[發明專利]道路交通信號協調實時優化控制方法及其控制系統

有效

• 申請號: 201510499336.1
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105206070B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 王長君;孫正良;劉東波;代磊磊;何廣進;徐棱;樹愛兵;徐高松;劉成生
• 申請（專利權）人: 公安部交通管理科學研究所
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙)32227
• 代理人: 張寧,陶純佳

技術領域

本發明涉及道路交通信號控制技術領域，尤其是涉及面向交通場景與目標策略的交通信號控制領域，具體為道路交通信號協調實時優化控制方法及其控制系統。

背景技術

道路交通信號控制系統是智能交通系統最基礎、最關鍵的重要組成部分，為了有效改善交通參與者的出行效率，進一步緩解城市交通日益擁堵問題，最大限度適應中國交通國情和交通控制的特點，全國各地越來越重視道路交通信號控制系統的升級研發和高效應用。但是，現有國內應用的信號控制系統仍以多時段固定信號配時為主，基于系統控制模型優化、方案動態生成或選擇式的信號協調優化應用尚未真正落地應用，還不能根據道路交通流量的變化進行信號周期、綠信比等控制特征參數實時優化，系統的優化功能沒有與城市道路通行條件、路口渠化和實時交通流動態變化緊密結合、實時響應，導致交通通行效率、通行能力不高，交通擁擠甚至擁堵不能得到有效改善。

具體來說，目前國內外道路交通信號控制系統主要是從系統架構、控制方式、模型算法、聯網控制模式等不同角度進行設計研發，基于交通流量統計數據進行解算優化選擇或生成控制方案，導致實際應用效果有限，主要源于以下問題：一是常規通過地感線圈、視頻、微波等檢測手段，系統直接準確采集交通數據僅是斷面的車流量數據，車道占有率等均是間接測算指標，準確度大幅度降低，這些指標數據無法實時反映出路口交通流的動態通行狀態；二是系統的信號優化控制響應滯后，現有信號優化技術主要是基于斷面車流量的歷史統計數據，利用模型進行計算或預測，生成用于下個周期或下幾個周期執行的控制方案，無法適應動態變化的交通流運行特征和實時交通控制需求；三是系統的控制方案設置、協調優化算法、控制特征參數優化等，與交通通行條件、路口渠化特征等結合不緊密，控制目標和策略優化方向的缺乏直觀化導向，難于因地制宜的應用，導致過于理論化、實際應用的可操作性不強；四是采集的交通流運行指標和數據較少，準確檢測的交通流量數據，只能用于路口交通流的分布規律分析，無法直接用于信號控制效益的直觀性評估，缺少可直接用于效益評估的排隊長度、按周期相位統計的交通流量等指標數據。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了道路交通信號協調實時優化控制方法，其能解決現有以多時段固定信號配時為主交通信號控制系統存在的無法根據道路交通流量的變化進行信號周期、綠信比等控制特征參數實時優化，系統的優化功能沒有與城市道路通行條件、路口渠化和實時交通流動態變化緊密結合、實時響應，從而導致交通通行效率、通行能力不高，交通擁擠甚至擁堵不能得到有效改善等問題。為此，本發明還提供了專用的控制系統。

道路交通信號協調實時優化控制方法，其特征在于：其包括以下步驟

（1）動靜態交通場景標定識別模塊實時標定、采集城市道路的動靜態交通數據，所述動靜態交通數據包括宏觀交通數據和微觀交通數據，所述宏觀交通數據包括路網交通條件、關鍵流向分布、通行控制習慣和交通控制需求，所述微觀交通數據包括特定車道流向、路口流量流向、車輛排隊狀況和交通通行狀態；

（2）數據分析與深度研判模塊對所述動靜態交通數據進行統計、分析與研判，并得到分析研判結果；

（3）根據所述分析研判結果，系統協調控制目標策略優化模塊設定協調優化控制目標并根據所述協調優化控制目標制定信號控制策略；

（4）信號協調實時控制運行及評估模塊根據所述信號控制策略制定信號協調實時控制運行方案、并通過聯網信號機控制各路口的信號燈執行所述信號協調實時控制運行方案，再對執行所述信號協調實時控制運行方案的信號控制運行特征進行動態評估，當動態評估結果滿足預定控制要求，則所述聯網信號機繼續控制各路口的信號燈執行該所述信號協調實時控制運行方案，當動態評估結果不滿足預定控制要求，則所述信號協調實時控制運行及評估模塊重新制定并執行信號協調實時控制運行方案并進行所述動態評估直至動態評估結果滿足預定控制要求。

進一步的，所述步驟（2）中對所述動靜態交通數據進行統計、分析與研判包括開展基于固定統計時間間隔的交通流運行規律分析，獲得交通運行的規律特征；對路口進行時間和空間分布的對比分析，獲得交通運行的變化規律；結合控制需求開展專題深度研判，獲得交通通行狀態、信號控制效益、信號控制參數優化結果。