一種基于陣列雷達(dá)的單點(diǎn)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)及單個(gè)路口的交通信號優(yōu)化控制領(lǐng)域，具體是一種基于陣列雷達(dá)的單點(diǎn) 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，如不能實(shí)時(shí)有效 疏導(dǎo)交通流，會(huì)造成道路擁堵蔓延，降低交叉口運(yùn)行效率，給公眾造成了極大的時(shí)間和經(jīng)濟(jì) 損失。
[0003] 陣列雷達(dá)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陣列雷 達(dá)采集設(shè)備，對過往汽車數(shù)量、速度、排隊(duì)長度進(jìn)行檢測，通過有線或無線網(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(shí)時(shí)采集的交通參數(shù)可W進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通信號控 審IJ，實(shí)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(shí)控制、多時(shí)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(gè)交通參數(shù)的變化設(shè)定闊值來進(jìn)行信號優(yōu)化，會(huì)造 成系統(tǒng)對狀態(tài)的誤判；本發(fā)明提出了一種基于陣列雷達(dá)的單點(diǎn)自優(yōu)化信號控制方法，通過 交叉口運(yùn)行指數(shù)的實(shí)時(shí)檢測和綜合分析，提取路口信號控制自優(yōu)化算法，可W極大的提高 交叉口的交通運(yùn)行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -種基于陣列雷達(dá)的單點(diǎn)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 括陣列雷達(dá)設(shè)備，數(shù)據(jù)通信設(shè)備，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，單點(diǎn)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(gè)進(jìn)口方向上安裝陣列雷達(dá)車輛檢測設(shè)備，調(diào)整檢測面的角度，確 定檢測區(qū)和盲區(qū)臨界線位于停車線上，按照順時(shí)針方向?qū)z測器進(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；
[0007] (2)通過陣列雷達(dá)車輛檢測設(shè)備，實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 和標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0008] (3)提取存儲(chǔ)服務(wù)器的實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)，計(jì)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(jì)算實(shí)時(shí)路段交通運(yùn)行指數(shù)；
[0009] (4)根據(jù)路口各個(gè)進(jìn)口方向路段的交通運(yùn)行指數(shù)和路段道路等級屬性，聚合計(jì)算 交叉口交通運(yùn)行指數(shù)，通過交叉口交通運(yùn)行指數(shù)-信號周期關(guān)系模型計(jì)算交叉口信號控制 的周期；
[0010] (5)根據(jù)路口各個(gè)進(jìn)口方向路段的交通運(yùn)行指數(shù)和路段道路等級屬性，計(jì)算東西 向交通運(yùn)行指數(shù)和南北向交通運(yùn)行指數(shù)，通過交通運(yùn)行指數(shù)-綠信比關(guān)系模型計(jì)算交叉口 信號控制的綠信比；
[0011] (6)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(shí)時(shí) 參數(shù)發(fā)送給信號控制燈，通過信號控制燈對路口交通進(jìn)行動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)。
[0012] 所述基于陣列雷達(dá)的交通運(yùn)行指數(shù)模型構(gòu)建，包括路段交通運(yùn)行指數(shù)、交叉口交 通運(yùn)行指數(shù)、東西向交通運(yùn)行指數(shù)W及南北向交通運(yùn)行指數(shù)構(gòu)建4個(gè)部分；
[0013] (A)提取陣列雷達(dá)檢測區(qū)段各個(gè)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(shí)間維度層面分別計(jì)算檢測區(qū)段的平均交通流參數(shù)和平均速度參數(shù)；
[0014] 平均交通流參數(shù)^通過公
計(jì)算得到，其中，n為所在車道，N為路段 的車道總個(gè)數(shù)，q。為第n車道的交通流；平均速度參數(shù)V。通過
計(jì)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；
[0015] 炬）平均交通流密度參數(shù)^通過公式
計(jì)算得到；
[0016] (C)路段交通運(yùn)行指數(shù)RTPI通過公式
[0017]
計(jì)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)；
[0018] 值）交叉口交通運(yùn)行指數(shù)ITPI通過公式
[001 引 口口1=^口11*?1+^口12*?2+，...，+尺了口1產(chǎn)"^計(jì)算得至1]，其中《?！?，...，"立'為各個(gè)進(jìn)口方向的加權(quán)系數(shù)；
[0020] 似東西向交通運(yùn)行指數(shù)EWTPI通過公示
[0021] 6胖1口1=^口11*?1+^口12*?2+，...，+尺了口11^*?1#算得到，其中"。"2，...，"1^ 為東西方向進(jìn)口路段的加權(quán)系數(shù)；
[0022] 南北向交通運(yùn)行指數(shù)SNTPI通過公示
[0023] 8饑？1=^口11*?1+^口12*?2+，...，+尺了口1。*?。計(jì)算得到，其中"。"2，...，"。 為南北方向進(jìn)口路段的加權(quán)系數(shù)；
[0024] 所述交通運(yùn)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)； FW了PI
[00巧]所述交通運(yùn)行指數(shù)-綠信比關(guān)系模型構(gòu)建，東西方向綠信比參數(shù)r。胃=一1：^， 東西方向綠燈時(shí)間6。,=CXr"，東西方向紅燈時(shí)間氏,=C-G"-Y，Y表示黃燈時(shí)間。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用二維主動(dòng)式陣列雷達(dá)技術(shù)，可W對單個(gè)路口的 實(shí)時(shí)交通狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，制定最優(yōu)化信號控制方案，為交通管理和控制提供實(shí)時(shí)決策 和應(yīng)急處理信息，可W提升交叉口道路交通的運(yùn)行效率和服務(wù)水平。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的工作流程圖；
[0028] 圖2圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備安裝示意圖；
[0029] 圖3圖1中所用的系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 如圖1和2所示的一種基于陣列雷達(dá)的單點(diǎn)自優(yōu)化信號控制方法及裝置，該方法 中所使用的設(shè)備包括陣列雷達(dá)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(chǔ)存和標(biāo)準(zhǔn)化的 后臺服務(wù)器3,單點(diǎn)自優(yōu)化處理服務(wù)器4和發(fā)布終端設(shè)備5,數(shù)據(jù)通信設(shè)備2和陣列雷達(dá)車 輛檢測設(shè)備1通過電纜連接在一起然后安裝在交叉口監(jiān)控架上，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：
[0031] S1、在交叉口各個(gè)進(jìn)口方向上安裝陣列雷達(dá)車輛檢測設(shè)備，調(diào)整檢測面的角度，確 定檢測區(qū)和盲區(qū)臨界線位于停車線上，按照順時(shí)針方向?qū)z測器進(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；
[0032]S11、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(gè)數(shù)（J)進(jìn)行分類。
[0033]S12、按照順時(shí)針對檢測器（dj.)進(jìn)行編號，對路口所屬的路段編號（roadj.)與檢測 器編號進(jìn)行綁定，j為排序標(biāo)簽（j《J)。
[0034]S13、陣列雷達(dá)可W檢測的路段范圍是25米-140米，安裝位置前25米內(nèi)是盲區(qū)， 盲區(qū)內(nèi)檢測不到車輛的動(dòng)態(tài)信息，因此交叉口陣列雷達(dá)設(shè)備的安裝位置非常重要，確定待 測路段后，要在待測路段方向上越過交叉口的監(jiān)控架上安裝設(shè)備，設(shè)備的檢測頭正對檢測 路段的中央，一般十字路口的設(shè)備安裝示意圖如圖2。
[00巧]S2、通過陣列雷達(dá)車輛檢測設(shè)備1，實(shí)時(shí)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2,實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)器，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化處理；
[0036]S3、利用所述交通參數(shù)信息，計(jì)算路段交通運(yùn)行指數(shù)：
[0037] 陣列雷達(dá)設(shè)備實(shí)時(shí)上報(bào)的數(shù)據(jù)格式為（t，n，q，v)，t表示上報(bào)時(shí)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(shí)/車 道和千米/小時(shí)。
[0038]假設(shè)樣本數(shù)據(jù)集可表示為S= {(t,1，q。Vi)，（t,2,Q2,V2)，. . .，（t,n,q。，V。)}，統(tǒng)計(jì) 時(shí)間內(nèi)待測路段空間維度和時(shí)間維度的平均交通流三，單位粒度周期的平均速度V，待測路 段空間維度和時(shí)間維度的平均交通密度^ (單位；輛/千米/車道），則
[0042] 上述公式中；n為所在車道；N為路段的車道總個(gè)數(shù)；q。為第n車道的交通流；V。為 第n車道的速度。
[0043] 構(gòu)建路段交通運(yùn)行指數(shù)RTPI(RoadTrafficPerformanceIndex)與平均