一種基于線圈的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及干線多個路口的交通信號優(yōu)化控制領(lǐng)域，具體是一種基于線圈的干線 自優(yōu)化信號控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市交擁堵和事故日益頻發(fā)，特別是交叉口路段擁堵事件嚴重，先進、適用的交通 管理系統(tǒng)是解決城市交通擁擠的最有效的途徑之一，而交通信號控制是交通管理系統(tǒng)的核 心，干線交通信號優(yōu)化控制可以最大限度的發(fā)揮區(qū)域交通誘導優(yōu)勢，提高道路交通運行效 率。
[0003] 線圈車輛檢測技術(shù)是通過在狀況復雜或容易形成擁堵的道路上安裝線圈采集設(shè) 備，對過往汽車數(shù)量、速度、占有率進行檢測，通過有線網(wǎng)絡將采集到的數(shù)據(jù)傳回服務器中 心進行處理的技術(shù)，通過實時采集的交通參數(shù)可以進行動態(tài)交通信號控制，實現(xiàn)交通流的 有效規(guī)律誘導，最大限度的降低交通擁堵。
[0004] 目前，信號控制方法主要包括定時控制、多時段控制、感應控制以及自適應控制 等，傳統(tǒng)的模型算法過于生硬的根據(jù)某個交通參數(shù)的變化設(shè)定閾值來進行信號優(yōu)化，會造 成系統(tǒng)對狀態(tài)的誤判；本發(fā)明提出了一種基于線圈的干線自優(yōu)化信號控制方法，通過交叉 口運行指數(shù)的實時檢測和綜合分析，提取干線多個路口的信號控制自優(yōu)化算法，可以極大 提高干線道路的交通運行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種基于線圈的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，該方法中所使用的設(shè)備包括線 圈檢測設(shè)備，數(shù)據(jù)通信設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲和標準化服務器，干線自優(yōu)化信號處理服務器以及信 號發(fā)布終端設(shè)備，所述各設(shè)備之間依順序信號連接，該方法包括如下步驟：
[0006] (1)在交叉口各個進口方向上安裝線圈車輛檢測設(shè)備，檢測器埋設(shè)的位置在停車 線前方10-25米處；
[0007] (2)對干線上的交叉口按照順序進行編號，然后對每個交叉口的檢測器按照順時 針方向進行編號，對路口所屬的路段編號與檢測器編號進行綁定；
[0008] (3)通過線圈車輛檢測設(shè)備，實時采集檢測區(qū)段的交通流和車輛速度參數(shù)信息，所 述參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備，實時傳回數(shù)據(jù)存儲和標準化服務器，進行實時數(shù)據(jù)存儲和標 準化處理；
[0009] (4)提取存儲服務器的實時交通數(shù)據(jù)，計算檢測區(qū)段平均交通流密度參數(shù)，并根據(jù) 平均交通流密度計算實時路段交通運行指數(shù)；
[0010] (5)根據(jù)路口各個進口方向路段的交通運行指數(shù)和路段道路等級屬性，聚合計算 交叉口交通運行指數(shù)，通過交叉口交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型計算交叉口信號控制 的周期，進而得出各個交叉口的信號周期；
[0011] (6)根據(jù)路口各個進口方向路段的交通運行指數(shù)和路段道路等級屬性，計算交叉 口干線交通運行指數(shù)，綜合計算交叉口干線交通運行指數(shù)平均值；
[0012] (7)基于交叉口干線交通運行指數(shù)平均值-綠信比模型，計算干線各個交叉口的 綠信比，然后計算各個交叉口信號控制紅燈和綠燈時間；
[0013] (8)利用信號發(fā)布終端設(shè)備，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口服務，將交叉口信號控制的實時 參數(shù)發(fā)送給信號控制燈，通過信號控制燈對干線各個路口交通進行動態(tài)誘導。
[0014] 一種基于線圈的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，其特征在于：基于線圈檢測的 交通運行指數(shù)模型構(gòu)建，交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型構(gòu)建，以交叉口干線交通運行 指數(shù)平均值-綠信比模型構(gòu)建；
[0015] 所述基于線圈的交通運行指數(shù)模型構(gòu)建，包括路段交通運行指數(shù)、交叉口交通運 行指數(shù)、交叉口干線交通運行指數(shù)3個部分；
[0016] (A)提取線圈檢測區(qū)段各個車道的交通流量數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)，在空間維度和時間 維度層面分別計算檢測區(qū)段的平均交通流參數(shù)和平均速度參數(shù)；
[0017] 平均交通流參數(shù)^通過公式& = 計算得到，其中，n為所在車道，N為路段 ?-1 的車道總個數(shù)，qn為第n車道的交通流；平均速度參數(shù)v n通過〗 = /#計算得到，其中， n-\ vn為第n車道的速度，[為單位粒度周期的平均速度；
[0018] (B)平均交通流密度參數(shù)^通過公式；^ $計算得到； V
[0019] (C)路段交通運行指數(shù)RTPI通過公式
[0020] 計算得到，其中x，y，z，p，m值是道路交通擁堵 > 感受優(yōu)化參數(shù)；
[0021] (D)交叉口交通運行指數(shù)ITPI
[0022] ITPI=RTPI# ?i+RTPI# ?2+，? ??，+RTPIj* ?』
[0023] 其中，c^，《2，...，為各個進口方向的加權(quán)系數(shù)；
[0024] RTP^_為交叉口各個進口路段檢測器計算的路段交通運行指數(shù)；
[0025] (E)交叉口干線交通運行指數(shù)IATPI
[0026] IATPI=RTPL* ?i+RTPI# ?2+，???，+RTPIh* ?h
[0027] 其中，c^，《2，...，為交叉口干線路段的加權(quán)系數(shù)；
[0028] 所述交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型構(gòu)建，信號周期參數(shù)C = T*ITPI/10, T是 預設(shè)信號周期參數(shù)；
[0029] 所述交叉口干線交通運行指數(shù)平均值-綠信比模型構(gòu)建，交叉口干線交通運行指 數(shù)平均值IATPIm_，交叉口綠信比參數(shù)
_，交叉口干線方向綠燈時間 Gi= C'lv交叉口干線方向紅燈時間氏=Ci-Gi-Y，IATPIi為第i個交叉口的交叉口干線 交通運行指數(shù)，Q為第i個交叉口的信號控制周期時間，Gi為第i個交叉口干線的綠燈時 間，氏為第i個交叉口干線的紅燈時間，Y表示黃燈時間。
[0030] 本發(fā)明采用主動式線圈技術(shù)，可以對干線多個交叉口的實時交通狀態(tài)進行準確檢 測，制定最優(yōu)化信號控制方案，為交通管理和控制提供實時決策和應急處理信息，提升主干 路交通的運行效率和服務水平。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的工作流程圖；
[0032] 圖2圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖；
[0033] 圖3圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 如圖1和2所示的一種基于線圈的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，該方法中所 使用的設(shè)備包括線圈車輛檢測設(shè)備1，數(shù)據(jù)通信設(shè)備2,用于數(shù)據(jù)儲存和標準化服務器3,干 線自優(yōu)化處理服務器4和發(fā)布終端設(shè)備5,所述各設(shè)備之間依順序信號連接，該方法包括下 列的步驟：
[0035] S1、在交叉口各個進口方向上安裝線圈車輛檢測設(shè)備，檢測器埋設(shè)的位置在停車 線前方10-25米處；
[0036] S2、對干線上的交叉口按照順序進行編號，然后對每個交叉口的檢測器按照順時 針方向進行編號，對路口所屬的路段編號與檢測器編號進行綁定；
[0037] S21、對干線上的交叉口按照順序進行編號，交叉口的編號為Ipi為交叉口排序標 簽，I為干線上交叉口的總個數(shù)，i < I ;
[0038] S22、交叉口的類型有多種，常見的有五岔路口、十字路口、T型路口，本方法按照交 叉口進口方向的個數(shù)（J)進行分類。
[0039] S23、對每個交叉口 L按照順時針方向?qū)z測器進行編號，檢測器編號為Dy i為 交叉口編號，j為進口方向編號，j < J ;
[0040] S24、線圈檢測器埋設(shè)于停車線前方10-25米處，檢測面覆蓋路段所有車道，一般 十字路口的設(shè)備安裝示意圖如圖2。
[0041] S3、通過線圈車輛檢測設(shè)備，實時采集檢測區(qū)段的交通流和車輛速度參數(shù)信息，所 述參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備，實時傳回數(shù)據(jù)存儲和標準化服務器，進行實時數(shù)據(jù)存儲和標 準化處理；
[0042] S4、提取存儲服務器的實時交通數(shù)據(jù)，計算檢測區(qū)段平均交通流密度參數(shù)，并根據(jù) 平均交通流密度計算實時路段交通運行指數(shù)；
[0043] S41、平均交通流密度
[0044] 線圈設(shè)備實時上報的數(shù)據(jù)格式為（〖，11，(1^)3表示上報時間，11表示所在車道，（1 表示交通流數(shù)據(jù)，v表示車流速度數(shù)據(jù)，（t，n，q，V)的單位分別為秒、1、輛/小時/車道和千 米/小時。
[0045]假設(shè)樣本數(shù)據(jù)集可表示為 S = {(t, 1，V)，（t, 2, q2, v2)，? ? ?，（t, n, qn, vn)}，統(tǒng)計 時間內(nèi)待測路段空間維度和時間維度的平均交通流q，單位粒度周期的平均速度[，待測路 段空間維度和時間維度的平均交通密度f (單位：輛/千米/車道），則
[0049] 上述公式中：n為所在車道；N為路段的車道總個數(shù)；qn為第n車道的交通流；v n為 第n車道的速度。
[0050] S42、路段交通運行指數(shù)
[0051] 構(gòu)建路段交通運行指數(shù)RTPI (Road Traffic Performance Index)與平均交通流 密度[的函數(shù)關(guān)系模型，
[0052]
[0053] 其中x，y，z，p，m值是道路交通擁堵感受優(yōu)化參數(shù)，需要利用調(diào)查問卷和數(shù)