城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)，包括信號控制策略配置模塊，信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊，信號控制性能評估模塊，設(shè)備運行狀況監(jiān)測模塊以及數(shù)據(jù)服務(wù)模塊。本發(fā)明具有部署靈活，實施成本較低，具有良好的經(jīng)濟性、實用性和可靠性特點，為城市交通管理者提供了多樣化的信號控制手段和智能化的解決方式，同時亦提供了全面、具體的決策信息支持，適合在我國大中小型城市應(yīng)用，以滿足當(dāng)前急需的智能化交通管控需求。
【專利說明】城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市智能交通，尤其是城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市道路交通信號控制優(yōu)化對于緩解城市道路交通擁堵，提高城市道路交通運行效率具有重要作用。目前，國內(nèi)外已研發(fā)了一系列具備信號控制參數(shù)優(yōu)化功能的交通信號控制系統(tǒng)，并在諸多城市投入使用，取得了較好的應(yīng)用效果，如英國的SCOOT系統(tǒng)，澳大利亞的SCATS系統(tǒng)，法國的CRONOS系統(tǒng)，美國的RHODES系統(tǒng)、OPAC系統(tǒng)，ACS Lite系統(tǒng)，我國的HiCon系統(tǒng)等。
[0003]然而，隨著我國城市道路交通擁堵的日益加劇，現(xiàn)有的多數(shù)交通信號控制系統(tǒng)已無法完全滿足我國大中型城市對于智能化的信號控制優(yōu)化及信息服務(wù)的需求，具體體現(xiàn)在以下幾個方面:1)信號控制系統(tǒng)本身的升級和優(yōu)化存在較大困難，很大程度上依賴于系統(tǒng)生產(chǎn)廠商的配合和參與，系統(tǒng)改造成本大、后續(xù)擴展能力弱；2)我國諸多城市的交通信號控制系統(tǒng)由多個品牌的系統(tǒng)構(gòu)成，缺乏一個統(tǒng)一協(xié)調(diào)和信息交互的平臺，導(dǎo)致信號控制的協(xié)同效益難以得到發(fā)揮，特別是交通擁堵狀況下，較難實現(xiàn)整體路網(wǎng)配時參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化；3)信號控制系統(tǒng)的信息共享能力弱，導(dǎo)致其游離于其他交通運行管控系統(tǒng)之外，不僅存在重復(fù)建設(shè)的浪費，也使城市智能交通系統(tǒng)間的協(xié)同運作效益難以發(fā)揮；4)信號控制系統(tǒng)的功能較為單一，信號控制策略配置手段有限，缺乏交叉口交通運行性能評價、信號機運行狀態(tài)的監(jiān)測、信號方案對比評價等多樣化的信息服務(wù)和決策支持；5)系統(tǒng)功能缺乏系統(tǒng)、合理的設(shè)計，系統(tǒng)人工干預(yù)度高，用戶體驗不佳。
[0004]因此，城市交通管理者迫切需要一種第三方應(yīng)用系統(tǒng)或平臺，通過其與信號控制系統(tǒng)的對接和交互。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:提供一種城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少部分問題，實現(xiàn)智能化的信號控制優(yōu)化和信息服務(wù)。
[0006]技術(shù)方案:一種城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)，包括:
信號控制策略配置模塊，用于接收用戶通過輸入的信號控制模式、控制對象和信號控制方式信息；
信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，用于接收用戶輸入的交叉口信號控制參數(shù)，包括配時參數(shù)約束值和交通流特性參數(shù)；
信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，用于接受信號控制策略配置模塊和信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，以及交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳遞的信息；估計和預(yù)測交叉口各流向的交通需求，優(yōu)化交叉口的信號配時參數(shù)，生成信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，實現(xiàn)實時信號控制優(yōu)化，實時優(yōu)化方案將存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；
多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，用于接受信號控制策略配置模塊、信號配時參數(shù)設(shè)置模塊傳遞的信息，并基于歷史同期平均交通需求，離線優(yōu)化路網(wǎng)交叉口的信號配時參數(shù)，生成多時段信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，更新信號控制系統(tǒng)中的多時段信號控制方案，多時段優(yōu)化方案將儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；
信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊，用于通過交通信號控制系統(tǒng)接口接收當(dāng)前執(zhí)行的信號控制方案，實現(xiàn)路網(wǎng)各交叉口信號控制方案運行情況的動態(tài)展現(xiàn)，并將信息儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；
信號控制性能評估模塊，用于接受信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊、信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊傳遞的信號控制方案，以及信號控制系統(tǒng)存儲的多時段信號控制方案，實現(xiàn)當(dāng)前控制時段路網(wǎng)交叉口交通運行性能的評估，以及多時段信號控制方案和實時信號控制優(yōu)化方案的對比評估，并將評估信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊；
設(shè)備運行狀況監(jiān)測模塊，用于接收信號控制系統(tǒng)、交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的設(shè)備工作狀態(tài)、通訊連接、采集數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)設(shè)備運行狀況的動態(tài)展現(xiàn)，提供設(shè)備異常運行狀況頻次與持續(xù)時間的統(tǒng)計，并將相關(guān)信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊；
數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，用于通過與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的交互，實現(xiàn)交叉口類型、各引道車道數(shù)及類型、設(shè)備信息等各類靜態(tài)信息，以及交通流數(shù)據(jù)、交叉口分方向交通需求、歷史執(zhí)行信號控制方案、信號控制優(yōu)化方案、交通運行性能評價指標(biāo)等各類動態(tài)信息的查詢和統(tǒng)計，以及數(shù)據(jù)報表、統(tǒng)計圖表的下載。
[0007]所述信號控制模式包括多時段控制和實時控制，所述控制對象為系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的干線及區(qū)域交叉口群，所述控制時間為執(zhí)行信號優(yōu)化控制方案的時段，所述信號控制模式包括單點控制、干線協(xié)同控制和區(qū)域協(xié)同控制。
[0008]所述信號控制性能評估模塊的評估內(nèi)容包括:
對于單點控制下的交叉口，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括交叉口及其包含流向的服務(wù)水平、飽和度、通行能力、車輛平均延誤、停車次數(shù)、排隊長度；
對于干線協(xié)同控制下的交叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括綠波或紅波帶寬、路段平均車速、路段行程時間等，其中，干線綠波或紅波帶寬以時空圖的形式表征；
對于區(qū)域協(xié)同控制下的交叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括區(qū)域通行能力、區(qū)域負荷不均勻性、路網(wǎng)車輛平均行駛速度。
[0009]有益效果:首先，本發(fā)明通過第三方應(yīng)用系統(tǒng)或平臺實現(xiàn)了智能化的交通信號控制優(yōu)化和信息服務(wù)，可以有效兼容現(xiàn)有各類城市道路交通信息采集手段，獨立于信號控制系統(tǒng)，且無需對信號控制系統(tǒng)進行特殊的改造，系統(tǒng)部署靈活，實施成本低，可持續(xù)性強，解決了當(dāng)前城市道路交通信號控制系統(tǒng)改造成本大、后續(xù)擴展能力弱、系統(tǒng)升級和優(yōu)化困難等現(xiàn)實問題；其次，本發(fā)明為多品牌構(gòu)成的城市道路交通信號控制系統(tǒng)提供了一個統(tǒng)一協(xié)調(diào)和信息交互的平臺，有助于發(fā)揮信號控制的協(xié)同效益，滿足了在交通擁堵狀況下實現(xiàn)整體路網(wǎng)配時參數(shù)協(xié)同優(yōu)化的迫切需求；最后，提供了控制策略配置、信號控制參數(shù)設(shè)置、信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成、多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成、信號控制方案運行實時監(jiān)測、信號控制性能評估、設(shè)備運行狀況監(jiān)測、數(shù)據(jù)服務(wù)、與信號控制系統(tǒng)的實時對接與交互、與交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備的實時對接等功能，克服了傳統(tǒng)信號控制系統(tǒng)功能單一、信號控制策略配置手段優(yōu)先、缺乏多樣化的信息服務(wù)和決策支持的弊端，有助于提升系統(tǒng)的智能化水平，增強系統(tǒng)用戶的體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)功能模塊邏輯框架圖。
[0011]圖2為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]圖1為系統(tǒng)功能模塊邏輯框架圖，該主要描述了本發(fā)明系統(tǒng)各功能模塊之間、系統(tǒng)功能模塊與外部接口之間的數(shù)據(jù)流。
[0013]從圖1可知，城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)主要包括信號控制策略配置、信號控制參數(shù)設(shè)置、信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成、多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成、信號控制方案運行實時監(jiān)測、信號控制性能評估、設(shè)備運行狀況監(jiān)測、數(shù)據(jù)服務(wù)、與信號控制系統(tǒng)的實時對接與交互、與交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備的實時對接等功能模塊。系統(tǒng)通過基于WEB+GIS的系統(tǒng)界面實現(xiàn)與用戶的交互，主要模塊實現(xiàn)的功能以及數(shù)據(jù)流具體包括:
信號控制策略配置模塊，接收用戶通過系統(tǒng)界面設(shè)置的信號控制模式(例如多時段控制或?qū)崟r控制優(yōu)化)、控制對象(例如系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的干線及區(qū)域交叉口群)、信號控制方式(包括單點控制、干線協(xié)同控制及區(qū)域協(xié)同控制)及其對應(yīng)的執(zhí)行時段。
[0014]信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，接收由用戶通過系統(tǒng)界面設(shè)置的交叉口信號控制參數(shù)，包括階段最小綠時、最大周期等配時參數(shù)約束值，以及飽和流率、損失時間、理想飽和度、最大飽和度等交通流特性參數(shù)；用戶可根據(jù)交叉口交通狀況、行人及非機動車通行需求、交叉口交通組織等條件對這些參數(shù)進行設(shè)置，其中階段最小綠時的設(shè)置為保證行人能夠安全通過交叉口，其數(shù)值與行人通行需求及交叉口的幾何條件等因素相關(guān)，需參照實際情況設(shè)置；最大周期的設(shè)置是為避免信號控制為通過交叉口的車輛造成不必要的過大延誤，其取值一般不超過200s ;飽和流率一般的取值范圍為130(Tl800Veh/h ;損失時間為黃燈時間與全紅時間的總和，一般取值為3s ;飽和度是交通需求與通行能力的比值，理想飽和度的取值范圍一般為0.85、.95，最大飽和度一般取0.95。
[0015]信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，接受信號控制策略配置模塊、信號配時參數(shù)設(shè)置模塊、交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備接口傳遞的信息，通過實時估計和預(yù)測未來15分鐘交叉口各流向的交通需求，實時優(yōu)化未來15分鐘路網(wǎng)交叉口的信號配時參數(shù)，生成信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，實現(xiàn)實時信號控制優(yōu)化，實時優(yōu)化方案將存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊。
[0016]多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，接受信號控制策略配置模塊、信號配時參數(shù)設(shè)置模塊傳遞的信息，基于歷史同期平均交通需求，離線優(yōu)化路網(wǎng)交叉口的信號配時參數(shù)，生成多時段信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，更新信號控制系統(tǒng)中的多時段信號控制方案，多時段優(yōu)化方案將儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊。
[0017]信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊，通過交通信號控制系統(tǒng)接口，接收當(dāng)前執(zhí)行的信號控制方案，實現(xiàn)路網(wǎng)各交叉口信號控制方案運行情況的動態(tài)展現(xiàn)，包括當(dāng)前方案周期時長、相位差、運行階段、階段綠時倒數(shù)計時、信號控制策略等信息，并將信息儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；
信號控制性能評估模塊，接受信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊、信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊傳遞的信號控制方案，以及信號控制系統(tǒng)存儲的多時段信號控制方案，實現(xiàn)當(dāng)前控制時段路網(wǎng)交叉口交通運行性能的評估，以及多時段信號控制方案和實時信號控制優(yōu)化方案的對比評估，并將評估信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊。
[0018]設(shè)備運行狀況監(jiān)測模塊，接收信號控制系統(tǒng)、交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的設(shè)備工作狀態(tài)、通訊連接、采集數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)設(shè)備運行狀況的動態(tài)展現(xiàn)，提供設(shè)備異常運行狀況頻次與持續(xù)時間的統(tǒng)計，并將相關(guān)信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊。
[0019]數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，通過與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的交互，實現(xiàn)交叉口類型、各引道車道數(shù)及類型、設(shè)備信息等各類靜態(tài)信息，以及交通流數(shù)據(jù)、交叉口分方向交通需求、歷史執(zhí)行信號控制方案、信號控制優(yōu)化方案、交通運行性能評價指標(biāo)等各類動態(tài)信息的查詢和統(tǒng)計，以及數(shù)據(jù)報表、統(tǒng)計圖表等的下載；
轉(zhuǎn)到圖2，該圖對系統(tǒng)總體架構(gòu)進行了描述。本發(fā)明的城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)包括基礎(chǔ)支撐層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用服務(wù)層和通訊網(wǎng)絡(luò)層:
基礎(chǔ)支撐層包含交通流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)。其中，交通流數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)依托城市道路車輛檢測設(shè)備，以一定的時間間隔上傳實時的路段及交叉口分車道交通流數(shù)據(jù)；信號控制系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)接口，實時執(zhí)行系統(tǒng)下發(fā)的信號控制方案、上傳當(dāng)前信號控制方案執(zhí)行信息等；
數(shù)據(jù)處理層主要依托各類服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入與提取、處理、歸檔和備份，以及與信號控制系統(tǒng)的交互，主要包括通訊服務(wù)器、計算服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、地圖服務(wù)器、中間件服務(wù)器和文件服務(wù)器，各類服務(wù)器依托部署其中的相關(guān)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層的功能，并可按需進行合并或擴展，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，服務(wù)器功能具體包括:
通訊服務(wù)器用于支持?jǐn)?shù)據(jù)的接入與提取；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于支持靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)的儲存、調(diào)用和管理；地圖服務(wù)器用于生成地圖服務(wù)；計算服務(wù)器用于執(zhí)行實現(xiàn)系統(tǒng)一系列功能所需的數(shù)據(jù)處理，包括信號配時參數(shù)優(yōu)化、信號優(yōu)化性能評估等，數(shù)據(jù)處理過程中涉及與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互；中間件服務(wù)器用于支持與信號控制系統(tǒng)的交互，主要包括系統(tǒng)下發(fā)信號控制方案、接收信號控制系統(tǒng)反饋的執(zhí)行信號控制方案、接收信號控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)心跳檢測信息等；文件服務(wù)器用于原始數(shù)據(jù)和相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份和歸檔。
[0020]應(yīng)用服務(wù)層基于WEB服務(wù)器和地圖服務(wù)器生成的WEB+GIS的應(yīng)用界面，通過有線專用網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理層進行交互，為交通管理者提供城市道路交通信號控制優(yōu)化及管理服務(wù)，主要包括信號控制策略配置、信號控制參數(shù)設(shè)置、信號配時方案運行實時監(jiān)測、信號控制性能評估、數(shù)據(jù)服務(wù)等應(yīng)用服務(wù)功能。
[0021]通訊網(wǎng)絡(luò)層為數(shù)據(jù)處理層與基礎(chǔ)支撐層和應(yīng)用服務(wù)層之間的數(shù)據(jù)提供交互通道，采用無線和有線網(wǎng)絡(luò)混合應(yīng)用的方式，支撐各層間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0022]本發(fā)明的具體實施控制過程如下:
設(shè)定信號控制策略配置，具體包括:
a)選擇多時段控制或?qū)崟r控制優(yōu)化兩類信號控制模式；
b)選擇系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的干線及區(qū)域交叉口群作為控制對象，設(shè)置相應(yīng)的信號控制方式，設(shè)置選項包括單點控制、干線協(xié)同控制、區(qū)域協(xié)同控制三類控制方式，以及對應(yīng)的執(zhí)行時段；
C)根據(jù)工作日、雙休日、節(jié)假日等不同時期的交通運行模式，配置不同的信號控制模式、信號控制方式及其對應(yīng)執(zhí)行時段，組成不同的信號控制策略，系統(tǒng)支持多套信號控制策略的存儲和調(diào)用；
d)根據(jù)當(dāng)前路網(wǎng)交通狀況，臨時配置特定的信號控制策略；
上述單點控制方式為系統(tǒng)默認未選擇特定控制方式的信號交叉口在全時段內(nèi)采用單點控制方式；干線協(xié)同控制方式包括包含單向綠波、雙向綠波、單向紅波等多種可選方式。多時段信號控制方案，指存儲于信號控制系統(tǒng)的多時段信號控制方案，在不執(zhí)行實時信號控制優(yōu)化或無法接收到實時信號控制優(yōu)化方案時，將默認執(zhí)行多時段信號控制方案；信號控制系統(tǒng)具備執(zhí)行多時段信號控制方案的功能，并能通過第三方接口與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，包括實時執(zhí)行外部系統(tǒng)下發(fā)信號控制方案、允許外部系統(tǒng)讀取存儲數(shù)據(jù)(如信號控制方案相序設(shè)計)等；用戶與系統(tǒng)間的人機交互，依托WEB+GIS形式的系統(tǒng)界面載體完成。
[0023]設(shè)置信號控制參數(shù)設(shè)置，根據(jù)交叉口交通狀況、行人及非機動車通行需求、交叉口交通組織等條件，設(shè)置交叉口的信號控制參數(shù)，主要包括階段最小綠時、最大周期等配時參數(shù)約束值，以及飽和流率、損失時間、理想飽和度、最大飽和度等交通流特性參數(shù)；
信號配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成，具體包括:
a)優(yōu)化時間間隔為15分鐘，控制時段為未來15分鐘；
b)基于路段和交叉口實時采集的分車道交通流數(shù)據(jù)，實時估計和預(yù)測未來15分鐘交叉口各流向的交通需求；
c)基于控制時段的信號控制方案設(shè)計相序，實時優(yōu)化單點控制、干線協(xié)同控制、區(qū)域協(xié)同控制交叉口或交叉口群的信號配時參數(shù)，包括單點控制下的信號周期和階段綠時，干線協(xié)同控制下的公用周期、各階段綠時和相位差，區(qū)域協(xié)同控制下的信號周期和各階段綠時；
d)根據(jù)優(yōu)化后的信號配時參數(shù)及信號控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，生成可執(zhí)行的信號控制優(yōu)化方案；
多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成，具體包括:
a)優(yōu)化時間間隔為15分鐘，采用歷史同期平均交通需求為輸入數(shù)據(jù)；
b)基于控制時段的信號控制方案設(shè)計相序，離線優(yōu)化單點控制、干線協(xié)同控制、區(qū)域協(xié)同控制交叉口或交叉口群的信號配時參數(shù)，包括單點控制下的信號周期和階段綠時，干線協(xié)同控制下的公用周期、各階段綠時和相位差，區(qū)域協(xié)同控制下的信號周期和各階段綠時；
c)根據(jù)優(yōu)化后的信號配時參數(shù)及信號控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，生成可執(zhí)行的多時段信號控制優(yōu)化方案；
d)設(shè)置一定的固定時間周期(如一星期、一個月等)，由系統(tǒng)自動執(zhí)行多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化，并更新信號控制系統(tǒng)中的多時段信號控制方案；
信號配時方案運行實時監(jiān)測，動態(tài)展現(xiàn)路網(wǎng)各交叉口信號控制方案的運行情況，包括當(dāng)前方案周期時長、相位差、運行階段、階段綠時倒數(shù)計時、信號控制策略等信息；
信號控制性能評估，具體包括: a)基于當(dāng)前控制時段執(zhí)行的信號控制方案，動態(tài)展現(xiàn)單點控制、干線協(xié)同控制、區(qū)域協(xié)同控制交叉口或交叉口群的交通運行性能評價指標(biāo)、臨近時段指標(biāo)的變化趨勢及與歷史同期指標(biāo)的對比結(jié)果；
b)基于當(dāng)前控制時段的多時段信號控制方案和實時信號控制優(yōu)化方案，提供交叉口交通性能評價指標(biāo)的對比展現(xiàn)；
交叉口交通性能評價指標(biāo)包括:
a)針對單點控制下的交叉口，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括交叉口及其包含流向的服務(wù)水平、飽和度、通行能力、車輛平均延誤、停車次數(shù)、排隊長度等；
b)針對干線協(xié)同控制下的交叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括綠波或紅波帶寬、路段平均車速、路段行程時間等，其中，干線綠波或紅波帶寬以時空圖的形式表征；
c)針對區(qū)域協(xié)同控制下的交叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括區(qū)域通行能力、區(qū)域負荷不均勻性、路網(wǎng)車輛平均行駛速度等。
[0024]設(shè)備運行狀況監(jiān)測，動態(tài)展現(xiàn)與信號控制系統(tǒng)的實時對接狀況，動態(tài)預(yù)警處于網(wǎng)絡(luò)連接中斷、人工強制控制、方案執(zhí)行失敗等異常工作狀態(tài)的設(shè)備，并可統(tǒng)計一段時間內(nèi)設(shè)備存在異常運行狀況的頻次與持續(xù)時間；
數(shù)據(jù)服務(wù)，提供交叉口類型、各引道車道數(shù)及類型、設(shè)備信息等各類靜態(tài)信息，以及交通流數(shù)據(jù)、交叉口分方向交通需求、歷史執(zhí)行信號控制方案、信號控制優(yōu)化方案、交叉口交通運行性能評價指標(biāo)等各類動態(tài)信息的查詢和統(tǒng)計，用戶可根據(jù)需要下載數(shù)據(jù)報表、統(tǒng)計圖表等；
與信號控制系統(tǒng)的實時對接與交互，基于信號控制系統(tǒng)的第三方接口，自動實現(xiàn)信號控制優(yōu)化方案的實時下達以及反饋數(shù)據(jù)的實時接收；
與交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備的實時對接，基于城市道路交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備的數(shù)據(jù)接口，自動實現(xiàn)交叉口、路段交通流數(shù)據(jù)的實時獲取。
[0025]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0026]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
【權(quán)利要求】
1.一種城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)， 其特征在于，包括: 信號控制策略配置模塊，用于接收用戶通過輸入的信號控制模式、控制對象、控制時間和信號控制方式信息； 信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，用于接收用戶輸入的交叉口信號控制參數(shù)，包括配時參數(shù)約束值和交通流特性參數(shù)； 信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，用于接受信號控制策略配置模塊和信號配時參數(shù)設(shè)置模塊，以及交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備傳遞的信息；估計和預(yù)測交叉口各流向的交通需求，優(yōu)化交叉口的信號配時參數(shù)，生成信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，實現(xiàn)實時信號控制優(yōu)化，實時優(yōu)化方案將存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊； 多時段信號控制配時參數(shù)優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊，用于接受信號控制策略配置模塊、信號配時參數(shù)設(shè)置模塊傳遞的信息，并基于歷史同期平均交通需求，離線優(yōu)化路網(wǎng)交叉口的信號配時參數(shù)，生成多時段信號控制優(yōu)化方案，下發(fā)至信號控制系統(tǒng)接口，更新信號控制系統(tǒng)中的多時段信號控制方案，多時段優(yōu)化方案將儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊； 信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊，用于通過交通信號控制系統(tǒng)接口接收當(dāng)前執(zhí)行的信號控制方案，實現(xiàn)路網(wǎng)各交叉口信號控制方案運行情況的動態(tài)展現(xiàn)，并將信息儲存至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支撐數(shù)據(jù)服務(wù)模塊；， 信號控制性能評估模塊，用于接受信號控制方案運行實時監(jiān)測模塊、信號控制配時參數(shù)實時優(yōu)化及優(yōu)化方案生成模塊傳遞的信號控制方案，以及信號控制系統(tǒng)存儲的多時段信號控制方案，實現(xiàn)當(dāng)前控制時段路網(wǎng)交叉口交通運行性能的評估，以及多時段信號控制方案和實時信號控制優(yōu)化方案的對比評估，并將評估信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊； 設(shè)備運行狀況監(jiān)測模塊，用于接收信號控制系統(tǒng)、交通流數(shù)據(jù)采集設(shè)備發(fā)送的設(shè)備工作狀態(tài)、通訊連接、采集數(shù)據(jù)等信息，實現(xiàn)設(shè)備運行狀況的動態(tài)展現(xiàn)，提供設(shè)備異常運行狀況頻次與持續(xù)時間的統(tǒng)計，并將相關(guān)信息存儲至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)模塊； 數(shù)據(jù)服務(wù)模塊，用于通過與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的交互，實現(xiàn)交叉口類型、各引道車道數(shù)及類型、設(shè)備信息等各類靜態(tài)信息，以及交通流數(shù)據(jù)、交叉口分方向交通需求、歷史執(zhí)行信號控制方案、信號控制優(yōu)化方案、交通運行性能評價指標(biāo)等各類動態(tài)信息的查詢和統(tǒng)計，以及數(shù)據(jù)報表、統(tǒng)計圖表的下載。
2.如權(quán)利要求1所述的城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述信號控制模式包括多時段控制和實時控制，所述控制對象為系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的干線及區(qū)域交叉口群，所述控制時間為執(zhí)行信號優(yōu)化控制方案的時段，所述信號控制模式包括單點控制、干線協(xié)同控制和區(qū)域協(xié)同控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的城市道路交通信號控制優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述信號控制性能評估模塊的評估內(nèi)容包括: 對于單點控制下的交叉口，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括交叉口及其包含流向的服務(wù)水平、飽和度、通行能力、車輛平均延誤、停車次數(shù)、排隊長度； 對于干線協(xié)同控制下的交叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括綠波或紅波帶寬、路段平均車速、路段行程時間等，其中，干線綠波或紅波帶寬以時空圖的形式表征；對于區(qū)域協(xié)同控制下的交 叉口群，動態(tài)展現(xiàn)的交通性能評價指標(biāo)包括區(qū)域通行能力、區(qū)域負荷不均勻性、路網(wǎng)車輛平均行駛速度。
【文檔編號】G08G1/07GK103903455SQ201410149583
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】陸振波, 陳凝, 夏井新, 黃衛(wèi), 安成川, 呂偉韜, 張韋華, 饒文明, 馬黨生 申請人:東南大學(xué)