[发明专利]一种基于路况交通大数据的交通信号控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，尤其是涉及一种基于路况交通大数据的交通信号控制系统及方法。

背景技术

随着国家经济建设的不断发展与进行，交通运输车辆的数量日渐增长，对城市交通造成的压力也越来越重。为缓解交通压力，有效疏导各道路上的车辆，通过在十字路口安装交通信号灯的方式，对车辆的行驶进行疏导与控制；传统的信号控制方法的缺点就是需要在路口或路段布置大量的检测器，成本比较高，同时线圈检测器等对路面的破坏也比较严重。而且，线圈一旦布置完毕无法进行调整，无法精确的检测到路口的排队长度。再一，通过路口或路段检测器对信号的控制，也只能是单路口的感应或自适应控制，无法实现区域协调控制。

采用互联网交通大数据，除了提供实时动态路况信息之外，还可以实现路况预测、历史路况查询、拥堵瓶颈分析，可以提供更短时间的数据，对于提高交通控制的精度来讲都是有一个很大的提高。随着新能源汽车、智慧城市建设以及车联网的推进，交通大数据的施展空间还将进一步扩大，数据的精度和准确度也会随之提高。

因此，提供设计一种基于路况交通大数据的交通信号控制系统及方法，以利用大数据处理技术精准高效的进行道路交通控制，进而提高交通指挥的智能化和效率。

发明内容

本发明要解决的问题是采用大数据处理分析技术，对交通信息进行实时监管控制，进而缓解交通压力，解决道路疏通资源浪费的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于路况交通大数据的交通信号控制方法，其特征在于，包括：

车辆上的客户端向云平台发送客户端信息；

云端存储海量交通数据信息；

将数据按照时间序列分为实时数据和历史数据；

根据数据类型搭建相应静态数据库和动态数据库；生成相应相应优化控制方案和协调控制方案；

根据方案确定控制区域路况，设置相应的配置方案；选择相应优化控制方案，确定信号机的信号周期、信号相序以及相对相位差生成配置优化方案；选择协调控制方案，确定信号机的信号周期、信号相序以及相对相位差生成配置协调方案；

根据收到的配置方案，调整每个信号控制机的信号周期、信号相序以及相对相位差；

驱动信号灯执行。

进一步，客户端信息包括客户端ID、车辆经纬度坐标、行进方向、行进速度、时间以及请求指令；所述的请求指令包括直行请求指令、左转请求指令、右转请求指令以及调头请求指令。

进一步，所述静态数据库，通过对历史数据加权和对时间序列预测模型进行修正的方法，建立周相似性特性下的短时交通流预测算法，根据历史数据计算路网交叉口之间的平均旅行时间、各交叉口红灯是平均停车次数和平均等待时间以及相邻路口之间距离按照路段负荷度分配有效绿灯时间原则，为优化控制方案提供参数；根据车辆的平均行驶速度，和单位时间内距离的车辆饱和度划分拥堵级别；根据拥堵级别和时段确定个拥堵级别分别对应的优化控制方案。

进一步，所述动态数据库，作为实时数据处理数据库。根据实时采集的数据，计算根据车辆的平均行驶速度和单位时间内距离的车辆饱和度与历史数据进行对比，根据差值范围确定协调控制方案。

进一步，驱动信号灯执行。

再进一步，所述拥堵等级分为畅通、缓行、拥堵、严重拥堵四个等级。

一种基于路况交通大数据的交通信号控制系统，是由：客户端、云端虚拟机、数据存储服务器、数据分析服务器、信号控制中心、区域交通信号控制机和信号灯组成；

所述客户端，用于车辆上的客户端向云平台发送客户端信息；

所述云端虚拟机，用于从高德地图获取的道路上每个LINK路段的海量路口车辆和交通灯的路况信息；

所述数据存储服务器，用于获取数据，将数据按照时间序列分为实时数据和历史数据，利用已知的路网结构参数与交叉口信号配时参数结合相关交通流参数短时预测方法，生成交通数据信息并进行存储，以供读取；

数据分析服务器，用于判断路口拥堵状态，根据数据类型搭建相应静态数据库和动态数据库，生成相应优化控制方案和协调控制方案；

所述信号控制中心，根据方案确定控制区域路况，设置相应的配置方案；选择相应优化控制方案，确定信号机的信号周期、信号相序以及相对相位差生成配置优化方案；选择协调控制方案，确定信号机的信号周期、信号相序以及相对相位差生成配置协调方案；