专利名称：高清视频检测条件下的交叉口机动车信号优化控制方法
技术领域：
本发明涉及道路交通信号控制领域、高清视频检测领域。
背景技术：
随着我国经济社会的不断发展，城市道路交通基本处于饱和状态，道路拥堵以及 由此而引发的环境污染、城市运转效率低下、交通事故等已成为制约城市经济发展和社会 发展的瓶颈。传统的交通信号控制系统利用感应线圈作为车辆检测器，来采集交通流量、占 有率、平均速度数据实施交通信号优化控制，但感应线圈普遍存在易破损、维护成本高、测 量数据有限等不足。另一方面，传统的单交叉口信号周期优化以Webster模型为基础，由于 Webster模型以统计平衡为理论基础的，当交叉口饱和度变化较大、特别是饱和度大于0. 8 时该模型容易导致交叉口信号控制的稳定性较差、不能有效缓解交叉口的拥堵问题。
发明内容
针对现有的交通信号控制系统的缺点，本发明提供了一种高清视频检测条件下的 交叉口机动车信号优化控制方法，提出了新的交叉口机动车信号优化指标，并采用高清视 频摄像机采集动态交通信息，利用高清视频虚拟线圈进行交通流检测，除能够获取流量和 平均速度外，可通过灵活设置虚拟线圈位置提高交通控制能力，尤其对于车头时距的精确 检测远远高于传统的感应线圈。本发明所述的交叉口机动车信号优化控制方法，具体包括如下步骤1.检测交通流参数，包括检测车流量，即实际通过的车辆数；平均速度，以绿灯 亮起后实际通过停车线的第五辆车为头车，计算至红灯亮起时后续通过车辆的速度平均为 平均速度；车头时距，根据车辆实际通过停止线的时间差计算车头时距。具体检测方法如下1)交通流量检测车辆通过虚拟检测线圈的次数；2)平均速度检测以绿灯亮起后实际通过停车线的第五辆车为头车，计算至红灯 亮起时后续通过车辆的地点速度平均为平均速度；其中，车辆的地点速度为虚拟线圈长度 L/车辆通过虚拟线圈前后边沿的时间差At;3)车头时距检测车辆实际到达同一条停止线的时间差；2.每隔15分钟，交叉口交通信号按如下流程进行优化控制1)根据交通流情况确定阶段相位；确定阶段相序，确保各阶段转换时无冲突；相位和阶段的确定规则交通冲突简单的选二相位混向放行；交通冲突复杂的选 用多相位分向放行信号控制；各方向上流量不均衡的选用轮放信号控制；相邻路口尽可能 选择同样的放行方式；2)计算各相位的饱和流量S S = (S0-138dn)/(l+l. 52f/r)，其中 S0 = 3000_42dG+100 (w_3. 25)dn为车道系数，里侧车道为0.8，外侧车道为0.9 ;de为坡度；r为转弯半径，转弯弧线为连接转弯出口线中点和转弯入口线中点、并以车道中线为两端切线的弧线；w为车道 宽度；f为车辆转弯比例；3)计算最小绿灯间隔时间T”黄灯时间Ai和各阶段起动停车损失时间tm，如下(1)确定各阶段机动车最小绿灯间隔时间Ti (第i阶段)，计算
权利要求
一种高清视频检测条件下的交叉口机动车信号优化控制方法，具体包括如下步骤1.检测交通流参数，包括检测车流量，即实际通过的车辆数；平均速度，以绿灯亮起后实际通过停车线的第五辆车为头车，计算至红灯亮起时后续通过车辆的速度平均为平均速度；车头时距，根据车辆实际通过停车线的时间差计算车头时距；2.每隔15分钟，交叉口交通信号按如下流程进行优化控制1)根据交通流情况确定阶段相位；确定阶段相序，确保各阶段转换时无冲突；2)计算各相位的饱和流量SS＝(S0 138dn)/(1+1.52f/r)，其中S0＝3000 42dG+100(w 3.25)dn为车道系数，里侧车道为0.8，外侧车道为0.9；dG为坡度；r为转弯半径，转弯弧线为连接转弯出口线中点和转弯入口线中点、并以车道中线为两端切线的弧线；w为车道宽度；f为车辆转弯比例；3)计算最小绿灯间隔时间Ti、黄灯时间Ai和各阶段起动停车损失时间tm，如下(1)确定各阶段机动车最小绿灯间隔时间Ti(第i阶段)，计算i为冲突点，xio为由当前相位流向中心线到冲突点的距离，xie为冲突交通流中心线到冲突点的距离，v为视频检测器测到的交叉口平均通行速度， <mrow><msub> <mi>T</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mi>mod</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>max</mi> <mo>{</mo> <mfrac><msub> <mi>x</mi> <mi>io</mi></msub><mi>v</mi> </mfrac> <mo>,</mo> <mfrac><msub> <mi>x</mi> <mi>ie</mi></msub><mi>v</mi> </mfrac> <mo>}</mo> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow>(2)确定各阶段黄灯时间Ai，取2～3秒；(3)确定各阶段的起动停车损失时间tm，根据实测的前五辆车的车头时距进行计算， <mrow><msub> <mi>l</mi> <mi>i</mi></msub><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mn>5</mn></munderover><msub> <mi>t</mi> <mi>m</mi></msub> </mrow>损失时间tm与车头时距的对应关系如下表所示表 车辆起动停车损失时间与车头时距的对应关系 车头时距(秒) ＞3.8 ＞3.3 ＞2.9 ＞2.6 ＞2.5 ＞2.4 ≤2.4 损失时间tm(秒) 2.0 1.4 0.9 0.5 0.2 0.1 04)计算各相位的车道流量比和交叉口车道流量比总和Y，如下(1)根据交通流量，以15分钟的平均流量大小确定各阶段的关键相位，并计算关键相位的车道平均流量比qi为第i阶段关键相位的车道车辆平均到达率，为第i阶段关键相位各车道的平均饱和流率；(2)计算交叉口车道流量比总和5)计算交叉口饱和度，并以路口总延误最小为目标优化信号周期长，当饱和度小于0.8时， <mrow><mi>min</mi><mi>D</mi><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi></munderover><msub> <mi>d</mi> <mi>i</mi></msub><msub> <mi>q</mi> <mi>i</mi></msub> </mrow>其中，qi为第i相位受控车道的车流量(pcu/h)；di为第i相位受控车道的单车延误(s)，C为下一周期的信号周期长，λ为当前周期的绿信比，pi为当前周期第i相位内的车辆到达率(辆/秒)，Hi为当前周期第i相位内的饱和度(交通量/通行能力)；当饱和度大于0.8时，采用定周期控制方式，周期长为 <mrow><mi>C</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>1.4</mn><mi>L</mi><mo>+</mo><mn>6</mn> </mrow> <mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>Y</mi> </mrow></mfrac> </mrow>6)计算下一周期的周期内有效绿灯时间Ge＝C L，7)计算下一周期的各阶段有效绿灯时间FSA00000317207600011.tif,FSA00000317207600021.tif,FSA00000317207600022.tif,FSA00000317207600023.tif,FSA00000317207600025.tif,FSA00000317207600027.tif,FSA00000317207600028.tif
2.如权利要求1所述的交叉口机动车信号优化控制方法，其特征在于，利用视频检测 器和虚拟线圈检测器检测交通流参数。
3.如权利要求2所述的交叉口机动车信号优化控制方法，其特征在于，将虚拟线圈检 测器设置在停车线后，每个受控车道设置一个。
全文摘要
本发明提出了一种高清视频检测条件下的交叉口机动车信号优化控制方法，属于道路交通信号控制领域、高清视频检测领域，具体包括如下步骤1.检测交通流参数，包括检测车流量、平均速度和车头时距；2.每隔15分钟对交叉口交通信号进行优化控制1)确定阶段相位和相序；2)计算各相位的饱和流量；3)计算最小绿灯间隔时间、黄灯时间和各阶段起动停车损失时间；4)计算各相位的车道流量比和交叉口车道流量比总和；5)计算交叉口饱和度，并以路口总延误最小为目标优化信号周期长；6)计算下一周期的周期内有效绿灯时间；7)计算下一周期的各阶段有效绿灯时间。
文档编号G08G1/08GK101976510SQ201010518609
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者隋亚刚 申请人:隋亚刚