專利名稱：城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市交通管理系統(tǒng)中交通控制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取方法，更具體的說是涉及一種城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法。
背景技術(shù)：
檢測器是采集流量、速度、車型、占有率等交通參數(shù)的重要手段。目前常用的車輛檢測器主要工作原理是檢測因汽車的運動或存在而引起的能量變化。城市交通管理系統(tǒng)中所用的檢測器主要分為固定式和移動式兩種，其中固定式檢測器對交通信息采集的方式有(1)采用磁頻檢測技術(shù)，(2)采用波頻檢測技術(shù)，(3)采用視頻檢測技術(shù)；國內(nèi)外采用的移動交通信息采集方式主要包括(1)電子標簽檢測技術(shù)，(2)GPS檢測技術(shù)。由于環(huán)形線圈檢測器技術(shù)成熟，易于掌握，檢測精度高，可全天候工作，設(shè)備價格低等特點被廣泛應(yīng)用在城市交通控制系統(tǒng)中。
智能交通系統(tǒng)(ITS)是解決城市交通問題的有效方法之一。ITS的實質(zhì)是通過先進的技術(shù)，收集交通參與者、車輛、道路系統(tǒng)和交管部門等各個交通要素的實時信息，并使這些信息在上述要素之間有效的流動，從而強化彼此的協(xié)調(diào)工作能力，達到從整體上提高交通系統(tǒng)運作效率的目的。交通數(shù)據(jù)采集是ITS的基礎(chǔ)，它為ITS其它組成部分的有效運行提供重要的數(shù)據(jù)支撐。
道路交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集是利用布設(shè)在路網(wǎng)節(jié)點之間的車輛檢測器進行實時檢測獲得。要想獲得城市交通系統(tǒng)運作的完整數(shù)據(jù)。就必須在城市路網(wǎng)的相應(yīng)路段布設(shè)檢測器。但是由于城市發(fā)展，覆蓋區(qū)域越來越廣，城市路網(wǎng)的密度也越來越大，如果要在每個路段上都布設(shè)檢測器，所需的花費將是非常驚人的。所以，如何根據(jù)城市道路網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和各個路段交通參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系，在路網(wǎng)中布設(shè)盡量少的檢測器就能獲得給定精度和完整的交通數(shù)據(jù)，這對于交通控制系統(tǒng)的建設(shè)非常重要。基于上述原因，建立一種檢測器優(yōu)化的布設(shè)方法勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的見交叉口就布設(shè)檢測器的問題，提供一種在路網(wǎng)中布設(shè)盡量少的檢測器就能獲得給定精度和完整的交通數(shù)據(jù)的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括下列步驟1)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中道路特性、等級和道路交通流的分布情況確定快速路、主干道、次干道和支路的道路類型；2)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中道路特性、等級和交叉口交通流的分布情況確定戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口、一般交叉口和敏感交叉口的交叉口類型；3)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中各類型交叉口的數(shù)量、城市交通路網(wǎng)中交通流的分布情況與交通流的相關(guān)性確定整個城市布設(shè)戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器、感應(yīng)檢測器的類型、大小、數(shù)量和確定把相應(yīng)檢測器布設(shè)在各類型道路上的位置與數(shù)量；4)安裝戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器和感應(yīng)檢測器，并用電線、光纜或無線依次將檢測器，信號機，信號燈連接起來；5)在自行車的專用車道上安裝檢測自行車流量情況的檢測器，并用電線、光纜或無線依次將檢測器，信號機，信號燈連接起來。
技術(shù)方案中所述的布設(shè)戰(zhàn)略檢測器是在戰(zhàn)略交叉口的各個進口道上布設(shè)戰(zhàn)略檢測器，原則上路段每一車道都需布設(shè)，若車道車輛分配比例相似可只在路段的中間車道上布設(shè)戰(zhàn)略檢測器，并在交叉口渠化區(qū)內(nèi)每車道上布設(shè)感應(yīng)檢測器；所述的布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器是在戰(zhàn)術(shù)交叉口的各個進口道上布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器，原則上路段每一車道都需布設(shè)，若車道車輛分配比例相似可只在路段的中間車道上布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器，并在交叉口渠化區(qū)內(nèi)每車道上布設(shè)感應(yīng)檢測器；所述的布設(shè)感應(yīng)檢測器是根據(jù)感應(yīng)控制需要，在實施感應(yīng)控制的交叉口進口道上布設(shè)感應(yīng)檢測器；所述的布設(shè)感應(yīng)檢測器是根據(jù)路網(wǎng)中路段車道虛擬檢測器和虛擬置待檢測器，一些無虛擬檢測器的交叉口上布設(shè)感應(yīng)檢測器；所述的戰(zhàn)略檢測器的布設(shè)位置應(yīng)滿足距對向車道停車線距離不小于30米、距本進口道停車線距離不小于150米，在路段長度小于180米的情況下，優(yōu)先考慮遠離本進口道停車線，戰(zhàn)略檢測器兩個連續(xù)設(shè)置的檢測器最大間距要小于車輛的最小車身長度，同時還要保證檢測精度，因此取2米，相鄰兩車道并排放置的兩個檢測器的間距應(yīng)至少為2米，戰(zhàn)略檢測器的長度和寬度均為1米，并且設(shè)置在車道中央；所述的感應(yīng)檢測器應(yīng)布設(shè)于交叉口進口車道停車線附近，感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離為30米-35米；感應(yīng)檢測器的長度和寬度均為2米。
本發(fā)明的有效益效果是(1)本發(fā)明考慮到各個交叉口的特征不同，把交叉口科學(xué)、合理的劃分為戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口、一般交叉口及敏感交叉口。提出戰(zhàn)略交叉口要作為特殊重點進行管理與控制，戰(zhàn)術(shù)交叉口作為重點進行管理與控制，一般交叉口進行一般管理與控制的城市交通控制策略，這樣就能實現(xiàn)對城市交通的科學(xué)管理，有利于提高城市交通控制效率。
(2)根據(jù)各類交叉口的控制力度不同，本發(fā)明分別在戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口及一般交叉口上布設(shè)了戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器及感應(yīng)檢測器，各類檢測器所檢測的交通流數(shù)據(jù)不同，各類檢測數(shù)據(jù)可以共用，例如戰(zhàn)略檢測器檢測得到的車輛速度可以為戰(zhàn)術(shù)檢測器、感應(yīng)檢測器計算車身長度提供數(shù)據(jù)支持，從而得到車道的小時流量，大大減少城市交通系統(tǒng)為統(tǒng)計交通流信息所需的檢測器數(shù)量，進而減少工程成本。
(3)根據(jù)各條車道(檢測器)的歷史交通流信息，計算并判斷出與各條車道(檢測器)相關(guān)性最強的車道(檢測器)，從而把相互滿足相關(guān)條件的檢測器分別命名為虛擬置待檢測器和虛擬檢測器。那在這一對虛擬置待檢測器和虛擬檢測器中可以布設(shè)一個檢測器，另外一個檢測器的檢測數(shù)據(jù)可以由它推算出來，從而減少工程成本。由于與某個檢測器滿足相關(guān)性的檢測器不止一個，因此不會因為虛擬置待檢測器出現(xiàn)故障而造成這兩個檢測器無法獲得交通信息，系統(tǒng)會重新為它們找到虛擬置待檢測器，從而保證系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)的完整性。
(4)系統(tǒng)把出現(xiàn)故障的檢測器稱作缺席檢測器，同樣系統(tǒng)可根據(jù)檢測器彼此之間的相關(guān)性找到與之相關(guān)的檢測器，利用相關(guān)檢測器獲得缺席檢測器的數(shù)據(jù)，從而保證系統(tǒng)不會因為個別檢測器出現(xiàn)故障造成系統(tǒng)功能下降甚至癱瘓。
(5)本發(fā)明的戰(zhàn)略檢測器在一個車道上是前后成對出現(xiàn)，即雙檢測器，從而避免單檢測器無法實時檢測速度及車身長度，從而未能自動獲得標準小時流量的缺陷。
(6)本發(fā)明中的戰(zhàn)略檢測器及戰(zhàn)術(shù)檢測器的布設(shè)，充分考慮到路段車流的最大排隊長度，完全可以判斷路段車流的交通狀態(tài)，給交叉口的控制策略提供理論支持。
(7)本發(fā)明中感應(yīng)檢測器的布設(shè)位置，避免由于檢測器布設(shè)過遠造成相位綠燈利用效率低，同時又避免了由于檢測器布設(shè)位置過近造成車輛請求時間小于信號機反映時間，使得車輛請求無法實現(xiàn)，從而未能實現(xiàn)感應(yīng)控制。


圖1是城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是戰(zhàn)略檢測器布設(shè)示意圖；圖3是戰(zhàn)術(shù)檢測器布設(shè)示意圖；圖4是感應(yīng)檢測器布設(shè)示意圖；圖5是各種檢測器綜合布設(shè)圖示意圖；圖6是實施例中長春市部分路網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中L1.兩組連續(xù)設(shè)置的戰(zhàn)略檢測器的間距(m)，L2.相鄰車道兩組戰(zhàn)略檢測器的間距(m)，L3.檢測器的長度(m)，L4.檢測器的寬度(m)，L5.戰(zhàn)略檢測器距對向車道停車線的距離(m)，L6.戰(zhàn)略檢測器距本向進口道停車線的距離(m)，L7.感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離(m)，L8.感應(yīng)檢測器的長度(m)，L9.感應(yīng)檢測器的寬度(m)。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述本發(fā)明提出的檢測器優(yōu)化布設(shè)方法是通過對城市路網(wǎng)中道路特征、交叉口類型及路網(wǎng)中各個基本路段交通流的內(nèi)在規(guī)律分析的基礎(chǔ)上，提出的一種新型的檢測器布設(shè)方法。
所有城市的路網(wǎng)均由四種類型的道路構(gòu)成，即由快速路、主干道、次干道和支路構(gòu)成，劃分道路類型的技術(shù)指標參閱表1所示。
表1我國城市道路分類及主要技術(shù)指標


參閱圖1，就我國大多數(shù)城市而言，快速路系統(tǒng)建設(shè)不是很多，僅有北京、上海等幾個城市具備，大多數(shù)城市具備的是主干道、次干道和支路，這些道路彼此相交形成城市路網(wǎng)，城市路網(wǎng)的結(jié)構(gòu)直接決定了交叉口的類型。
依據(jù)ABC管理學(xué)原理，城市交叉口可定義為三類戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口、一般交叉口及敏感交叉口。
戰(zhàn)略交叉口是指交通強度大且能反映區(qū)域交通特點的主要交叉口。這類交叉口一般應(yīng)是主干道和主干道相交的交叉口以及部分復(fù)雜交叉口，在圖1中所示的交叉口1和交叉口2即為戰(zhàn)略交叉口。戰(zhàn)略交叉口能夠代表城市交通的特點，是城市交通狀況的晴雨表，對交通控制效果起著關(guān)鍵性的作用。戰(zhàn)略交叉口占信號交叉口(包括應(yīng)該采用信號控制的交叉口)總數(shù)的比例約為5％-10％。
戰(zhàn)術(shù)交叉口是指交通強度較大且在協(xié)調(diào)控制中起重要作用的交叉口。這類交叉口一般應(yīng)是主干道和次干道相交的交叉口以及部分復(fù)雜交叉口，在圖1中所示的交叉口3、交叉口4、交叉口5、交叉口6、交叉口7、交叉口8、交叉口9即為戰(zhàn)術(shù)交叉口。戰(zhàn)術(shù)交叉口的地位比較重要，對交通控制效果有著明顯的影響。戰(zhàn)術(shù)交叉口占信號交叉口(包括應(yīng)該采用信號控制的交叉口)總數(shù)的比例約為30％-40％。
一般交叉口是指支路和主干道或次干道相交、采用或應(yīng)采用信號控制的交叉口，在圖1中所示的交叉口11至交叉口26為一般交叉口，一般交叉口一般來說地位不重要，處于從屬地位。一般交叉口占信號交叉口(包括應(yīng)該采用信號控制的交叉口)總數(shù)的比例約為50％-60％。
敏感交叉口是指與短連線相連且該連線易發(fā)生交通擁堵的交叉口，在圖1中所示的交叉口10即為敏感交叉口，此類交叉口歸為戰(zhàn)術(shù)交叉口。
根據(jù)ABC管理學(xué)思想，戰(zhàn)略交叉口要作為特殊重點進行管理與控制，戰(zhàn)術(shù)交叉口作為重點進行管理與控制，一般交叉口進行一般管理與控制，這樣就能實現(xiàn)對城市交通的科學(xué)管理。盡管混合交通現(xiàn)象在我國普遍存在，但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，城市道路上的交通流仍然具有明顯的規(guī)律性，具體表現(xiàn)在時間性、系統(tǒng)性和相關(guān)性三個方面具有明顯的規(guī)律性。交通流一天中的變化具有很強的時間分布規(guī)律，要經(jīng)歷高峰、平峰和低峰三個階段，而且呈周期性變化。一周內(nèi)的交通流變化也存在明顯的時間分布規(guī)律，而且，交通流的變化過程是連續(xù)的，不會出現(xiàn)突變，除非發(fā)生了交通事故或者事件。交通流的生成具有很強的聚集特征，其聚集過程為街巷→支路→干道，表現(xiàn)出顯著的系統(tǒng)性，城市中所有的交通流是一個統(tǒng)一體。交通流的相關(guān)性主要表現(xiàn)在三個方面時間相關(guān)性、空間相關(guān)性和事件相關(guān)性。時間相關(guān)性是指所有交叉口的交通狀態(tài)隨時間的變化規(guī)律具有相似性?？臻g相關(guān)性是指某些交叉口(可能距離很遠)的交通狀態(tài)變化具有很強的一致性，變化過程極其類似。事件相關(guān)性是指交通流點線面運動的相關(guān)性。
我國大部分城市建設(shè)交通控制系統(tǒng)，經(jīng)濟條件還不允許布設(shè)大量的檢測器。為此，交通控制系統(tǒng)根據(jù)管理學(xué)思想，采取以戰(zhàn)略交叉口為核心、戰(zhàn)術(shù)交叉口為補充、簡單考慮一般交叉口的檢測器布設(shè)策略，根據(jù)交叉口交通信息的相關(guān)性，利用戰(zhàn)略交叉口和戰(zhàn)術(shù)交叉口的交通數(shù)據(jù)推測一般交叉口的交通數(shù)據(jù)。這樣既能滿足控制系統(tǒng)的需要，又能減少檢測器的數(shù)量。檢測器的布設(shè)原則為戰(zhàn)略交叉口布設(shè)戰(zhàn)略檢測器和感應(yīng)檢測器；戰(zhàn)術(shù)交叉口布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器和感應(yīng)檢測器；一般交叉口布設(shè)虛擬檢測器，某些一般交叉口可以布設(shè)感應(yīng)檢測器(布設(shè)在主干道上或支路上)，實行半感應(yīng)控制；自行車檢測器根據(jù)需要布設(shè)。
戰(zhàn)略檢測器布設(shè)在戰(zhàn)略交叉口的上游路段車道上，用于檢測流量、速度、時間占有率和車輛排隊的檢測器，是交通流分析、預(yù)測和信號配時的主要數(shù)據(jù)來源，參閱圖2所示戰(zhàn)略檢測器位置布設(shè)情況。圖中標示出了戰(zhàn)略交叉口的一個方向的進口車道，各參數(shù)含義如下L1-兩組連續(xù)設(shè)置的檢測器的間距(m)；L2-相鄰車道兩組戰(zhàn)略檢測器的間距(m)；L3-檢測器的長度(m)；L4-檢測器的寬度(m)；L5-戰(zhàn)略檢測器距對向車道停車線的距離(m)；L6-戰(zhàn)略檢測器距本向進口道停車線的距離(m)。
戰(zhàn)略檢測器的布設(shè)位置應(yīng)考慮以下因素(1)準確測量通過的交通流量，避免公交車站點、停車場和行人干擾嚴重的地段；(2)能夠準確測得路段上車輛的正常行駛速度，遠離上游交叉口的沖突區(qū)，車輛行駛到戰(zhàn)略檢測器時已經(jīng)進入正常行駛狀態(tài)；(3)如果路段上有車流匯入點或流出點，戰(zhàn)略檢測器應(yīng)設(shè)在該點的下游，確保被測車輛處于正常行駛狀態(tài)；(4)戰(zhàn)略檢測器的位置應(yīng)盡量遠離戰(zhàn)略交叉口的停車線，避免被排隊車輛經(jīng)常占據(jù)，一旦占用時間超過正常值，即說明該交叉口排隊過長，應(yīng)采取特殊控制方案。
根據(jù)上述要求，戰(zhàn)略檢測器的布設(shè)位置應(yīng)滿足戰(zhàn)略檢測器距對向車道停車線距離L5不小于30米、戰(zhàn)略檢測器距本進口道停車線距離L6不小于150米，在路段長度小于180米的情況下，優(yōu)先考慮遠離本進口道停車線的距離。
兩個連續(xù)布設(shè)的戰(zhàn)略檢測器最大間距L1要小于車輛的最小車身長度，同時還要保證檢測精度，因此取2米。相鄰兩車道并排放置的兩組檢測器的間距L2要考慮以下因素(1)保證戰(zhàn)略檢測器所在車道的車輛能夠被準確的檢測到；(2)避免跨線行駛的車輛被兩組戰(zhàn)略檢測器同時檢測到。
為滿足上述條件，通常應(yīng)保證相鄰車道兩組戰(zhàn)略檢測器的間距L2至少為2米，戰(zhàn)略檢測器采用檢測器的長度L3與檢測器的寬度L4均為1米，并且布設(shè)在車道中央。
戰(zhàn)術(shù)檢測器布設(shè)于戰(zhàn)術(shù)交叉口上游路段車道上，用于檢測流量、時間占有率和車輛排隊的檢測器，借助戰(zhàn)略檢測器提供的平均車身長度可以推算車輛平均速度，是交通流分析、預(yù)測和信號配時的重要數(shù)據(jù)來源，參閱圖3所示戰(zhàn)術(shù)檢測器位置布設(shè)情況。圖中標示出了戰(zhàn)術(shù)交叉口的一個方向的進口車道，戰(zhàn)術(shù)檢測器在路段上的位置布設(shè)參數(shù)與戰(zhàn)略檢測器位置布設(shè)參數(shù)相同，可參閱戰(zhàn)略檢測器的布設(shè)原則。
感應(yīng)檢測器布設(shè)于交叉口進口車道附近，用于檢測車輛到達，產(chǎn)生綠燈請求信號，并可以檢測進口道的過飽和狀態(tài)，以及非飽和狀態(tài)下該進口車道流量的檢測器，參閱圖4所示感應(yīng)檢測器位置布設(shè)情況。圖中標示出了采用感應(yīng)式控制的交叉口一個方向的進口車道，各參數(shù)含義如下L7-感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離(m)；L8-感應(yīng)檢測器的長度(m)；L9-感應(yīng)檢測器的寬度(m)。
感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離L7的確定主要考慮以下因素(1)在感應(yīng)式控制中，保證一個單位綠燈延長時間內(nèi)車輛駛過的距離，當車輛經(jīng)過感應(yīng)檢測器時，若信號由綠燈變?yōu)榧t燈能夠保證車輛在停車線前安全的停車。
(2)為滿足上述條件，感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離L7取30米至35米。感應(yīng)檢測器的規(guī)格為感應(yīng)檢測器的長度L8和感應(yīng)檢測器的寬度L9均為2米。
虛擬檢測器是根據(jù)交通流的相關(guān)性，可以借助于戰(zhàn)略檢測器和戰(zhàn)術(shù)檢測器提供的數(shù)據(jù)對無檢測器路段的流量、速度、占有率進行預(yù)測，此時該路段相當于布設(shè)了一個檢測器，該虛設(shè)的檢測器稱為虛擬檢測器。
虛擬置待檢測器是根據(jù)交通流的相關(guān)性，可用某個正常檢測器推算出虛擬檢測器的檢測數(shù)據(jù)，該正常檢測器又稱為虛擬置代檢測器。
缺席檢測器是指出現(xiàn)故障、失去數(shù)據(jù)檢測功能的檢測器稱為缺席檢測器。
缺席置待檢測器是指根據(jù)交通流的相關(guān)性，可用某個正常檢測器推算出缺席檢測器的檢測數(shù)據(jù)，該正常檢測器又稱為缺席置代檢測器。
自行車檢測器是設(shè)置于自行車專用道上，用于檢測自行車流量和滯留數(shù)的檢測器。采用視頻檢測器(攝像頭)檢測自行車的流量信息，布設(shè)在交叉口進口道停車線正上方，距離路面5米高度進行高空攝影，獲取視頻圖像，來檢測自行車流的流量、流向信息。
左轉(zhuǎn)前置自行車檢測器是設(shè)置于左轉(zhuǎn)自行車行駛軌跡上，用于檢測左轉(zhuǎn)自行車流量的檢測器。參閱圖5，該圖為各種檢測器的綜合布設(shè)示意圖。
實施例參閱圖6，圖6中所示的是長春市一個局部路網(wǎng)示意圖，假設(shè)城市主干道路段單向4條機動車道，次干道單向2車道，支路單向1車道。根據(jù)該路網(wǎng)中各交叉口的歷史檢測數(shù)據(jù)得到交叉口各個出口的路網(wǎng)相關(guān)系數(shù)r2統(tǒng)計表，即表2。
表2長春市一個局部路網(wǎng)相關(guān)系數(shù)r2統(tǒng)計表


說明由于表2太寬，所以將表2分成左右兩部分，下面的表格接到上面表格的右邊。


下面以這個局部路網(wǎng)說明檢測器的布設(shè)情況(1)根據(jù)道路特性、等級和道路交通流的分布情況，確定了人民大街、解放大路及西安大路為城市主干道；建設(shè)街、新民大街、同志街、大經(jīng)路及重慶路為次干道；錦水路及光明路為支路；(2)根據(jù)道路特性、等級和交叉口交通流的分布情況，初步確定了交叉口1、交叉口3為戰(zhàn)略交叉口；交叉口6、交叉口7、交叉口8、交叉口9為戰(zhàn)術(shù)交叉口；交叉口2、交叉口5為一般交叉口；交叉口4處于商業(yè)區(qū)，因此把交叉口4歸為戰(zhàn)術(shù)交叉口；由于人民大街與西安大路的交叉口為無信號控制交叉口，因此戰(zhàn)略交叉口只有1交叉口。
(3)從28各出口的流量相關(guān)表可以看出在這個路網(wǎng)中，2001、3008、3022、3025、300號出口的交通流相關(guān)系數(shù)r2均較小(如表2中的黑體斜體字所示)，沒有可以替代的虛擬置待檢測器(r2＞0.85)，因此為了實現(xiàn)該區(qū)域的實時控制，這幾個一般交叉口應(yīng)該布設(shè)感應(yīng)檢測器，來獲得實時數(shù)據(jù)。在布設(shè)感應(yīng)檢測器時感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離L7取30米；感應(yīng)檢測器的長度L8取2米；感應(yīng)檢測器的寬度L9取2米。
(4)由于戰(zhàn)術(shù)交叉口的最大比例為30％-40％，因此應(yīng)該有3-4個交叉口為戰(zhàn)術(shù)交叉口。根據(jù)交叉口4、交叉口6、交叉口7、交叉口8、交叉口9流量大小，確定其中的三個交叉口為戰(zhàn)術(shù)交叉口，其中交叉口7中有2個出口設(shè)有虛擬置待檢測器，因此交叉口7設(shè)置為戰(zhàn)術(shù)交叉口，根據(jù)在交叉口4、交叉口6、交叉口8、交叉口9中流量大小確定2個戰(zhàn)術(shù)交叉口。其中交叉口4、交叉口6、交叉口8、交叉口9的日交通量分別為231076、271697、235087、267007，因此定交叉口6與交叉口9為戰(zhàn)術(shù)交叉口，即在這個路網(wǎng)中交叉口6、交叉口7與交叉口9為戰(zhàn)術(shù)交叉口。
(5)根據(jù)各個路段的車道流量分布情況較為均勻，因此戰(zhàn)略交叉口和戰(zhàn)術(shù)交叉口只在路段上布設(shè)一組檢測器；在布設(shè)戰(zhàn)略檢測器和戰(zhàn)術(shù)檢測器時兩組連續(xù)設(shè)置的檢測器的間距L1取2米；戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器的長度L3取1米；戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器的寬度L4取1米；戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器距對向車道停車線的距離L5取30米；戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器距本向進口道停車線的距離L6取150米。
(6)在戰(zhàn)略交叉口1中布設(shè)戰(zhàn)略檢測器4組(即8個檢測器)和16個2×2米的感應(yīng)檢測器；在戰(zhàn)術(shù)交叉口6、戰(zhàn)術(shù)交叉口7、戰(zhàn)術(shù)交叉口9中布設(shè)12個戰(zhàn)術(shù)檢測器，在交叉口7布設(shè)14個感應(yīng)檢測器。在一般交叉口2、一般交叉口5中布設(shè)20個感應(yīng)檢測器；根據(jù)道路混合交通情況，在解放放大路與同志街交叉口(即6號交叉口)各個進口道上布設(shè)4個自行車檢測器。因此在這個路網(wǎng)中，總共需要布設(shè)74個不同類型的檢測器。
(7)根據(jù)車道流量的相關(guān)性，找出未布設(shè)檢測器的車道與已經(jīng)布設(shè)檢測器的車道具有車道流量的相關(guān)性，在此實施例中凡沒有布設(shè)檢測器的車道上確定布設(shè)虛擬檢測器，已布設(shè)的戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器及感應(yīng)檢測器為虛擬檢測器的虛擬置待檢測器，以便進行實時信號控制。
(8)在相同的路網(wǎng)情況下，若采用SCOOT控制系統(tǒng)來實現(xiàn)實時信號控制，根據(jù)SCOOT系統(tǒng)的檢測器布設(shè)原則(在每個信號交叉口的上游各個車道上布設(shè)檢測器)，則在所選的長春市局部路網(wǎng)需要布設(shè)106個不同類型的檢測器。
(9)再不影響控制精度和控制效果的情況下，采用本發(fā)明所述方法檢測器的布設(shè)總量(74個檢測器)與采用SCOOT系統(tǒng)檢測器的布設(shè)總量相比較，本發(fā)明所述方法的檢測器布設(shè)量減少了30％，這大大減少了工程投資。
權(quán)利要求
1.一種城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于包括下列步驟1)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中道路特性、等級和道路交通流的分布情況確定快速路、主干道、次干道和支路的道路類型；2)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中道路特性、等級和交叉口交通流的分布情況確定戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口、一般交叉口和敏感交叉口的交叉口類型；3)根據(jù)城市交通路網(wǎng)中各類型交叉口的數(shù)量、城市交通路網(wǎng)中交通流的分布情況與交通流的相關(guān)性確定整個城市布設(shè)戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器、感應(yīng)檢測器的類型、大小、數(shù)量和確定把相應(yīng)檢測器布設(shè)在各類型道路上的位置與數(shù)量；4)安裝戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器和感應(yīng)檢測器，并用電線、光纜或無線依次將檢測器，信號機，信號燈連接起來；5)在自行車的專用車道上安裝檢測自行車流量情況的檢測器，并用電線、光纜或無線依次將檢測器，信號機，信號燈連接起來。
2.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，在戰(zhàn)略交叉口的各個進口道上布設(shè)戰(zhàn)略檢測器，原則上路段每一車道都需布設(shè)，若車道車輛分配比例相似可只在路段的中間車道上布設(shè)戰(zhàn)略檢測器，并在交叉口渠化區(qū)內(nèi)每車道上布設(shè)感應(yīng)檢測器。
3.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，在戰(zhàn)術(shù)交叉口的各個進口道上布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器，原則上路段每一車道都需布設(shè)，若車道車輛分配比例相似可只在路段的中間車道上布設(shè)戰(zhàn)術(shù)檢測器，并在交叉口渠化區(qū)內(nèi)每車道上布設(shè)感應(yīng)檢測器。
4.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，根據(jù)感應(yīng)控制需要，在實施感應(yīng)控制的交叉口進口道上布設(shè)感應(yīng)檢測器。
5.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，根據(jù)路網(wǎng)中路段車道的相關(guān)性，確定哪些車道可設(shè)置虛擬檢測器，哪些路段可為虛擬置待檢測器。
6.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，根據(jù)路網(wǎng)中路段車道虛擬檢測器和虛擬置待檢測器，一些無虛擬檢測器的交叉口上布設(shè)感應(yīng)檢測器。
7.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，戰(zhàn)略檢測器的布設(shè)位置應(yīng)滿足距對向車道停車線距離(L5)不小于30米、距本進口道停車線距離(L6)不小于150米，在路段長度小于180米的情況下，優(yōu)先考慮遠離本進口道停車線；兩個連續(xù)設(shè)置的戰(zhàn)略檢測器最大間距(L1)要小于車輛的最小車身長度，同時還要保證檢測精度，因此取2米。相鄰兩車道并排放置的兩個檢測器的間距(L2)應(yīng)至少為2米，戰(zhàn)略檢測器的長度(L3)和寬度(L4)均為1米，并且設(shè)置在車道中央。
8.按照權(quán)利要求1所述的城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法，其特征在于，感應(yīng)檢測器應(yīng)設(shè)置于交叉口進口車道停車線附近，感應(yīng)檢測器距本向進口道停車線的距離(L7)為30米-35米；感應(yīng)檢測器的長度(L8)和寬度(L9)均為2米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市交通信號控制系統(tǒng)中檢測器的布設(shè)方法。包括下列步驟1)確定快速路、主干道、次干道和支路的道路類型；2)確定戰(zhàn)略交叉口、戰(zhàn)術(shù)交叉口、一般交叉口和敏感交叉口的交叉口類型；3)確定整個城市布設(shè)戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器、感應(yīng)檢測器的類型、大小、數(shù)量和確定布設(shè)相應(yīng)檢測器在各類型道路上的位置與數(shù)量；4)安裝戰(zhàn)略檢測器、戰(zhàn)術(shù)檢測器和感應(yīng)檢測器，并用電線或光纜依次將其和其它設(shè)備連接起來；5)在自行車的專用車道上安裝檢測自行車流量情況的檢測器，并用電線或光纜將其和其它設(shè)備連接起來。其有益效果是在城市路網(wǎng)中布設(shè)盡量少的檢測器就能獲得要求的精度和完整的交通數(shù)據(jù)，這對于交通控制系統(tǒng)的建設(shè)非常重要。
文檔編號G08G1/07GK101025861SQ20071005534
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者王殿海, 宋現(xiàn)敏, 陳永恒, 曲昭偉, 李志慧, 景春光, 楊少輝 申請人:吉林大學(xué)