出关闭时间+T1，来保障过境交通的顺畅；

2)当n≥N并且S_均＞Sp时，过境量大且速度高，说明车辆过境很多引发交通拥堵，因此增加道路直行放行时间(直行信号放行时间+T0)、无需对闸机4进行管控；

3)n＜N并且S_均≤Sp时，过境量小且速度低，说明车辆过境不多主要是地块进出较多导致车流交织引发拥堵，因此减少道路直行放行时间(直行信号放行时间－T0)，增加闸机放行时间，即闸机关闭时间为闸机进出关闭时间－T1，将进出地块的车辆快速疏解掉。

调整完成后，并进入下一轮路网状态评估，当道路运行顺畅时，则结束循环，维持最初设定的闸机和信号灯管控模式。

以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种路网车辆通行管控系统，其特征在于，包括：

分别设置在同向道路的上游卡口(1)和下游卡口(2)上的两卡口抓拍设备(3)，所述卡口抓拍设备(3)适于识别并采集经过相应卡口的车辆的车辆信息；

设置在同向道路的上游卡口(1)和下游卡口(2)之间并用于出入该同向道路的至少一闸机(4)，所述闸机(4)适于采集进出相应闸机(4)的车辆的车辆信息和调节闸机放行时间；

分别设置在同向道路的上游卡口(1)和下游卡口(2)上的两信号灯装置(5)，两信号灯装置(5)适于被控制调节经过所述同向道路的直行放行时间；

控制器(6)，所述控制器(6)分别与两卡口抓拍设备(3)、两信号灯装置(5)和闸机(4)相连；其中，

所述控制器(6)适于根据两卡口抓拍设备(3)反馈的车辆信息得到在时间T内经过所述同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

所述控制器(6)根据所述过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置(5)调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)调节闸机放行时间。

2.根据权利要求1所述的路网车辆通行管控系统，其特征在于，

所述车辆信息中至少包含车辆号牌和经过时间；其中，

在所述过境交通量n的计算过程中，同一车辆号牌的车辆连续被上游卡口(1)和下游卡口(2)的卡口抓拍设备(3)识别到算1个过境交通量；

在平均过境速度S_均的计算过程中，同一车辆号牌的车辆被上游卡口(1)和下游卡口(2)的卡口抓拍设备(3)拍到的经过时间分别为t1和t2，上游卡口(1)和下游卡口(2)的距离为L，同一车辆的过境速度S＝L/(t2-t1)，平均过境速度

3.根据权利要求1所述的路网车辆通行管控系统，其特征在于，

控制器(6)内预设过境交通量临界值N，平均过境速度临界值为Sp；

所述控制器(6)根据所述过境交通量n和平均过境速度S_均控制两信号灯装置(5)调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)调节闸机放行时间的控制策略如下：

当n＜N并且S_均＞Sp时，维持最初设定的闸机和信号灯装置管控模式；

当n≥N并且S_均≤Sp时，控制器(6)控制两信号灯装置(5)增加经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)减少闸机放行时间；

当n≥N并且S_均＞Sp时，控制器(6)控制两信号灯装置(5)增加经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)保持原先的闸机放行时间；

当n＜N并且S_均≤Sp时，控制器(6)控制两信号灯装置(5)减少经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)增加闸机放行时间。

4.根据权利要求3所述的路网车辆通行管控系统，其特征在于，

维持最初设定的闸机和信号灯装置管控模式中，直行放行时间为M，闸机进出关闭时间为X；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；减少闸机放行时间，闸机关闭时间为X+T1；

当n≥N并且S_均≤Sp时，直行放行时间增加至M+T0；

当n＜N并且S_均≤Sp时，直行放行时间减少至M-T0，增加闸机放行时间，闸机关闭时间为X-T1。

5.根据权利要求3所述的路网车辆通行管控系统，其特征在于，

控制策略执行完毕后，进行下一次控制策略的执行直到n＜N并且S_均＞Sp。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的路网车辆通行管控系统的运行方法，其特征在于，方法的步骤中含有：

根据两卡口抓拍设备(3)反馈的车辆信息得到在时间T内经过所述同向道路时的过境交通量n和车辆的平均过境速度S_均；

根据所述过境交通量n和平均过境行程速度S_均控制两信号灯装置(5)调节经过所述同向道路的直行放行时间和控制闸机(4)调节闸机放行时间。