[发明专利]区域混合交通自适应信号协调控制方法

说明书

技术领域：

本发明涉及自动控制技术领域，是一种城市交通信号的控制方法。根据城市路网交通流负荷呈现的不同状态以及交通流的运行特性，自动优化信号配时参数，对控制策略根据当前交通状态选择控制策略，使系统的控制效果达到最优状态。

背景技术：

近年来，随着我国社会、经济的快速发展、城市化进程的迅速推进、城市人口的急剧膨胀，由此引发城市边缘的扩张、居住郊区化等带来的交通需求量剧增，同时道路交通设施供应、管理、技术、空间不足使得城市交通需求和供给的矛盾日益突出。

世界银行研究表明：交通需求增长超过经济增长速度一般在两倍以上。因此要想在有限的道路空间条件下解决车辆增长带来的交通问题，并实现道路交通的安全、畅通，仅靠传统的修路、扩路等方法不仅不切合实际，而且也是不可能实现的！将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制技术等有效地综合应用于城市道路交通管理与控制中，能有效提高道路通行能力、缓解交通拥堵、减少尾气排放、保障交通安全。

当前世界上先进的交通管理与控制系统中，以英国的SCOOT(Split，Cycle and Offset Optimization Technique)系统和澳大利亚的SCATS(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)系统最为著称。

在SCATS系统中，检测器设置在停车线处，测得的各交叉口交通数据是在当地信号交叉口已经实施配时方案下获得的，只能作为下一周期选择配时参数的依据，影响信号控制实施的实时性，在SCOOT系统中，检测器设置在信号控制交叉口的上游交叉口出口端，能够提前获取到达交叉口的车辆信息，从而对干线的绿灯起步时距进行较好的优化，但由于车队离散性以及机非干扰等因素，交叉口各相位的绿信比优化效果不如SCATS。在工程实际中，由于经费不足以及资源紧张等因素，无法同时在交叉口上下游同时设置检测器以获取更多、更全面的交通流运行状态信息。

国外“先进”的交通信号控制系统虽然对促进城市交通的顺畅起到了一定的作用，但是由于国内外交通状况的差异，从国外引进的这些“先进”的交通信号控制系统出现了很多“水土不服”的现象。机动车、非机动车、行人组成的混合交通一直是我国城市交通流的主要特征。因而这些国外先进的交通信号控制系统也就无法从根本上解决我国城市混合交通拥堵的状况。而且引进的自适应交通控制系统不能与国内其他的系统进行信息共享，不能二次开发，在开发、维护过程中还需要支付高额的费用。

发明内容：

鉴于上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明提出一种区域混合交通自适应信号协调控制方法，交通信号控制系统是一个软硬件结合的复杂系统工程，根据我国城市道路网的分布特性和交通流特性，，将城市路网分成若干子区，采用分层联网协调控制各交叉口的红绿灯持续时间，提高通行能力、防止交通拥挤、减少尾气排放，保障交通安全。

本发明所述的混合交通自适应信号协调控制方法是一个集机动车信号控制、非机动车信号控制、公交优先信号控制于一体的城市区域交通信号系统控制方法。该系统采用实时运行模式，即：根据区域实时交通流量的变化，优化、调整信号配时参数，使系统处于最佳的运行状态。

本发明步骤为：

通过安装设置在控制交叉口的上游交叉口出口端的检测器对进入控制交叉口的车辆信息进行检测，并将检测的车辆信息以脉冲信号形式传送至交通信号控制器；

交通信号控制器对从交叉口不同进口方向检测器获取的交通流数据进行预处理，将处理好的交通数据传送到设置在中心的数据库服务器中；

区域协调控制计算机提取数据库服务器中的交通数据，分析各交叉口各进口路段的交通流运行状态，进行实时分析预测，对整个路网交通信息的数据流处理以及交通信号的优化、协调，向交通信号控制器提供优化的交通信号方案配时参数。

如图1所示，本发明所述的混合交通自适应信号协调控制方法工作流程包括：

车辆数据检测、非机动车数据检测、公交车数据检测用于获取路段交通流信息，车辆数据检测和非机动车数据检测用于实现混合交通自适应信号协调控制提供基础交通信息，公交车数据检测用于为实施公交信号优先提供公交车辆运行状态信息。分别由感应线圈、自行车检测器以及公交优先检测系统(包括车内单元、车外单元)通过RS-485或光纤与交叉口的相连接，从而来提供车辆信息。