[发明专利]一种支持单点及全局控制的匝道控制系统

权利要求书

1.一种支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，每个匝道处均设有匝道控制主机、视频分析主机及信号机，临近的匝道之间通过所述匝道控制主机连接：

所述视频分析主机与若干个摄像机连接，所述视频分析主机通过分析监控视频，获得相关的交通参数；

所述视频分析主机与所述匝道控制主机连接，所述匝道控制主机从所述视频分析主机处获取当前的交通参数，同时将本匝道的交通参数分发给相邻匝道的所述匝道控制主机，并获取其他匝道的交通参数；

所述匝道控制主机与所述信号机连接，所述匝道控制主机获取当前信号指示周期和相位信息，并根据当前信号相位和路况参数信息进行控制策略分析，然后向所述信号机发出控制信号；

所述信号机与若干个信号灯连接，所述信号灯根据所述信号机发出的信息进行信号显示。

2.根据权利要求1所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，所述匝道控制主机内还设有存储模块，所述存储模块实时存储路况参数信息和信号灯控制信息。

3.根据权利要求1所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，所述摄像机通过以太网与所述视频分析主机连接，所述视频分析主机通过以太网与所述匝道控制主机连接。

4.根据权利要求1所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，所述匝道控制主机根据用户设置采用动态单点控制策略或者动态全局协调控制策略。

5.根据权利要求4所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，所述动态单点控制策略的基本模型如下：

r(k)=r(k-1)+K_R[O_d-O_out(k-1)]

式中，r(k)是第k个控制时段中的匝道调节率；

r(k-1)是第k-1个控制时段中的匝道调节率；

O_out(k-1)为第k-1个控制时段匝道下游主线占有率；

O_d为匝道下游主线理想状态下的占有率；

K_R为调节参数。

6.根据权利要求4所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，所述动态全局协调控制策略中：

在单点层面，得到每个匝道的调节率；

在协调层面，根据流量守恒原理得出各个匝道的调节率；

在每个匝道，将单点层面和协调层面得出的两个调节率对比，取其小值作为该匝道最终的调节率。

7.根据权利要求6所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，在协调层面，具体计算过程具体包括以下步骤：

（1）检测并确定主线交通瓶颈i；

（2）根据流量守恒原理，针对每一个瓶颈i，计算其上游各入口匝道调节率的降低总量，并在其影响范围内，按照经验权重将此降低量分配到与其相关联的各个入口匝道；

（3）计算每个入口匝道j 的协调层面调节率。

8.根据权利要求7所述的支持单点及全局控制的匝道控制系统，其特征在于，在所述步骤（1）中，如果某路段满足下面两个条件即认为此处出现动态交通瓶颈：

O(i,k)≥O_C(i)

Q_up(i,k)+Q_on(i,k)≥Q_down(i,k)+Q_off(i,k)

式中：O(i,k)为路段i下游断面上一控制时段内的平均占有率；

O_C(i)为路段i下游断面临界占有率；

Q_up(i,k)为上一控制时段内，路段i上游断面流量；

Q_on(i,k)为上一控制时段内，路段i范围内所有入口匝道总流入量；

Q_down(i,k)为上一控制时段内，路段i下游断面流量；

Q_off(i,k)为上一控制时段内，路段i范围内所有出口匝道总流出量。