基于全感应检测的交通信号控制方法和系统与流程

本发明涉及智能交通信号控制技术领域，尤其涉及一种基于全感应检测的交通信号控制方法以及实现该控制方法的系统。

背景技术：

交叉口是城市道路系统的重要组成部分，各方向交通流在此汇合，其交通运行效率好坏直接影响城市道路交通是否顺畅。提高交叉口的交通运行效率，首要任务是选择合适的交通信号控制方法。交叉口合理的信号控制方案可有效解决交叉路口拥堵问题，提高交叉口道路通行效率，节约出行时间，同时有效避免因交叉口发生拥堵引发的临近道路及交叉口的连锁拥堵反应。

目前国内采用的交叉口信号控制方式有以下几种：(1)定时控制，不改变原有车道路权的基础上，对信号灯放行时间进行调整。不过这种方式对一些视距不良、信号灯之间距离较长的路段，容易存在较大安全隐患；(2)自适应控制，通根据交通流的状况，在线实时地自动调整信号控制参数以适应交通流变化的控制方式。不过目前市场上的自适应控制都是依据交通流的状况变换，来选择预设的信号控制方案，严格上讲不能算实时的自适应信号控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种实时改变道路信号控制，对通行路权进行按需分配，缓解道路交通拥堵状况的基于全感应检测的交通信号控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该基于全感应检测的交通信号控制方法，包括以下步骤：

(1)在交叉口各进口车道上都设置流量采集系统；

(2)设置最短绿灯时间、单位绿灯延长时间和最大绿灯时间信号控制参数；

(3)在当前相位绿灯时间即将结束时，若在一个预置的时间间隔内检测器检测到无后续车辆到达，即运行下一相位；若有后续车辆到达，则每测得一辆车绿灯延长一个预设的单位绿灯延长时间；如果在延长时间内又有车辆到达，则绿灯时间持续延长，绿灯一直延长到预置的最大绿灯时间；如果达到最大绿灯时间，则无论后续是否有车辆到达都立即中断该相位的通行权。

上述技术方案适用于进口交通量随机变化比较大的交叉口，流量采集系统对各个车道上的流量进行采集，根据车道流量反馈情况，通过对道路交通拥堵情况的判断，动态的进行路权分配管理，调节道路车辆的空间分布，实现交通流量控制，缓解交通拥堵；优化了路权判断控制模型，提高了道路状态判断的精准性和效率；实现道路交通信号智能化控制，提升交通管理部门的道路调控能力，节约了社会大众的出行时间；提高了道路通行效率。

在本发明中，相位是指：在一个信号周期内，具有相同的信号灯色显示的一股或几股交通流的信号状态序列称作一个相位.一个相位也被称作一个控制状态，简而言之，红黄绿三个信号灯为一组，这就是一个相位。

本发明进一步改进在于，还包括有步骤(4)：选取各相位的平均排队长度作为判断各个相位对于绿灯需求的依据，选择平均排队长度最大的相位作为下一个即将运行的相位。

步骤(4)解决需求最大相位的通行问题，减少平均车辆延误。

本发明进一步改进在于，在当前运行相位结束后，选择各个相位中平均排队长度最长的相位作为下一个将要运行的相位；如果所选相位依然是当前运行相位，则继续延长本相位的剩余绿灯时间；如果该相位达到最大绿灯时间，则中断该相位的通行权并进行相位选择；如果所选相位为其他相位，则跳过中间的相位直至运行到所选的相位。

本发明进一步改进在于，在所述步骤(2)中，还设置有最大等待时间，如果有相位持续红灯的时间超过了该时间并且有排队车辆等候通行，则改变下一个将要运行的相位为该相位。

本发明要解决的另一个问题是，提供一种基于全感应检测的交通信号控制系统。

该基于全感应检测的交通信号控制系统包括有通讯接口，其中通迅接口采用标准规范的接口协议；还包括有数据收发模块、时钟模块、译码模块、数据分析模块和信号控制模块；数据收发模块负责接收道路路况数据和通信数据；时钟模块主要提供系统的时钟基准，以保障系统时钟步调一致，准确运行；译码模块主要负责将接收到的路况数据进行编译，以及将红绿灯控制命令编译成脉冲信号；数据分析模块主要是对接收的路况数据进行路权需求判断，得出相位变换结果；信号控制模块负责接收数据分析模块的相位变换结果，将相应相位控制命令发送给路口红绿灯，实现路权控制。

本发明进一步改进在于，该基于全感应检测的交通信号控制系统采用c语言开发。

本发明进一步改进在于，数据收发模块负责接收流量采集系统提供的道路路况数据和信号控制系统内各个模块之间的通信数据；

其中流量采集系统采用感应线圈方式、微波检测器方式、视频方式或者地磁方式。

附图说明

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1是本发明的基于全感应检测的交通信号控制方法的控制流程示意图；

图2是本发明的基于全感应检测的交通信号控制方法的相位流程判断示意图；

图3是采用本发明基于全感应检测的交通信号控制方法的实施例1平均行程时间对比图；

图4是采用本发明基于全感应检测的交通信号控制方法的实施例1的延误时间对比图；

图5是采用本发明基于全感应检测的交通信号控制方法的实施例1的平均停车次数对比图；

图6是采用本发明基于全感应检测的交通信号控制方法的实施例1的平均排队长度对比图；

图7是采用本发明基于全感应检测的交通信号控制方法的实施例1的可变车道数据流向图；

图8是本发明的基于全感应检测的交通信号控制系统的结构框架图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例1：该基于全感应检测的交通信号控制方法，包括以下步骤：

(1)在交叉口各进口车道上都设置流量采集系统；

(2)设置最短绿灯时间、单位绿灯延长时间和最大绿灯时间信号控制参数；

(3)在当前相位绿灯时间即将结束时，若在一个预置的时间间隔内检测器检测到无后续车辆到达，即运行下一相位；若有后续车辆到达，则每测得一辆车绿灯延长一个预设的单位绿灯延长时间；如果在延长时间内又有车辆到达，则绿灯时间持续延长，绿灯一直延长到预置的最大绿灯时间；如果达到最大绿灯时间，则无论后续是否有车辆到达都立即中断该相位的通行权。

进一步的，还包括有步骤(4)：选取各相位的平均排队长度作为判断各个相位对于绿灯需求的依据，选择平均排队长度最大的相位作为下一个即将运行的相位。

在当前运行相位结束后，选择各个相位中平均排队长度最长的相位作为下一个将要运行的相位；如果所选相位依然是当前运行相位，则继续延长本相位的剩余绿灯时间；如果该相位达到最大绿灯时间，则中断该相位的通行权并进行相位选择；如果所选相位为其他相位，则跳过中间的相位直至运行到所选的相位。

在所述步骤(2)中，还设置有最大等待时间，如果有相位持续红灯的时间超过了该时间并且有排队车辆等候通行，则改变下一个将要运行的相位为该相位。

如图1所示，是本发明的基于全感应检测的交通信号控制方法的控制流程示意图，对主干道绿灯时间的控制流程为，在主干道是绿灯的状态下，判断主干道是否有车，若有，判断是否达到最大绿灯时间，否，则主干道继续绿灯，若达到最大绿灯时间，则次干道绿灯；若主干道无车，则判断次干道是否有车，无车，则判断主干道绿灯是否达到最小绿灯时间，若没有达到，则主干道继续绿灯，若已达到最小绿灯时间，且次干道上有车，则次干道绿灯；同样的，在次干道是绿灯的状态下，判断次干道是否有车，若有，判断是否达到最大绿灯时间，否，则次干道继续绿灯，若达到最大绿灯时间，则主干道绿灯；若次干道无车，判断主干道是否有车，无车，则判断次干道绿灯是否达到最小绿灯时间，若没有达到，则次干道继续绿灯，若已达到最小绿灯时间，且主干道上有车，则主干道绿灯；如此循环即可。

如图2所示，本发明的基于全感应检测的交通信号控制方法的相位流程判断示意图。从图3-图6也可以明显的看出，采用本发明的基于全感应检测的交通信号控制方法，通过对道路交通拥堵情况的判断，动态的进行路权分配管理，调节道路车辆的空间分布，实现交通流量控制，缓解交通拥堵；优化了路权判断控制模型，提高了道路状态判断的精准性和效率；实现道路交通信号智能化控制，提升交通管理部门的道路调控能力，节约了社会大众的出行时间，提高了道路通行效率。

另外，图7中，流量采集系统采集道路路况信息，对路口车辆排队长度进行分析判断，将判断结果通过传输网络发送给信号控制系统，信号控制系统依据路口车辆排队长度进行分析，选择下一相位控制命令，发送给路口红绿灯，控制红绿灯进行相位变换，控制道路路权分配。

流量采集系统采用感应线圈方式、微波检测器方式、视频方式或者地磁方式，本实施例中的流量采集系统是指在交叉口各进口车道上都埋设感应线圈，各进口车流的通行权和绿灯时间由感应线圈是否检测到车辆到达。

此外，实施例1中的实现该控制方法采用基于全感应检测的交通信号控制系统，如图8所示，包括有通讯接口，其中通迅接口采用标准规范的接口协议；还包括有数据收发模块、时钟模块、译码模块、数据分析模块和信号控制模块；数据收发模块负责接收道路路况数据和通信数据；时钟模块主要提供系统的时钟基准，以保障系统时钟步调一致，准确运行；译码模块主要负责将接收到的路况数据进行编译，以及将红绿灯控制命令编译成脉冲信号；数据分析模块主要是对接收的路况数据进行路权需求判断，得出相位变换结果；信号控制模块负责接收数据分析模块的相位变换结果，将相应相位控制命令发送给路口红绿灯，实现路权控制。

该基于全感应检测的交通信号控制系统采用c语言开发，数据收发模块负责接收流量采集系统提供的道路路况数据和信号控制系统内各个模块之间的通信数据；

其中流量采集系统采用感应线圈方式、微波检测器方式、视频方式或者地磁方式。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。