一种智慧型主动式交通信号控制器及控制方法
【专利摘要】一种智慧型主动式交通信号控制器，涉及一种智能交通控制领域。它由CPU核心模块，包括i.MX 6QuadPlus系列ARM Cortex?A9嵌入式多核处理器分别连接GPS信号接收模块、数据通信模块、数据流量采集和数据IO模块、可热插拔信号输出及故障黄闪器模块、专用特勤模块和PDA无线手持屏操作单元构成。本发明结构紧凑、线路简化、性能稳定、迅速精准预测车流状态，及时发现定位拥堵点，将交通流控制在一个相对流畅的状态，使控制区域呈现交通畅通有序状态，为智能交通控制和管理领域提供高性价比且功能完善的智慧型主动式交通信号控制器。
【专利说明】
一种智慧型主动式交通信号控制器及控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种智能交通控制领域。
【背景技术】
[0002]目前，智能交通信号灯控制系统和智能交通管理技术领域对智能交通信号控制器的要求越来越高，首先要求稳定运行信号控制调度功能，包括定周期、单点自感应、单点优化、单点自适应;其次，可输出触发信号或通信数据驱动路口倒计时器;再有，能接收路口流量数据上传至指挥中心服务器软件，供其分析;最后，必须还能由指挥中心接管或路口交警进行勤务控制，并且能转发诱导屏之诱导信息。凡此等等，目前的控制器都是基于路口流量进行被动处理相关数据，从而实现自适应控制交通流，达到事后控制的目的。然而，路口交通流状态是一个实时动态的过程，随着时间推移会有着不尽的状态变化，一旦一个路口交通流发生改变，立即会引起连锁反应，直接导致关联路口迅速出现流量变化，如果不及时预测并作预处理，很快会形成某区域或整个城区大面积拥塞，从而致使相关区域交通瘫痪。
[0003]由于存在此类问题，行业内诸多厂家和研究工作者开始思考路口路口拥堵成因，研究路口车流疏导理论，寻求解决路口拥堵的方法。1.基于诱导理论的解决方案，如，公布号CN104778845A所提及的《多相位跳变和车辆全动态诱导交通控制方法》从诱导角度予以阐述并试着缓解路口拥堵问题，该方法仅仅适应于当前控制路口对应路段的交通流疏导，并且必须在流量中度或轻度拥堵时有效；2.基于本地路口疏导的控制系统，如，公布号CN104933876A的《一种自适应智慧城市智能交通信号的控制方法》该控制方法只要基于本地路口疏导来达到道路疏通的目的，该方法可以解决部分车流量比较小的路口的问题，而目前存在的问题是在大部分时间段内路口流量都非常大，无法通过直接调整当前路口的流量达到疏导的目的；3.基于协同的事后控制系统，如，公布号CN104064040A《一种具有协同疏导功能的交通信号控制器》，该发明本发明提供一种具有协同疏导功能的交通信号控制机，其特征在于:在每个路口设置信号机，多个路口的信号机通过无线通信接口与公用无线网的连接而相互之间通信连接，使在城市路网关联性强的子区内，当关键路口发生交通拥塞时，能够使周边信号机协同控制路口红绿灯显示状态而疏导交通，形成事后控制协同体系，能解决轻度拥堵状态下交通拥塞的问题，如果严重拥堵，区域交通流直接进入死锁状态而导致无解;4.基于集中管理模式解决方案，其实并不现实，集中管理可以统筹规划交通流，但是需要稳定的网络，庞大的机房，路口依然需要基于单片机或嵌入式系统前段控制设备，此方案成本这一环节可暂时不关注，然而随着设备的增加，系统故障概率增加成为必然。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种结构紧凑、线路简化、性能稳定、迅速精准预测车流状态，及时发现定位拥堵点，将交通流控制在一个相对流畅的状态，使控制区域呈现交通畅通有序状态，为智能交通控制和管理领域提供高性价比且功能完善的智慧型主动式交通信号控制器。
[0005]本发明是通过如下技术方案来实现的:一种智慧型主动式交通信号控制器，其主要技术特征是它由CPU核心模块，包括1.MX 6QuadPlus系列ARM Cortex_A9嵌入式多核处理器分别连接GPS信号接收模块、数据通信模块、数据流量采集和数据1模块、可热插拔信号输出及故障黄闪器模块、专用特勤模块和PDA无线手持屏操作单元构成；
所述的GPS信号接收模块，GPS模块是型号为SKG17芯片，它由SKG17芯片连接MAX3232接口构成，MAX3232接口为RS232串行信号输出接口芯片；
所述的数据通信模块由W1-Fi数据传输模块连接2个网络通信接口、再连接3G、4G无线网络模块构成，所述2个网络通信接口，其中网络模块I采用低功耗LAN871 Oa网络接口芯片用于接入W1-Fi数据传输模块，该模块选择通用模块，其传输勤务控制信号或交通诱导信号；网络模块2采用工业级AR8035-AL，板载标准RJ45网络接口 10/100M/1000M自适应，接入光线数据网络或3G、4G无线网络连接设备，用于系统控制与视频数据传输；
所述数据流量采集和数据1模块，所述模块有流量采集模组、CAN接口和1接口成;流量采集模组采用STM32F107处理器，支持网络和RS485数据输入，本系统支持最大12路视频流量采集摄像机单元;CAN接口接收来自流量采集模组的数据传输至ARM Cortex-A9主处理器完成数据分析工作；1接口由两部分组成主处理器的G1接口以及系统由GM8164扩展的端口一共64个1口，32个输入端口和32个输出端口，所有输入端口均以EL817完成隔离以确保系统安全;32个输出端口也通过光耦EL817将车辆有无信号输出给TTL检测端口作车流量数量统计和自感应使用；
所述可热插拔信号输出及故障黄闪器模块，该模块信号输出模块可通过W1-Fi或Zigbee等无线通信模式扩展，它由芯片65HVD3082分别连接黄闪控制器、灯色输出和倒计时信号模块构成；
所述专用特勤模块和TOA无线手持屏操作单元，该单元PDA部分实现信号机参数，专用特勤模块则负责通过433Mhz或315Mhz无线模块接收简易手持遥控信号实现路口勤务指挥功能。
[0006]—种智慧型主动式交通信号控制器的控制方法，首先构建融合多种算法的城市交通流预测模型和流量分配控制模型，然后在控制模型的基础上，发布前先输入区域内历史流量信息进行训练，接着开启路口流量实时输入数据接口，连接区域网络，形成有机自主控制的信号控制与诱导发布体系，该体系预留有指挥中心控制接口，通信协议模块支持模块重载插入模式，兼容多种协议平台，可与中心综合平台实现无缝对接。
[0007]控制方法具体控制步骤如下:
第一步:统计区域内包含的路段及路口，根据路口分布设置核心关键路口、边缘关键路口和核心路段。其中，核心关键路口是区域中心位置，四个方向流量均比较大，周边分布有医院、商场或政府机关单位的路口；边缘关键路口是指潮汐交通流明显的入城交叉路口 ；核心路段是指交通流密集的路段。本发明涉及的信号机安装到区域路口内会自动收集流量信息，区分出核心关键路口、边缘关键路口和核心路段。
[0008]第二步:输入区域路段和路口过去12个月内历史机动车流量半小时、I小时统计流量，该部分可以采用历史采集流量，也可以由安装到区域内的信号机自动收集；
第三步:分析历史车流信息，据此划分信号调度基础时段，本部分由专利涉及信号机根据流量变化情况、车道占有率情况自动分析完成； 第四步:统计左转、直行、右转历史车流情况，分配各方向车道数，并根据右转、左转、直行车流量情况确定实施渠化方案，分配车道；
第五步:采用Webster算法计算基础配时，综合冲突点控制方法调整配时参数，最后形成路口寄出配时方案；
第六步:试运行获取当前实时流量，采用滑动时间窗时间序列预测方法，结合数据融合技术实现对下一个周期车流的预测；
第七步:根据预测模型生成的车流量数据，运用优化粒子模型，采用调整粒子模型中学习因子的自适应学习因子浮动算法，该算法采用自动控制理论的模糊算法实现学习因子的自适应动态调整，实现配时信息的实时自动调整，从而达到本路段、本路口交通流疏导的目的。
[0009]第八步:将本路段、路口的数据流加以分析统计，将5分钟、30分钟、60分钟车流量信息本路口信号机当前运行绿信比或配时信息发送至关联路口本发明涉及的信号机供其使用；同时接收其它关联路口本发明涉及信号机发送过来的流量数据和灯态信息，适时微调本控制器的配时信息；如果遇到路口严重拥堵情况，实时调整相位放行方式，将进入拥堵区域的车流屏蔽在该区域之外；
第九步:将流量信息和路口、路段流量状态、当前路口剩余红灯秒数和绿灯秒数发布至诱导系统供第三方平台或APP软件使用；
第十步:闲时路口信号自动优化功能，一旦路口流量低于设定流量阈值，系统启动定时器开始流量低超时倒计时，倒计时以周期计算，超过2个周期，系统自动进入低流量信号灯调度模式，路口实现自感应模式，系统运行最小调度周期(一般设置为正常周期的1/2，周期约为60秒)，实现通过路口车辆等待时间缩短，减少因等候而增加的碳排放量。
[0010]第十一步:信号机接收路口车辆请求信息，分析判断是自主处理还是汇报给指挥中心，自主处理则分析是何种请求，本系统中设置有白名单车辆(可以由指挥中心或允许的APP添加、修改和删除)和紧急事件列表(火警、120急救、严重交通事故施救)，一旦检测到该类车辆，信号机会放行对应方向到的信号，让特征车辆有序安全通过；
第十二步:继续等待接收指挥中心的控制指令。
[0011]本发明将给客户提供友好的用户体验，该装置稳定可靠，能够高效获取流量信息并加以分析供本装置自主使用，同时可提供给关联装置作为信号调度参考。能实时反馈路口交通状况或接收到定的请求给指挥中心，能提供给第三方平台有效准确的流量和信号剩余时间数据。该发明涉及的信号机相互之间协同工作，大大提高系统内交通流量。整个系统将为交通部门节约警力，为社会绿色环保做出不俗的贡献。该发明涉及的信号机及系统安装调试操作便捷，方便用户操作使用。
[0012]【附图说明】:
图1为智慧型主动式交通信号控制器装置工作原理框图；
图2智慧型主动式交通信号控制器装置结构图；
图3为控制方法流程图；
图4本发明应用拓扑结构图；
图5硬件结构；
图6软件结构图。
[0013]【具体实施方式】:
如图1、图2所示，本控制器采用可热插拔模块设计结构，主芯片采用工业级多核ARMCortex-A9架构，主频可达800MHz，工业级温宽，时间同步采用GPS+北斗双模卫星定位校时模块，支持Wi_F1、3G或4G无线组网技术，独有的带认证无线遥控勤务控制子系统，显示操作PDA支持5吋/7吋工业级电容触摸屏;本控制器支持LED大屏诱导信息输出，交通流信息发布接口，交通事故采集回报接口，电子警察、监控联动接口；交通流数据采集接口 ；预留电子警察管理单元接口。控制方法涉及一种主动式流量控制与诱导模型，该模型包括以下功能模块:区域内饱和交通流参数采集模块、历史流量收集与分析模块、实时流量采集模块、交通流预测模块、路口自协同模块、诱导信息发布模块、交通状态汇报模块、实时指令接收模块、网络安全检测与处理模块、系统自适应调度模块和信号控制器基础功能模块。
[0014]图2中各模块结构和功能描述
I为GPS信号接收模块，SKG17是GPS模块，MAX3232为RS232串行信号输出接口芯片。
[0015]2为数据通信模块，本控制器设置有2个网络通信接口，网络模块I采用低功耗LAN8710a网络接口芯片用于接入W1-Fi数据传输模块，该模块选择通用模块，其传输勤务控制信号或交通诱导信号；网络模块2采用工业级AR8035-AL，板载标准RJ45网络接口 10/10M/ 1000M自适应，接入光线数据网络或3G、4G无线网络连接设备，用于系统控制与视频数据传输。
[0016]3为数据流量采集和数据1模块，该模块有流量采集模组、CAN接口和1接口组成。流量采集模组采用STM32F107处理器，支持网络和RS485数据输入，本系统支持最大12路视频流量采集摄像机单元;CAN接口接收来自流量采集模组的数据传输至ARM Cortex-A9主处理器完成数据分析等工作；1接口由两部分组成主处理器的G1接口以及系统由GM8164扩展的端口一共64个1口，32个输入端口和32个输出端口，所有输入端口均以EL817完成隔离以确保系统安全。32个输出端口也通过光耦EL817将车辆有无信号输出给TTL检测端口作车流量数量统计和自感应使用。
[0017]4为CPU核心模块，包括1.MX 6QuadPlus系列ARM Cortex_A9嵌入式多核处理器，工业级温宽，保证信号机系统的稳定性;最多支持12个串行数据接口，其中4个RS485接口，8个RS232接口 ；支持带触摸屏8吋液晶屏，触摸屏支持电容屏和电阻屏;支持I路CAN接口，该接口用于车流量数据采集模块的接入;I路SD卡接口用于存储信号机参数，支持热插拔更新信号方案数据。
[0018]5为可热插拔信号输出及故障黄闪器模块，该模块信号输出模块可通过W 1-F i或Zigbee等无线通信模式扩展，本控制器信号灯色和倒计时信号默认支持W1-Fi模式传输，最远距离超过200米。该模式无需增加任何复杂的控制模式，因为模块自带纠错模块，在无线信号失步的情况下，可设置为黄闪或继续原有周期，持续故障超过3s自动进入黄闪模式。
[0019]6为专用特勤模块和PDA无线手持屏操作单元，该单元PDA部分主要实现信号机参数，专用特勤模块则负责通过433Mhz或315Mhz无线模块接收简易手持遥控信号实现路口勤务指挥功能。
[0020]本控制器实现智能主动地控制管控区域内的交通流，包括先进的流量采集处理模块、复合通信传输模块、扩展系统接入模块、诱导信息输出模块、主动分析综合处理模块、网络安全处理模块及信号机必备之信号灯控制、倒计时控制、可变车道控制功能模块。[0021 ]本控制器将给客户提供友好的用户体验，该装置稳定可靠，能够高效获取流量信息并加以分析供本装置自主使用，同时可提供给关联装置作为信号调度参考。能实时反馈路口交通状况或接收到定的请求给指挥中心，能提供给第三方平台有效准确的流量和信号剩余时间数据。该控制器涉及的信号机相互之间协同工作，大大提高系统内交通流量。整个系统将为交通部门节约警力，为社会绿色环保做出不俗的贡献。该发明涉及的信号机及系统安装调试操作便捷，方便用户操作使用。
[0022]如图3所示，本专利涉及的控制方法其创新在于首先构建融合多种算法的城市交通流预测模型和流量分配控制模型，然后在控制模型的基础上，发布前先输入区域内历史流量信息进行训练，接着开启路口流量实时输入数据接口，连接区域网络，形成有机自主控制的信号控制与诱导发布体系，该体系预留有指挥中心控制接口，通信协议模块支持模块重载插入模式，兼容多种协议平台，可与中心综合平台实现无缝对接。
[0023]本发明专利涉及的城市交通流预测模型和流量分配控制模型，基于最近12个月历史车流量、行人、非机动车流量信息，划分时段，确定是否需要渠化车流，分配车道，计算基础绿信比完成基础配时;采用优化短时交通流预测方法预测未来短时车流量情况，借鉴改进型粒子优化算法等相关算法原理，创造性地融合上述各算法的优势，形成本发明中的预测与控制算法。具体路口实施、流量预测与交通信号控制过程如下:
I.统计区域内包含的路段及路口，根据路口分布设置核心关键路口、边缘关键路口和核心路段。其中，核心关键路口是区域中心位置，四个方向流量均比较大，周边分布有医院、商场或政府机关单位的路口 ；边缘关键路口是指潮汐交通流明显的入城交叉路口；核心路段是指交通流密集的路段。本发明涉及的信号机安装到区域路口内会自动收集流量信息，区分出核心关键路口、边缘关键路口和核心路段。
[0024]2.输入区域路段和路口过去12个月内历史机动车流量半小时、I小时统计流量，该部分可以采用历史采集流量，也可以由安装到区域内的信号机自动收集；
3.分析历史车流信息，据此划分信号调度基础时段，本部分由专利涉及信号机根据流量变化情况、车道占有率情况自动分析完成；
4.统计左转、直行、右转历史车流情况，分配各方向车道数，并根据右转、左转、直行车流量情况确定实施渠化方案，分配车道；
5.采用Webster算法计算基础配时，综合冲突点控制方法调整配时参数，最后形成路口寄出配时方案；
6.试运行获取当前实时流量，采用滑动时间窗时间序列预测方法，结合数据融合技术实现对下一个周期车流的预测；
7.根据预测模型生成的车流量数据，运用优化粒子模型，采用调整粒子模型中学习因子的自适应学习因子浮动算法，该算法采用自动控制理论的模糊算法实现学习因子的自适应动态调整，实现配时信息的实时自动调整，从而达到本路段、本路口交通流疏导的目的。
[0025]8.将本路段、路口的数据流加以分析统计，将5分钟、30分钟、60分钟车流量信息本路口信号机当前运行绿信比或配时信息发送至关联路口本发明涉及的信号机供其使用；同时接收其它关联路口本发明涉及信号机发送过来的流量数据和灯态信息，适时微调本控制器的配时信息;如果遇到路口严重拥堵情况，实时调整相位放行方式，将进入拥堵区域的车流屏蔽在该区域之外； 9.将流量信息和路口、路段流量状态、当前路口剩余红灯秒数和绿灯秒数发布至诱导系统供第三方平台或APP软件使用；
10.闲时路口信号自动优化功能，一旦路口流量低于设定流量阈值，系统启动定时器开始流量低超时倒计时，倒计时以周期计算，超过2个周期，系统自动进入低流量信号灯调度模式，路口实现自感应模式，系统运行最小调度周期(一般设置为正常周期的1/2，周期约为60秒)，实现通过路口车辆等待时间缩短，减少因等候而增加的碳排放量。
[0026]11.信号机接收路口车辆请求信息，分析判断是自主处理还是汇报给指挥中心，自主处理则分析是何种请求，本系统中设置有白名单车辆(可以由指挥中心或允许的APP添加、修改和删除)和紧急事件列表(火警、120急救、严重交通事故施救)，一旦检测到该类车辆，信号机会放行对应方向到的信号，让特征车辆有序安全通过；
继续等待接收指挥中心的控制指令。
[0027]本专利涉及的控制方法可实现如下功能:
1.主动式区域流量跟踪与发布
2.主动式路口信号控制调整与上报
3.出入城拥塞分析与疏导
4.主动路口状态发布
5.主动获取路口车辆需求
6.路口灯态调度闲时优化
如图4所示，本发明专利应用由城市智能交通信号控制与交通诱导系统，系统由指挥中心、诱导信息发布APP接口、本发明控制器三部分组成。指挥中心通过光纤网络W1-Fi/3G/4G网络与本智慧型主动式交通信号控制器联系，由于本发明涉及的控制器是个相对独立的主体，区域内关联定的控制器之间会相互交流机动车流量、行人流量数据而实现区域内交通流动态平衡;本发明所涉及信号控制器会主动发送诱导信息给诱导接口，也可以接收来自诱导APP接口的信息查询;诱导信息根据区域内路段和路口交通流信息实时更新，给驾驶员和交通管理部门提供有效的、符合预期需求的诱导提示和决策数据。控制器自带显示器上也会显示对应的拥堵/畅通等信息。本系统的创新之处在于在接收指挥中心控制的同时充分发挥本发明智慧型主动式交通信号控制器的主动式特征，自动完成区域内交通流自愈功能，协调各路段、各路口的交通流疏导；信号机拥有基于W1-Fi的数据采集接口获取经过车辆APP请求;主动连接交通诱导接口平台上报路口状态;推送路口状态信息至交通诱导信息APP接口和指挥中心;支持特殊勤务任务时，警务车辆信息上报功能。
[0028]如图5、图6，系统调度模块，负责系统各模块的协同工作，合理调配系统资源。
[0029]数据传输，通过RJ-45和RS-232数据接口，采用光纤网络/3G/4G通信模块修改系统参数或上传下达指挥中心的相关指令。
[0030]GPS信息处理模块，获取GPS相关信息，提取本装置需要的时间相关信息。
[0031]流量采集与预处理模块，由视频车流量服务器、微波车流量检测器、地磁感应车流量检测器输出的车流量数据信息，通过RS-485串行接口或RJ-45网络接口接入车流量检测服务模块经过CAN总线传输至主处理器ARM Cortex-AQ嵌入式多核处理器进行预处理。
[0032]系统配置模块，配置信号控制器基本信息，一般包网络参数、串行通信接口参数、系统信号输出板参数、倒计时器参数、时段基本信息等等。
[0033]流量分析与预测，根据历史流量和当前流量预测未来短时交通流信息提供给主动式信号协调与控制模块。
[0034]主动式信号协调与控制，接收来自流量分析预测模块提供的信息，根据系统基本设置参数按照主动式控制算法自动协调和控制交通信息。
[0035]诱导信息处理与输出，根据流量分析与预测模块及协调与控制模块提供的数据信息，生成路口诱导信息输出至本公司专用LED大屏、可变车道控制模块和待转区控制模块。
[0036]路口车流和信号状态反馈，根据流量分析与预测模块及协调与控制模块提供的数据信息，合成路口路段车流量、信号状态反馈给指挥中心或第三方APP接口软件。
[0037]路口勤务或特殊车辆请求服务，接收路口勤务指令、指挥中心指令，本发明关键可接收路口特种车辆APP特服请求，调度当前路口信号灯指示状态并将状态提交给路口车流和信号状态反馈模块供指挥中心或第三方APP软件使用。
【主权项】
1.一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于它由CPU核心模块，包括1.MX6QuadPlus系列ARM CorteX-A9嵌入式多核处理器分别连接GPS信号接收模块、数据通信模块、数据流量采集和数据1模块、可热插拔信号输出及故障黄闪器模块、专用特勤模块和PDA无线手持屏操作单元构成。2.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于所述的GPS信号接收模块，GPS模块是型号为SKG17芯片，它由SKG17芯片连接MAX3232接口构成，MAX3232接口为RS232串行信号输出接口芯片。3.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于所述的数据通信模块由W1-Fi数据传输模块连接2个网络通信接口、再连接3G、4G无线网络模块构成，所述2个网络通信接口，其中网络模块I采用低功耗LAN8710a网络接口芯片用于接入W1-Fi数据传输模块，该模块选择通用模块，其传输勤务控制信号或交通诱导信号；网络模块2采用工业级AR8035-AL，板载标准RJ45网络接口 10/100M/1000M自适应，接入光线数据网络或3G、4G无线网络连接设备，用于系统控制与视频数据传输。4.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于所述数据流量采集和数据1模块，所述模块有流量采集模组、CAN接口和1接口成；流量采集模组采用STM32F107处理器，支持网络和RS485数据输入，本系统支持最大12路视频流量采集摄像机单元;CAN接口接收来自流量采集模组的数据传输至ARM Cortex-AQ主处理器完成数据分析工作；1接口由两部分组成主处理器的G1接口以及系统由GM8164扩展的端口一共64个1口，32个输入端口和32个输出端口，所有输入端口均以EL817完成隔离以确保系统安全;32个输出端口也通过光耦EL817将车辆有无信号输出给TTL检测端口作车流量数量统计和自感应使用。5.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于所述可热插拔信号输出及故障黄闪器模块，该模块信号输出模块可通过W1-Fi或Zigbee等无线通信模式扩展，它由芯片65HVD3082分别连接黄闪控制器、灯色输出和倒计时信号模块构成。6.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器，其特征在于所述专用特勤模块和TOA无线手持屏操作单元，该单元PDA部分实现信号机参数，专用特勤模块则负责通过433Mhz或315Mhz无线模块接收简易手持遥控信号实现路口勤务指挥功能。7.如权利要求1所述的一种智慧型主动式交通信号控制器的控制方法，其特征在于本方法首先构建融合多种算法的城市交通流预测模型和流量分配控制模型，然后在控制模型的基础上，发布前先输入区域内历史流量信息进行训练，接着开启路口流量实时输入数据接口，连接区域网络，形成有机自主控制的信号控制与诱导发布体系，该体系预留有指挥中心控制接口，通信协议模块支持模块重载插入模式，兼容多种协议平台，可与中心综合平台实现无缝对接； 控制方法具体控制步骤如下: 第一步:统计区域内包含的路段及路口，根据路口分布设置核心关键路口、边缘关键路口和核心路段;其中，核心关键路口是区域中心位置，四个方向流量均比较大，周边分布有医院、商场或政府机关单位的路口；边缘关键路口是指潮汐交通流明显的入城交叉路口 ；核心路段是指交通流密集的路段;本发明涉及的信号机安装到区域路口内会自动收集流量信息，区分出核心关键路口、边缘关键路口和核心路段； 第二步:输入区域路段和路口过去12个月内历史机动车流量半小时、I小时统计流量，该部分可以采用历史采集流量，也可以由安装到区域内的信号机自动收集； 第三步:分析历史车流信息，据此划分信号调度基础时段，本部分由专利涉及信号机根据流量变化情况、车道占有率情况自动分析完成； 第四步:统计左转、直行、右转历史车流情况，分配各方向车道数，并根据右转、左转、直行车流量情况确定实施渠化方案，分配车道； 第五步:采用Webster算法计算基础配时，综合冲突点控制方法调整配时参数，最后形成路口寄出配时方案； 第六步:试运行获取当前实时流量，采用滑动时间窗时间序列预测方法，结合数据融合技术实现对下一个周期车流的预测； 第七步:根据预测模型生成的车流量数据，运用优化粒子模型，采用调整粒子模型中学习因子的自适应学习因子浮动算法，该算法采用自动控制理论的模糊算法实现学习因子的自适应动态调整，实现配时信息的实时自动调整，从而达到本路段、本路口交通流疏导的目的； 第八步:将本路段、路口的数据流加以分析统计，将5分钟、30分钟、60分钟车流量信息本路口信号机当前运行绿信比或配时信息发送至关联路口本发明涉及的信号机供其使用；同时接收其它关联路口本发明涉及信号机发送过来的流量数据和灯态信息，适时微调本控制器的配时信息；如果遇到路口严重拥堵情况，实时调整相位放行方式，将进入拥堵区域的车流屏蔽在该区域之外； 第九步:将流量信息和路口、路段流量状态、当前路口剩余红灯秒数和绿灯秒数发布至诱导系统供第三方平台或APP软件使用； 第十步:闲时路口信号自动优化功能，一旦路口流量低于设定流量阈值，系统启动定时器开始流量低超时倒计时，倒计时以周期计算，超过2个周期，系统自动进入低流量信号灯调度模式，路口实现自感应模式，系统运行最小调度周期(一般设置为正常周期的1/2，周期约为60秒)，实现通过路口车辆等待时间缩短，减少因等候而增加的碳排放量； 第十一步:信号机接收路口车辆请求信息，分析判断是自主处理还是汇报给指挥中心，自主处理则分析是何种请求，本系统中设置有白名单车辆(可以由指挥中心或允许的APP添加、修改和删除)和紧急事件列表(火警、120急救、严重交通事故施救)，一旦检测到该类车辆，信号机会放行对应方向到的信号，让特征车辆有序安全通过； 第十二步:继续等待接收指挥中心的控制指令。
【文档编号】G08G1/01GK106056934SQ201610633191
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月4日 公开号201610633191.4, CN 106056934 A, CN 106056934A, CN 201610633191, CN-A-106056934, CN106056934 A, CN106056934A, CN201610633191, CN201610633191.4
【发明人】文建斌
【申请人】杭州普乐科技有限公司