一種基于地磁的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及干線多個路口的交通信號優(yōu)化控制領(lǐng)域，具體是一種基于地磁的干線 自優(yōu)化信號控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市交擁堵和事故日益頻發(fā)，特別是交叉口路段擁堵事件嚴(yán)重，先進(jìn)、適用的交通 管理系統(tǒng)是解決城市交通擁擠的最有效的途徑之一，而交通信號控制是交通管理系統(tǒng)的核 屯、，干線交通信號優(yōu)化控制可W最大限度的發(fā)揮區(qū)域交通誘導(dǎo)優(yōu)勢，提高道路交通運行效 率。
[0003] 地磁車輛檢測技術(shù)是通過在狀況復(fù)雜或容易形成擁堵的道路上安裝地磁采集設(shè) 備，對過往汽車數(shù)量、速度、占有率進(jìn)行檢測，通過有線網(wǎng)絡(luò)將采集到的數(shù)據(jù)傳回服務(wù)器中 屯、進(jìn)行處理的技術(shù)，通過實時采集的交通參數(shù)可W進(jìn)行動態(tài)交通信號控制，實現(xiàn)交通流的 有效規(guī)律誘導(dǎo)，最大限度的降低交通擁堵。
[0004] 目前，信號控制方法主要包括定時控制、多時段控制、感應(yīng)控制W及自適應(yīng)控制 等，傳統(tǒng)的模型算法過于生硬的根據(jù)某個交通參數(shù)的變化設(shè)定闊值來進(jìn)行信號優(yōu)化，會造 成系統(tǒng)對狀態(tài)的誤判；本發(fā)明提出了一種基于地磁的干線自優(yōu)化信號控制方法，通過交叉 口運行指數(shù)的實時檢測和綜合分析，提取干線多個路口的信號控制自優(yōu)化算法，可W極大 提高干線道路的交通運行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種基于地磁的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，該方法中所使用的設(shè)備包括地 磁檢測設(shè)備，數(shù)據(jù)通信設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，干線自優(yōu)化信號處理服務(wù)器W及信 號發(fā)布終端設(shè)備，所述各設(shè)備之間依順序信號連接，該方法包括如下步驟：
[0006] (1)在交叉口各個進(jìn)口方向上安裝地磁車輛檢測設(shè)備，檢測器埋設(shè)的位置在停車 線前方10-25米處；
[0007] (2)對干線上的交叉口按照順序進(jìn)行編號，然后對每個交叉口的檢測器按照順時 針方向進(jìn)行編號，對路口所屬的路段編號與檢測器編號進(jìn)行綁定；
[000引 做通過地磁車輛檢測設(shè)備，實時采集檢測區(qū)段的交通流和車輛速度參數(shù)信息，所 述參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備，實時傳回數(shù)據(jù)存儲和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)存儲和標(biāo) 準(zhǔn)化處理；
[0009] (4)提取存儲服務(wù)器的實時交通數(shù)據(jù)，計算檢測區(qū)段平均交通流密度參數(shù)，并根據(jù) 平均交通流密度計算實時路段交通運行指數(shù)；
[0010] (5)根據(jù)路口各個進(jìn)口方向路段的交通運行指數(shù)和路段道路等級屬性，聚合計算 交叉口交通運行指數(shù)，通過交叉口交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型計算交叉口信號控制 的周期，進(jìn)而得出各個交叉口的信號周期；
[0011] (6)根據(jù)路口各個進(jìn)口方向路段的交通運行指數(shù)和路段道路等級屬性，計算交叉 口干線交通運行指數(shù)，綜合計算交叉口干線交通運行指數(shù)平均值；
[0012] (7)基于交叉口干線交通運行指數(shù)平均值-綠信比模型，計算干線各個交叉口的 綠信比，然后計算各個交叉口信號控制紅燈和綠燈時間；
[0013] (8)利用信號發(fā)布終端設(shè)備，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口服務(wù)，將交叉口信號控制的實時 參數(shù)發(fā)送給信號控制燈，通過信號控制燈對干線各個路口交通進(jìn)行動態(tài)誘導(dǎo)。
[0014] 一種基于地磁的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，其特征在于：基于地磁檢測的 交通運行指數(shù)模型構(gòu)建，交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型構(gòu)建，W交叉口干線交通運行 指數(shù)平均值-綠信比模型構(gòu)建；
[0015] 所述基于地磁的交通運行指數(shù)模型構(gòu)建，包括路段交通運行指數(shù)、交叉口交通運 行指數(shù)、交叉口干線交通運行指數(shù)3個部分；
[0016] (A)提取地磁檢測區(qū)段各個車道的交通流量數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)，在空間維度和時間 維度層面分別計算檢測區(qū)段的平均交通流參數(shù)和平均速度參數(shù)；
[0017] 平均交通流參數(shù)g通過公
計算得到，其中，n為所在車道，N為路段 的車道總個數(shù)，q。為第n車道的交通流；平均速度參數(shù)V。通過
計算得到，其中， V。為第n車道的速度，；為單位粒度周期的平均速度；
[001引 炬）平均交通流密度參數(shù)^通過公式
計算得到；
[0019] (C)路段交通運行指數(shù)RTPI通過公式
[0020]
計算得到，其中X，y,Z,P,m值是道路交通擁 堵感受優(yōu)化參數(shù)；
[0021] 值）交叉口交通運行指數(shù)ITPI
[0022] ITPI = RTPIi* ?1+RTPI2* ?2+，. . .，+RTPIj* ?J [002引其中，為各個進(jìn)口方向的力販系數(shù)；
[0024] RTPIj.為交叉口各個進(jìn)口路段檢測器計算的路段交通運行指數(shù)；
[00巧]巧）交叉口干線交通運行指數(shù)IATPI
[0026] lATPI=RTPIi* ?i+RTPIg* ?2+，. . .，+RTPIh* ?h
[0027] 其中，《i，為交叉口干線路段的加權(quán)系數(shù)；
[0028] 所述交通運行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型構(gòu)建，信號周期參數(shù)C=T*ITPI/10,T是 預(yù)設(shè)信號周期參數(shù)；
[0029] 所述交叉口干線交通運行指數(shù)平均值-綠信比模型構(gòu)建，交叉口干線交通運行指 數(shù)平均值lATPIm。。。，交叉口綠信比參數(shù)
，交叉口干線方向綠燈時間 Gi=CiXiv交叉口干線方向紅燈時間而二Ci-Gi-Y，lATPIi為第i個交叉口的交叉口干線 交通運行指數(shù)，。為第i個交叉口的信號控制周期時間，Gi為第i個交叉口干線的綠燈時 間，而為第i個交叉口干線的紅燈時間，Y表示黃燈時間。
[0030] 本發(fā)明采用主動式地磁技術(shù)，可W對干線多個交叉口的實時交通狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢 巧。，制定最優(yōu)化信號控制方案，為交通管理和控制提供實時決策和應(yīng)急處理信息，提升主干 路交通的運行效率和服務(wù)水平。
【附圖說明】
[0031] 圖1是本發(fā)明的工作流程圖；
[0032] 圖2圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖；
[0033] 圖3圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 如圖1和2所示的一種基于地磁的干線自優(yōu)化信號控制方法及裝置，該方法中所 使用的設(shè)備包括地磁車輛檢測設(shè)備1，數(shù)據(jù)通信設(shè)備2,用于數(shù)據(jù)儲存和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器3,干 線自優(yōu)化處理服務(wù)器4和發(fā)布終端設(shè)備5,所述各設(shè)備之間依順序信號連接，該方法包括下 列的步驟：
[00巧]S1、在交叉口各個進(jìn)口方向上安裝地磁車輛檢測設(shè)備，檢測器埋設(shè)的位置在停車 線前方10-25米處；
[0036] S2、對干線上的交叉口按照順序進(jìn)行編號，然后對每個交叉口的檢測器按照順時 針方向進(jìn)行編號，對路口所屬的路段編號與檢測器編號進(jìn)行綁定；
[0037] S21、對干線上的交叉口按照順序進(jìn)行編號，交叉口的編號為I。i為交叉口排序標(biāo) 簽，I為干線上交叉口的總個數(shù)，i《I;
[0038] S22、交叉口的類型有多種，常見的有五岔路口、十字路口、T型路口，本方法按照交 叉口進(jìn)口方向的個數(shù)（J)進(jìn)行分類。
[0039] S23、對每個交叉口li按照順時針方向?qū)z測器進(jìn)行編號，檢測器編號為Du，i為 交叉口編號，j為進(jìn)口方向編號，j《J;
[0040] S24、地磁檢測器埋設(shè)于停車線前方10-25米處，檢測面覆蓋路段所有車道，一般 十字路口的設(shè)備安裝示意圖如圖2。
[0041] S3、通過地磁車輛檢測設(shè)備，實時采集檢測區(qū)段的交通流和車輛速度參數(shù)信息，所 述參數(shù)信息經(jīng)數(shù)據(jù)通信設(shè)備，實時傳回數(shù)據(jù)存儲和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)存儲和標(biāo) 準(zhǔn)化處理；
[0042] S4、提取存儲服務(wù)器的實時交通數(shù)據(jù)，計算檢測區(qū)段平均交通流密度參數(shù)，并根據(jù) 平均交通流密度計算實時路段交通運行指數(shù)；
[0043] S41、平均交通流密度
[0044] 地磁設(shè)備實時上報的數(shù)據(jù)格式為（t，n，q，V)，t表示上報時間，n表示所在車道，q 表示交通流數(shù)據(jù)，V表示車流速度數(shù)據(jù)，（t，n，q，V)的單位分別為秒、1、輛/小時/車道和千 米/小時。
[0045] 假設(shè)樣本數(shù)據(jù)集可表示為S= {(t, 1，q。Vi)，（t, 2, 92,V2)，. . .，（t,n,q。，V。)}，統(tǒng)計 時間內(nèi)待測路段空間維度和時間維度的平均交通流^，單位粒度周期的平均速度；，待測路 段空間維度和時間維度的平均交通密度^ (單位；輛/千米/車道），則
[0049] 上述公式中；n為所在車道；N為路段的車道總個數(shù)；q。為第n車道的交通流；V。為 第n車道的速度。
[0050] S42、路段交通運行指數(shù)
[0051] 構(gòu)建路段交通運行指數(shù)RTPI(RoadTrafficPerformanceIndex)與平均交通流 密度^的函數(shù)關(guān)系模