CN101281684A

CN101281684A - 显示板诱导与区域控制协同运作的区域交通管理***

Info

Publication number: CN101281684A
Application number: CNA2008100503433A
Authority: CN
Inventors: 杨兆升; 于德新; 张�林; 管青; 汪健; 杨庆芳; 姜桂艳; 王薇; 郑黎黎; 王媛
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2008-10-08

Abstract

一种显示板诱导与区域控制协同运作的区域交通管理***，涉及信息处理技术领域，主要由区域交通信息采集器、区域交通管理器、区域交通诱导决策装置，区域交通控制决策装置、区域交通信息传输***、可变信息显示板以及信号控制机组成，本发明***能够及时地获取区域交通信息，对采集的交通信息进行自动分析处理，对交通参与者进行交通信息诱导提示，同时进行交通控制，有效地解决了区域交通拥挤，使城市交通畅通。

Description

显示板诱导与区域控制协同运作的区域交通管理***

技术领域：

本发明涉及信息处理技术领域，更具体涉及交通信息管理***。

背景技术：

随着城市化进程的加快和汽车保有量的增加，交通拥挤已成为大、中城市面临的难题，主要原因之一是在交通网络中某一节点地带的车流量过度集中，从而超过该节点地带所能容纳的车流量。现有的交通信号管理一般是根据以往同一时间段车流量的数据，控制交通灯时间，而交通参与者也只能凭借经验选择车辆行使路线，如果某一路段出现车流量过度集中或突发事件，交通信号管理***及车辆行使路线者不能够进行及时调整，造成交通堵塞。

发明内容：

本发明提出一种能够及时有效地控制交通拥堵的显示板诱导与区域控制协同运作的区域交通管理***。

本发明通过VMS交通可变信息板和区域交通控制***的协同运作来诱导和控制区域路网内交通流，VMS交通可变信息板通过显示区域路段交通状态信息、区域路段行程时间信息以及区域内时间最优路径信息，为区域内车辆提供更科学得出行路径选择，同时区域控制***根据VMS诱导的效果确定路口信号配时方案，从而协同运作均衡分配区域路网交通流，缓解区域路段的交通拥挤，减少交通阻塞事件的发生概率。

本发明的技术方案是采用主要由采集交通信息参数的区域交通信息采集器、对交通信息参数进行处理并存储的区域交通管理器、根据管理器提供的数据向每个路段发布交通信息的区域交通诱导决策装置，对路段进行信号控制的区域交通控制决策装置、区域交通信息传输***、安装在路口上显示交通信息的VMS交通可变信息显示板以及安装在路口指挥交通的信号控制机组成，区域交通信息采集器包括安装在路口的固定型检测器以及行驶在区域路段上的浮动车检测器，实时采集区域路网的交通参数，并通过区域交通信息传输***向区域交通管理器实时传输交通参数，交通管理器处理完采集的数据后，区域交通诱导决策装置为区域内交通可变信息显示板生成相应的实时交通诱导信息，并与区域交通控制决策装置协同决策，确定发布的交通诱导信息内容以及区域交通信号配时方案，区域交通信息传输***将交通诱导信息传输给相应的VMS交通可变信息显示板，将区域交通信号配时方案传输给路口信号控制机。

所述的区域交通信息采集器包括安装在路口的固定型检测器以及行驶在区域路段上的浮动车检测器，负责采集区域内各路段的基本交通参数，并将交通参数通过区域交通信息传输***向区域交通管理器实时传输。

所述的区域交通管理器负责整个***的控制和管理，区域交通管理器设有一个数据库，该数据库实时存储区域内各路段的交通参数，区域交通管理器处理后，将得到的区域内各路段的交通状态、路段行程时间信息以及区域内任意两点间的时间最优路径存储到数据库中。区域交通管理器为至少包括有数据处理功能及存储功能的计算机。

所述的区域交通诱导决策装置，根据每个VMS交通可变信息显示板可控路段的交通状态，实时生成拟发布的交通诱导信息，交通诱导信息的类型包含当前路段的交通状态信息、当前路段的行程时间信息以及拥挤状态下的诱导路径。

所述的区域交通控制决策装置，根据VMS所在路段的交通状态以及历史数据确定该路口的诱导服从率，从而预测诱导信息发布造成的路口各方向流量变化，并将预测流量值传输给区域交通控制决策装置。区域交通控制决策装置根据预测流量计算该路口的信号配时方案，并模拟评价路口综合管理效果，再通过区域交通信息传输***将拟发布的交通诱导信息传送到各路口的VMS交通可变信息板，将路口信号配时方案传输到路口的信号控制机。

所述的区域交通信息传输***能在区域交通管理器、区域交通信息采集器、VMS交通可变信息板以及路口信号控制机之间进行双向传输实时交通数据、诱导信息和交通配时方案。

所述的区域交通信息传输***可借用现有的公众通信网络或使用交通部门专用通信网络。

本发明***能够及时地获取区域交通信息，对采集的交通信息进行自动分析处理，通过可变信息板发布交通信息，对交通参与者进行交通信息诱导提示，同时通过路口信号控制机信号灯时间变化进行交通控制，有效地解决了区域交通拥挤，使城市交通畅通。

附图说明：

图1为本发明***框图；

图2为交通流量诱导、控制的示意图。

具体实施方式：

本发明主要由采集交通信息参数的区域交通信息采集器1、对交通信息参数进行处理并存储的区域交通管理器2、根据管理器提供的数据向每个路段发布交通信息的区域交通诱导决策装置3，对路段进行信号控制的区域交通控制决策装置4、区域交通信息传输***5、安装在路口上显示交通信息的VMS交通可变信息显示板6和安装在路口指挥交通的信号控制机7组成，各部分的功能如下：

(1)区域交通管理器2：负责收集和处理区域交通路网的交通参数，包括：流量、排队长度、行驶速度、行程时间等参数，通过处理，自动生成各种交通信息，包括区域内路段的交通状态信息、区域内路段得行程时间信息、以及区域内两点间的时间最优路径信息，并将生成信息存储到数据库中。

(2)区域交通信息采集器1：包括安装在路口的固定型检测器以及行驶在区域路段上的浮动车检测器，实时采集区域路网的交通参数，并通过区域交通信息传输***向区域交通管理器2实时传输交通参数。

(3)区域交通诱导决策装置3：通过每个VMS路口的交通状态，自动生成该路口VMS诱导信息的发布内容和形式，通过路口的诱导服从率计算诱导信息发布所造成的路口各流向流量变化，并将流量变化结果传输给区域交通控制决策装置4。

(4)区域交通控制决策装置4：根据区域交通诱导决策***传输的路口各流向的预测流量值，确定该路口的信号配时方案。

(5)区域交通信息传输***5：负责将区域交通诱导决策装置3和区域交通控制决策装置4协同运作产生的交通诱导信息以及路***通信号配时方案传送给区域路网上的交通可变信息板6和路口信号机7；还负责将区域交通采集***采集的区域路段交通参数传输给区域交通管理器2。

(6)交通可变信息板6：显示区域交通诱导信息，包含静态的前方路段信息、以及动态的路段交通状态信息、路段行程时间信息以及时间最优诱导路径信息。通过显示文字、颜色差异的简易图形以及简易地图，诱导路网车辆。

(7)信号控制机7：显示路***通信号配时方案。

区域交通管理器2可以采用现有监控管理体制，也可以采用新型监控管理体制，用于监控整个区域的交通状况。能及时并处理搜集区域路网的交通参数，通过区域交通诱导决策装置3生成交通诱导信息，并通过交通控制决策装置4根据交通诱导的效果生成路口信号配时方案，并将交通诱导信息以及路口信号配时方案发布给交通可变信息板6和信号控制机7。

区域交通诱导决策***的诱导服从率由下式确定：

F_{ij} (t) = (1 - f_{d}) \times S_{ij} \times Q_{ij} (D) \times f_{a} \times f_{b} \times f_{c} = (1 - f_{d}) S_{ij} f_{a} f_{b} f_{c} \sqrt[3]{{(\frac{1}{1 + D})}^{2}}

其中：F_ij(t)——t时间内ij路段的诱导服从率，t取与区域交通信

号控制***周期相同的时间

S_ij——ij路段的交通诱导意愿系数

Q_ij(D)——ij路段的VMS影响因子

f_a——区域所在的位置影响因素

f_b——发布诱导信息的时间的影响因素

f_c——发布的诱导信息的性质影响因素

f_d——不受诱导车辆的比例

在实际应用中，以上参数需要按照实地的调查结果进行观察、标定。在一般缺少实地调查的情况下，可以先用下表进行初步的估算。

交通状态	当前时段	有无事故	所处地理位置	诱导服从率
交通状态	当前时段	有无事故	所处地理位置	诱导服从率	拥挤	高峰	有	中心城区	70％～80％
	高峰	有	非中心城区	60％～75％	拥挤	高峰	有	中心城区	70％～80％
	高峰	有	非中心城区	60％～75％		高峰	无	中心城区	45％～60％
	高峰	无	非中心城区	45％～55％		高峰	无	中心城区	45％～60％
	高峰	无	非中心城区	45％～55％		平峰	有	中心城区	65％～75％
	平峰	有	非中心城区	50％～65％		平峰	有	中心城区	65％～75％
	平峰	有	非中心城区	50％～65％		平峰	无	中心城区	30％～40％
	平峰	无	非中心城区	20％～30％		平峰	无	中心城区	30％～40％
	平峰	无	非中心城区	20％～30％	堵塞	高峰	有	中心城区	75％～85％
	高峰	有	非中心城区	65％～75％	堵塞	高峰	有	中心城区	75％～85％
	高峰	有	非中心城区	65％～75％		高峰	无	中心城区	55％～65％
	高峰	无	非中心城区	50％～60％		高峰	无	中心城区	55％～65％
	高峰	无	非中心城区	50％～60％		平峰	有	中心城区	70％～80％
	平峰	有	非中心城区	55％～70％		平峰	有	中心城区	70％～80％
	平峰	有	非中心城区	55％～70％		平峰	无	中心城区	40％～50％
	平峰	无	非中心城区	30％～40％		平峰	无	中心城区	40％～50％
	平峰	无	非中心城区	30％～40％	不拥挤	高峰	有	中心城区	15％～20％
	高峰	有	非中心城区	10％～15％	不拥挤	高峰	有	中心城区	15％～20％

高峰	无	中心城区	5％～10％
高峰	无	中心城区	5％～10％	高峰	无	非中心城区	5％以下
平峰	有	中心城区	10％左右	高峰	无	非中心城区	5％以下
平峰	有	中心城区	10％左右	平峰	有	非中心城区	7％左右
平峰	无	中心城区	5％以下，几乎没用	平峰	有	非中心城区	7％左右
平峰	无	中心城区	5％以下，几乎没用	平峰	无	非中心城区	5％以下，几乎没用

区域交通信号控制***进行模拟评价的流量由下式确定：

V_G＝q_j-V_j×F_ij(t)×q

V_G——动态交通分配以后发送给区域交通控制***供评价的流量数据

q_j——j路段当前检测器检测到的流量值

V_j——j路段需要被诱导的流量；

F_ij(t)——诱导服从率，i表示路段的入口节点，j表示路段的出口节点；

q——影响因子；

影响因子主要由以下影响因素，1是发布的信息的内容，2是道路的连通性，在VMS所在点下游的交叉口的影响因子是一个随着递减的因素，(道路的连通性是应该一开始具备的，本处不再详述)，此处的连通性不是指的物理上的连通性，而是在考虑了交通规则以后的道路连通性；当发布的诱导信息是以红黄绿显示的交通状态时，其影响因子的与发生红色的拥挤的路段的时候，其前方一两个路口的转弯比例会显著增加，诱导出去，这个时候具有弱诱导性；

区域交通信号控制***对交通信号配时和VMS诱导信息发布效果的评价使用Paramics交通模拟软件进行效果模拟。

区域交通信息传输***5将区域交通采集***采集的交通数据传输给区域交通管理器2，并将拟发布的交通诱导信息和信号配时方案传输给VMS交通可边信息板6和信号控制机7。区域交通采集器1中路口检测器采集的交通数据通过有线通信的方式(如光纤)传输到中心；路段浮动车检测器采集的交通数据通过无线通信的方式(如GSM、GPRS等公用通信网络)传输到区域交通管理器2。区域交通管理器2发布给VMS交通可变信息板6和信号控制机7的信息，通过有线通信的方式(如光纤)传输。

VMS交通可变信息板6主要是LED发光大屏幕，可以显示各种文字、不同颜色和图形。

信号控制机7主要是用来执行中心发布的信号配时方案。

在图2中，B路与II街交汇处车辆拥堵，交汇处B路两侧车辆排除长，区域交通信息采集器1将信息发送至区域交通管理器2，区域交通管理器2将处理后的信息数据发送至区域交通诱导决策装置3和区域交通控制决策装置4，区域交通诱导决策装置3通过交通可变信息板6向各路口、路段发布交通信息，并诱导车辆经A路或C路绕行，区域交通控制决策装置4对信号控制机7发出控制指令，如延长B路车辆通过时间。

Claims

1、一种显示板诱导与区域控制协同运作的区域交通管理***，其特征在于：它由由采集交通信息参数的区域交通信息采集器、对交通信息参数进行处理并存储的区域交通管理器、根据管理器提供的数据向每个路段发布交通信息的区域交通诱导决策装置，对路段进行信号控制的区域交通控制决策装置、区域交通信息传输***、安装在路口上显示交通信息的VMS交通可变信息显示板以及安装在路口指挥交通的信号控制机组成，区域交通信息采集器包括安装在路口的固定型检测器以及行驶在区域路段上的浮动车检测器，实时采集区域路网的交通参数，并通过区域交通信息传输***向区域交通管理器实时传输交通参数，交通管理器处理完采集的数据后，区域交通诱导决策装置为区域内交通可变信息显示板生成相应的实时交通诱导信息，并与区域交通控制决策装置协同决策，确定发布的交通诱导信息内容以及区域交通信号配时方案，区域交通信息传输***将交通诱导信息传输给相应的VMS交通可变信息显示板，将区域交通信号配时方案传输给路口信号控制机。

2、根据权利要求1所述的区域交通管理***，其特征在于：区域交通信息采集器包括安装在路口的固定型检测器以及行驶在区域路段上的浮动车检测器，负责采集区域内各路段的基本交通参数，并将交通参数通过区域交通信息传输***向区域交通管理器实时传输。

3、根据权利要求1所述的区域交通管理***，其特征在于：区域交通管理器负责整个***的控制和管理，区域交通管理器设有一个数据库，该数据库实时存储区域内各路段的交通参数，区域交通管理器处理后，将得到的区域内各路段的交通状态、路段行程时间信息以及区域内任意两点间的时间最优路径存储到数据库中。

4、根据权利要求1所述的区域交通管理***，其特征在于：区域交通诱导决策装置，根据每个VMS交通可变信息显示板可控路段的交通状态，实时生成拟发布的交通诱导信息，交通诱导信息的类型包含当前路段的交通状态信息、当前路段的行程时间信息以及拥挤状态下的诱导路径。

5、根据权利要求1所述的区域交通管理***，其特征在于：区域交通控制决策装置，根据VMS交通可变信息板所在路段的交通状态以及历史数据确定该路口的诱导服从率，从而预测诱导信息发布造成的路口各方向流量变化，并将预测流量值传输给区域交通控制决策装置，区域交通控制决策装置根据预测流量计算该路口的信号配时方案，并模拟评价路口综合管理效果，再通过区域交通信息传输***将拟发布的交通诱导信息传送到各路口的VMS交通可变信息板，将路口信号配时方案传输到路口的信号控制机。

6、根据权利要求1所述的区域交通管理***，其特征在于：区域交通信息传输***能在区域交通管理器、区域交通信息采集器、VMS交通可变信息板以及路口信号控制机之间进行双向传输实时交通数据、诱导信息和交通配时方案。