CN102881173A - 交通需求控制方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通需求控制方法和***。本发明中，在预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器；各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，控制中心每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据；控制中心根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心制定区域交通需求控制策略，并将区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机；指定的需求控制信号机执行所接收到的区域交通需求控制策略。通过使用本发明中的交通需求控制方法和***，可以有效地缓解区域性的交通拥堵。

Description

交通需求控制方法和***

技术领域

本发明涉及交通控制技术，特别涉及一种交通需求控制方法和***。

背景技术

随着城市经济的快速发展，城市中的各种车辆的数量也随之急剧增加，因此，大面积的区域***通拥堵事件的发生也越来越频繁。尤其是在城市的经济金融中心、行政中心和商业中心等区域，发生交通拥堵的范围、交通拥堵的持续时间以及拥堵程度愈发严重。此时，若仅对局部的某个路口或某条路段进行交通控制已不能从根本上解决交通拥堵的问题，而需要从区域的角度来看待并缓解交通拥堵问题，即通过区域性的交通需求控制来缓解交通拥堵问题。

由于交通拥堵问题发生的根源在于交通需求超过交通供给，因此区域性的交通需求控制就是在某个区域内通过交通信号控制各个路口的交通状态，相对改变交通需求，进而达到缓解交通拥堵的目的。

针对上述的城市交通拥堵问题，现有技术中的各种解决方法一般都仅停留在交通拥堵判别和交通拥堵评价的层面，而缺乏更深层次的面向交通拥堵疏导的信号控制方法。而传统的交通信号控制方法，一般也仅具备局部路口或路段的交通拥堵疏导能力，但对于区域性的交通拥堵则无能为力。

由上可知，现有技术中的交通需求控制方法还存在上述的一些问题，因此，有必要提供一种面向区域性的交通拥堵的交通需求控制方法，从而缓解区域性的交通拥堵。

发明内容

根据本发明，提供了一种交通需求控制方法和***，从而可以有效地缓解区域性的交通拥堵。

根据本发明的一个方面，提供了一种交通需求控制方法，其包括：

A、在预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器；

B、各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，控制中心每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据；

C、控制中心根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；

D、当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机；

E、所述指定的需求控制信号机执行所接收到的区域交通需求控制策略。

其中，所述需求控制信号机包括：一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机；

所述前端检测器包括：一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

其中，所述步骤A包括：

在预定区域的各个***路口设置一级需求控制信号机和一级前端检测器；

在预定区域的各个主要路口设置二级需求控制信号机和二级前端检测器；

在预定区域的各个次要路口设置三级需求控制信号机和三级前端检测器。

其中，所述采集周期大于或等于3分钟。

其中，所述步骤C包括：

在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位；

根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度；

根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值；

将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

其中，计算所述各个指定相位的交通强度平均值的公式为：

$I_{\mathrm{ij}}=\mathrm{\α}\frac{q_{\mathrm{ij}}}{S_{\mathrm{ij}}}+\mathrm{\β}\frac{O_{\mathrm{ij}}}{O_{S_{\mathrm{ij}}}},$

其中，所述I_ij为所述预定区域中指定的第i个路口的第j个相位的交通强度；所述α和β为交通强度修正系数，取值范围均为[0，1]；所述q_ij为所述第i个路口的第j个相位中的前端检测器检测到的到达率；所述S_ij为所述第i个路口的第j个相位的饱和流率；所述O_ij为所述第i个路口的第j个相位的时间占有率；所述O_Sij为所述第i个路口的第j个相位的饱和流率所对应的时间占有率。

其中，计算所述区域交通强度平均值的公式为：

${\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{Cij}}}{m},$

其中，所述为所述预定区域C的区域交通强度平均值；所述I_Cij为所述预定区域C中指定的第i个路口的第j个相位的交通强度；所述m为所有指定相位的总数。

其中，在所述步骤C之前，该方法还进一步包括：

控制中心对所读取的交通流数据进行错误数据筛选处理、平滑处理和预测处理。

其中，所述步骤D包括：

D1、判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤D2；否则，执行步骤D5；

D2、控制中心制定一级区域交通需求控制策略，并将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机；

D3、判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤D4；否则，执行步骤D5；

D4、控制中心制定二级区域交通需求控制策略，并将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机；

D5、判断当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件，若是，则执行步骤D6；否则，延迟一个延迟周期后，返回执行步骤D1；

D6、控制中心向一级需求控制信号机和二级需求控制信号机发送恢复指令，使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机根据所述恢复指令恢复执行初始的交通控制方案。

其中，所述一级交通需求控制触发条件为：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值均大于预设的第一交通强度阈值

且实际检测交通流入量Q均大于预设的一级需求控制启动流入量Q_ml；其中，所述N为自然数。

其中，所述制定一级区域交通需求控制策略包括：

根据一级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期；

根据各个一级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定一级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率；

根据所确定的信号周期和允许流入率，计算一级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

其中，所述二级交通需求控制触发条件为：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值

均大于预设的第二交通强度阈值

其中，所述制定二级区域交通需求控制策略包括：

根据二级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期；

根据各个二级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定二级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率；

根据所确定的信号周期和允许流入率，计算二级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

其中，所述延迟周期为N个采集周期；其中，N为自然数。

其中，所述交通需求控制结束条件为：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值

均小于预设的第三交通强度阈值

且实际检测交通流入量Q均小于预设的一级需求控制结束流入量Q_m2；其中，所述N为自然数。

其中，所述指定的需求控制信号机为：一级需求控制信号机和／或二级需求控制信号机。

其中，所述三级需求控制信号机执行瓶颈控制策略。

其中，所述瓶颈控制策略为：

预先在各个路口的出口道上设置排队检测器；

当所述排队检测器检测到有车辆停留在所述排队检测器附近时，按照预设的时间步长减少该出口到的入口相位绿灯时间。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种交通需求控制***，该***包括：控制中心、设置在预定区域的各个预先确定的路口的多个需求控制信号机和多个前端检测器；其中，

所述前端检测器，用于实时采集各个路口的交通流数据，并将所采集的交通流数据存入与其连接的需求控制信号机中；

所述控制中心，用于每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；还用于当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机；

所述需求控制信号机，用于存储与其连接的前端检测器实时采集的各个路口的交通流数据，还用于执行所接收到的区域交通需求控制策略。

其中，所述需求控制信号机包括：一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机。

所述前端检测器包括：一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

其中，所述一级需求控制信号机和一级前端检测器设置于所述预定区域的各个***路口；

所述二级需求控制信号机和二级前端检测器设置于所述预定区域的各个主要路口；

所述三级需求控制信号机和三级前端检测器设置于所述预定区域的各个次要路口。

其中，所述指定的需求控制信号机为：一级需求控制信号机和／或二级需求控制信号机。

其中，所述控制中心，还用于在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位；根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度；根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值；将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

其中，所述控制中心，还用于对所读取的交通流数据进行错误数据筛选处理、平滑处理和预测处理。

其中，所述控制中心，还用于当当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件时，制定一级区域交通需求控制策略，并将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机；当当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件时，制定二级区域交通需求控制策略，并将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机；当当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件时，向一级需求控制信号机和二级需求控制信号机发送恢复指令，使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机根据所述恢复指令恢复执行初始的交通控制方案。

其中，所述三级需求控制信号机，还用于执行瓶颈控制策略。

由上述技术方案可见，在本发明中的交通需求控制方法中，由于在各个预先确定的路口设置了需求控制信号机和前端检测器；各个前端检测器可实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，而控制中心则可每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，因此控制中心可以根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态。当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心即可将所制定的区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机，而所述指定的需求控制信号机即可执行所接收到的区域交通需求控制策略，从而可以判断预定区域内是否出现区域性的交通拥堵，并在出现区域性的交通拥堵时，自动控制调整进入预定区域和主要路口的交通量，使得区域性的交通拥堵可以得到有效地缓解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例中的交通需求控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中步骤103的一种具体实现方法的示意图；

图3为本发明实施例中步骤104的一种具体实现方法的示意图；

图4为本发明实施例中一种制定一级区域交通需求控制策略的方法的示意图。

图5为本发明实施例中一种制定二级区域交通需求控制策略的方法的示意图。

图6为本发明实施例中的交通需求控制***的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例中的交通需求控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例中的交通需求控制方法包括如下所述的步骤：

步骤101，在预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器。

在本步骤中，可预先确定一个预定区域，然后在该预定预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器，用于采集各个路口的交通流数据。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述需求控制信号机包括：

一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机。

所述前端检测器包括：

一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

因此，较佳的，在本发明的具体实施例中，所述在预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器可以包括：

在预定区域的各个***路口设置一级需求控制信号机和一级前端检测器；在预定区域的各个主要路口设置二级需求控制信号机和二级前端检测器；在预定区域的各个次要路口设置三级需求控制信号机和三级前端检测器。

其中，在本发明的较佳实施例中，所述预定区域根据实际应用环境的需要而预先确定；所述预定区域的各个***路口是指所述预定区域与外界连通的、位于所述预定区域***的各个路口，车辆可以通过所述各个***路口进出所述预定区域；所述预定区域的各个主要路口是指所述预定区域内部的各条主路上的各个路口；所述预定区域的各个次要路口是指所述预定区域内部的各条次干路上的各个路口。

步骤102，各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，控制中心每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据。

在本发明的具体实施例中，可以预先设置一个采集周期，各个路口的各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据，然后再将所采集的交通流数据存入与各个前端检测器分别连接的需求控制信号机中；控制中心每隔一个采集周期则可读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，并存入中心数据库中。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述采集周期大于或等于3分钟。例如，所述采集周期可以是3分钟、4分钟、5分钟或10分钟等。

步骤103，控制中心根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态。

在本步骤中，控制中心在读取各个需求控制信号机中存储的交通流数据之后，即可根据所读取的交通流数据来获取整个预定区域的当前的区域交通拥堵状态。

在本发明的技术方案中，可以使用多种方法来实现上述的步骤103。以下将以其中的一种具体实施方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，图2为本发明实施例中步骤103的一种具体实现方法的示意图。如图2所示，在本发明的较佳实施例中，所述步骤103可以通过如下所述的步骤来实现：

步骤201、在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位。

为了能较为准确的反映整个区域的交通拥堵情况，控制中心需要在本步骤中从预定区域中预先指定多个主要路口，并在每个主要路口中都指定至少一个相位。

例如，如果在预定区域中，最容易发生拥堵的路口为路口A，且该路口A中的某一个或多个相位容易发生拥堵，则可将路口A中的一个或多个相位设置为指定相位。依此类推，即可在所述预定区域中预先指定多个路口的多个相位。

步骤202、根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度。

由于在步骤102中，各个前端检测器是实时采集各个路口的交通流数据并存储在与前端检测器相连接的需求控制信号机中，而控制中心则可每隔一个采集周期便从各个需求控制信号机中读取其所存储的当前采集周期的交通流数据，因此，控制中心可根据所读取的交通流数据来计算各个指定相位的交通强度。

较佳的，在本发明的具体实施例中，可以根据如下所述的公式来计算各个指定相位的交通强度平均值：

$I_{\mathrm{ij}}=\mathrm{\α}\frac{q_{\mathrm{ij}}}{S_{\mathrm{ij}}}+\mathrm{\β}\frac{O_{\mathrm{ij}}}{O_{S_{\mathrm{ij}}}}---\left(1\right)$

其中，所述I_ij为所述预定区域中指定的第i个路口的第j个相位（可简称为相位ij，下同）的交通强度；所述α和β为交通强度修正系数，取值范围均为[0，1]；所述q_ij为相位ij中的前端检测器检测到的到达率；所述S_ij为相位ij的饱和流率；所述O_ij为相位ij的时间占有率；所述O_Sij为相位ij的饱和流率所对应的时间占有率。

步骤203、根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值。

由于在步骤202中可以计算得到各个指定相位的交通强度，因此在本步骤中，控制中心即可根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值。

较佳的，在本发明的具体实施例中，可以根据如下所述的公式来计算区域交通强度平均值：

${\stackrel{\‾}{I}}_C=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{I}_{\mathrm{Cij}}}{m}---\left(2\right)$

其中，所述

为所述预定区域C的区域交通强度平均值；所述I_Cij为所述预定区域C中指定的第i个路口的第j个相位的交通强度；所述m为所有指定相位的总数。

步骤204、将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

通过上述的步骤201～204，即可根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态。

另外，在本发明的较佳实施例中，在控制中心根据所读取的交通流数据确定当前的区域交通拥堵状态之前，还可进一步包括：

控制中心对所读取的交通流数据进行错误数据筛选处理、平滑处理和预测处理，从而消除所所读取的交通流数据中可能存在的错误数据，而且也便于进行后续的计算。

步骤104，当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机。

在本发明的具体实施例中，所述需求控制触发条件可以根据实际应用情况预先设定。

在本发明的技术方案中，可以使用多种方法来实现上述的步骤104。以下将以其中的一种具体实现方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，图3为本发明实施例中步骤104的一种具体实现方法的示意图。如图3所示，在本发明的较佳实施例中，所述步骤104可以通过如下所述的步骤实现：

步骤301，判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤302；否则，执行步骤305。

在本步骤，将先判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件。如果满足一级交通需求控制触发条件，则执行步骤302；否则，执行步骤305。

另外，在本发明的具体实施例中，所述一级交通需求控制触发条件可以根据实际应用情况预先设定。

例如，在本发明的较佳实施例中，所述一级交通需求控制触发条件可以是：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值

均大于预设的第一交通强度阈值

且实际检测交通流入量Q均大于预设的一级需求控制启动流入量Q_m1。

其中，所述N为自然数，所述N、和Q_m1的取值可以根据实际应用环境的需要而预先确定。

步骤302，控制中心制定一级区域交通需求控制策略，并将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机。

此时，由于当前的区域交通拥堵状态已经满足预设的一级交通需求控制触发条件，也就是说，当前通过所述预定区域的***路口进入所述预定区域的交通需求已经比较大，因而已经发生了相当程度的区域***通拥堵现象，所以在本步骤中，控制中心将先根据各个一级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，制定一级区域交通需求控制策略，然后再将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机，以进行一级需求控制，从而有效地降低从所述预定区域***路口进入所述预定区域的交通需求，以缓解区域性的交通拥堵。

由于缓解上述交通拥堵的关键在于控制预定区域的外界向预定区域内部的交通流入量，因此所述一级区域交通需求控制策略的核心就在于如何设定预定区域内的各个***路口的信号周期和各相位绿信比（尤其是流入预定区域内部的相位）。

因此，在本发明的技术方案中，可以使用多种方法来制定一级区域交通需求控制策略。以下将以其中的一种具体实施方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，图4为本发明实施例中一种制定一级区域交通需求控制策略的方法的示意图。如图4所示，在本发明的较佳实施例中，所述制定一级区域交通需求控制策略可以包括如下所述的步骤：

步骤401，根据一级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期。

其中，所述信号周期是指所述路口的各种交通信号的轮换周期。

在本步骤中，可以根据常用的根据交通强度确定信号周期的方法来确定一级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期。具体的确定方法在此不再赘述。

另外，在本发明的具体实施例中，所述一级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期可以相同，也可以不相同。

步骤402，根据各个一级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定一级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率。

其中，所述允许流入率为：每小时或每个数据采集间隔的允许进入的交通流入量。

在本步骤中，可以根据常用的根据交通流数据确定允许流入率的方法来确定一级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率。具体的确定方法在此不再赘述。

步骤403，根据所确定的信号周期和允许流入率，计算一级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

通过上述的步骤401～403，即可确定一级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期和各相位绿信比，从而可以完成一级区域交通需求控制策略的制定。

步骤303，判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤304；否则，执行步骤305。

在本步骤，将判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件。如果满足二级交通需求控制触发条件，则执行步骤304；否则，执行步骤305。

另外，在本发明的具体实施例中，所述二级交通需求控制触发条件可以根据实际应用情况预先设定。

例如，在本发明的较佳实施例中，所述二级交通需求控制触发条件可以是：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值均大于预设的第二交通强度阈值

步骤304，控制中心制定二级区域交通需求控制策略，并将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机。

此时，由于当前的区域交通拥堵状态已经满足预设的二级交通需求控制触发条件，也就是说，当前通过所述预定区域的各个主要路口的交通需求也已经比较大，所以在本步骤中，控制中心将先根据各个二级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，制定二级区域交通需求控制策略，然后再将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机，以进行二级需求控制，从而有效地降低所述预定区域的各个主要路口的交通需求，以缓解区域性的交通拥堵。

由于缓解上述交通拥堵的关键在于控制预定区域的各个主要路口的交通流入量，因此所述二级区域交通需求控制策略的核心就在于如何设定预定区域内的各个主要路口的信号周期和各相位绿信比。

因此，在本发明的技术方案中，可以使用多种方法来制定二级区域交通需求控制策略。以下将以其中的一种具体实施方式为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，图5为本发明实施例中一种制定二级区域交通需求控制策略的方法的示意图。如图5所示，在本发明的较佳实施例中，所述制定二级区域交通需求控制策略可以包括如下所述的步骤：

步骤501，根据二级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期。

在本步骤中，可以根据常用的根据交通强度确定信号周期的方法来确定二级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期。具体的确定方法在此不再赘述。

另外，在本发明的具体实施例中，所述二级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期可以相同，也可以不相同。

步骤502，根据各个二级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定二级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率。

在本步骤中，可以根据常用的根据交通流数据确定允许流入率的方法来确定二级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率。具体的确定方法在此不再赘述。

步骤503，根据所确定的信号周期和允许流入率，计算二级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

通过上述的步骤501～503，即可确定二级需求控制信号机所在的各个路口的信号周期和各相位绿信比，从而可以完成二级区域交通需求控制策略的制定。

步骤305，判断当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件，若是，则执行步骤306；否则，延迟一个延迟周期后，返回执行步骤301。

在本步骤中，将判断当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件。如果交通需求控制结束条件得到满足，则将执行步骤306；否则，则将在延迟一个延迟周期后，再返回执行步骤301。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述延迟周期可以是N个采集周期（其中，N为自然数），也可以是其它预先设定的时间间隔。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述交通需求控制结束条件可以根据实际应用情况预先设定。

例如，在本发明的较佳实施例中，所述交通需求控制结束条件可以是：

在连续N个采集周期中，当前的区域交通强度平均值

均小于预设的第三交通强度阈值

且实际检测交通流入量Q均小于预设的一级需求控制结束流入量Q_m2。

其中，所述N为自然数。所述N、

和Q_m2的取值均可根据实际应用环境的需要而预先确定。

步骤306，控制中心向一级需求控制信号机和二级需求控制信号机发送恢复指令，使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机根据恢复指令恢复执行初始的交通控制方案。

其中，所述初始的交通控制方案是指：当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件之前，所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机正在分别执行的原有的交通控制方案。

例如，如果在当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件之前，所述一级需求控制信号机所执行的是多时段定周期控制方案（即所述初始的交通控制方案为多时段定周期控制方案），则当所述一级需求控制信号机接收到恢复指令后，所述一级需求控制信号机将恢复执行所述多时段定周期控制方案。

再例如，如果在当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件之前，所述二级需求控制信号机所执行的是协调控制方案（即所述初始的交通控制方案为协调控制方案），则当所述二级需求控制信号机接收到恢复指令后，所述二级需求控制信号机将恢复执行所述协调控制方案。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述初始的交通控制方案可以是：在步骤104之前预先存储在所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机中的交通控制方案。

由于根据步骤305的判断，当前的区域交通拥堵状态已经满***通需求控制结束条件，即预定区域内已经不存在区域性拥堵的问题，此时也就没有必要再执行一级区域交通需求控制策略和／或二级区域交通需求控制策略，所以，在本步骤中，控制中心可将恢复指令发送给一级需求控制信号机和二级需求控制信号机，从而使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机恢复执行初始的交通控制方案。

通过上述的步骤301～306，即可判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的需求控制触发条件，并在当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，由控制中心制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机，即一级需求控制信号机和／或二级需求控制信号机。

步骤105，所述指定的需求控制信号机执行所接收到的区域交通需求控制策略。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述指定的需求控制信号机可以是：一级需求控制信号机和／或二级需求控制信号机。

较佳的，在本发明的具体实施例中，由于三级需求控制信号机设置于所述预定区域的各个次要路口，即所述预定区域内部的各条次干路上的各个路口，因此控制中心并不向所述三级需求控制信号机发送区域交通需求控制策略，而所述三级需求控制信号机将自动执行瓶颈控制策略。

其中，所述瓶颈控制策略为：

预先在各个路口的出口道上设置排队检测器；

当所述排队检测器检测到有车辆停留在所述排队检测器附近时，则表示该路口出现了拥堵，此时，可按照预设的时间步长减少该出口到的入口相位绿灯时间。

通过执行上述的瓶颈控制策略，所述三级需求控制信号机可以自动缓解所述预定区域的各个次要路口上的交通拥堵问题。

由上可知，在本发明中的交通需求控制方法中，由于在各个预先确定的路口设置了需求控制信号机和前端检测器；各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，而控制中心每隔一个采集周期则读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，因此控制中心可以根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态。当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心即可将所制定的区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机，而所述指定的需求控制信号机即可执行所接收到的区域交通需求控制策略，从而可以判断预定区域内是否出现区域性的交通拥堵，并在出现区域性的交通拥堵时，自动控制调整进入预定区域和主要路口的交通量，使得区域性的交通拥堵可以得到有效地缓解。

更进一步的，由于在上述的进一步技术方案中，将区域交通需求控制分为了三个级别，并通过一级需求控制信号机来控制预定区域的***路口进入预定区域的交通流入量，通过二级需求控制信号机来控制预定区域内的主要路口的交通流入量，还通过三级需求控制信号机使用瓶颈控制策略来控制预定区域内的次要路口的交通流入量，从而可以分级调控预定区域的***路口、主要路口和次要路口的交通流入量，因此可以更加有效地缓解区域性的交通拥堵。

此外，在本发明的技术方案中，还提出了一种交通需求控制***。

图6为本发明实施例中的交通需求控制***的结构示意图。如图6所示，本发明实施例中的交通需求控制***包括：控制中心61、设置在预定区域的各个预先确定的路口的多个需求控制信号机62和多个前端检测器63。

其中，所述前端检测器63，用于实时采集各个路口的交通流数据，并将所采集的交通流数据存入与其连接的需求控制信号机62中；

所述控制中心61，用于每隔一个采集周期读取需求控制信号机62中存储的当前采集周期的交通流数据，根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；还用于当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机62；

所述需求控制信号机62，用于存储与其连接的前端检测器实时采集的各个路口的交通流数据，还用于执行所接收到的区域交通需求控制策略。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述需求控制信号机62包括：一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机。

所述前端检测器63包括：一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

较佳的，在本发明的具体实施例中，

所述一级需求控制信号机和一级前端检测器设置于所述预定区域的各个***路口；

所述二级需求控制信号机和二级前端检测器设置于所述预定区域的各个主要路口；

所述三级需求控制信号机和三级前端检测器设置于所述预定区域的各个次要路口。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述指定的需求控制信号机为：一级需求控制信号机和／或二级需求控制信号机。

较佳的，在本发明的具体实施例中，

所述控制中心61，还用于在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位；根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度；根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值；将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

较佳的，在本发明的具体实施例中，

所述控制中心61，还用于对所读取的交通流数据进行错误数据筛选处理、平滑处理和预测处理。

较佳的，在本发明的具体实施例中，

所述控制中心61，还用于当当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件时，制定一级区域交通需求控制策略，并将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机；当当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件时，制定二级区域交通需求控制策略，并将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机；当当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件时，向一级需求控制信号机和二级需求控制信号机发送恢复指令，使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机根据所述恢复指令恢复执行初始的交通控制方案。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述三级需求控制信号机，还用于执行瓶颈控制策略。

综上可知，在本发明中所提供的交通需求控制方法和***中，由于在各个预先确定的路口设置了需求控制信号机和前端检测器；各个前端检测器可实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，而控制中心则可每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，使得控制中心可以根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态。当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心即可将所制定的区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机，而所述指定的需求控制信号机即可执行所接收到的区域交通需求控制策略，从而可以判断预定区域内是否出现区域性的交通拥堵，并在出现区域性的交通拥堵时，自动控制调整进入预定区域和主要路口的交通量，使得区域性的交通拥堵可以得到有效地缓解。

更进一步的，由于在上述的进一步技术方案中，将区域交通需求控制分为了三个级别，并通过一级需求控制信号机来控制预定区域的***路口进入预定区域的交通流入量，通过二级需求控制信号机来控制预定区域内的主要路口的交通流入量，还通过三级需求控制信号机使用瓶颈控制策略来控制预定区域内的次要路口的交通流入量，从而可以分级调控预定区域的***路口、主要路口和次要路口的交通流入量，因此可以更加有效地缓解区域性的交通拥堵。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种交通需求控制方法，其特征在于，该方法包括：

A、在预定区域的各个预先确定的路口设置需求控制信号机和前端检测器；

B、各个前端检测器实时采集各个路口的交通流数据并存入各自连接的需求控制信号机中，控制中心每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据；

C、控制中心根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；

D、当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，控制中心制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机；

E、所述指定的需求控制信号机执行所接收到的区域交通需求控制策略。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述需求控制信号机包括：一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机；

所述前端检测器包括：一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

在预定区域的各个***路口设置一级需求控制信号机和一级前端检测器；

在预定区域的各个主要路口设置二级需求控制信号机和二级前端检测器；

在预定区域的各个次要路口设置三级需求控制信号机和三级前端检测器。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位；

根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度；

根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值；

将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括：

D1、判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的一级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤D2；否则，执行步骤D5；

D2、控制中心制定一级区域交通需求控制策略，并将所述一级区域交通需求控制策略发送给一级需求控制信号机；

D3、判断当前的区域交通拥堵状态是否满足预设的二级交通需求控制触发条件，若是，则执行步骤D4；否则，执行步骤D5；

D4、控制中心制定二级区域交通需求控制策略，并将所述二级区域交通需求控制策略发送给二级需求控制信号机；

D5、判断当前的区域交通拥堵状态是否满***通需求控制结束条件，若是，则执行步骤D6；否则，延迟一个延迟周期后，返回执行步骤D1；

D6、控制中心向一级需求控制信号机和二级需求控制信号机发送恢复指令，使得所述一级需求控制信号机和二级需求控制信号机根据所述恢复指令恢复执行初始的交通控制方案。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制定一级区域交通需求控制策略包括：

根据一级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期；

根据各个一级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定一级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率；

根据所确定的信号周期和允许流入率，计算一级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制定二级区域交通需求控制策略包括：

根据二级需求控制信号机所在的各个路口的交通强度，确定所述各个路口的信号周期；

根据各个二级前端检测器采集的各个路口的交通流数据，确定二级需求控制信号机所在的各个路口的允许流入率；

根据所确定的信号周期和允许流入率，计算二级需求控制信号机所在的各个路口的各相位绿信比。

8.一种交通需求控制***，其特征在于，该***包括：控制中心、设置在预定区域的各个预先确定的路口的多个需求控制信号机和多个前端检测器；其中，

所述前端检测器，用于实时采集各个路口的交通流数据，并将所采集的交通流数据存入与其连接的需求控制信号机中；

所述控制中心，用于每隔一个采集周期读取各个需求控制信号机中存储的当前采集周期的交通流数据，根据所读取的交通流数据获取当前的区域交通拥堵状态；还用于当当前的区域交通拥堵状态满足预设的需求控制触发条件时，制定区域交通需求控制策略，并将所述区域交通需求控制策略发送给指定的需求控制信号机；

所述需求控制信号机，用于存储与其连接的前端检测器实时采集的各个路口的交通流数据，还用于执行所接收到的区域交通需求控制策略。

9.如权利要求8所述的***，其特征在于，

所述需求控制信号机包括：一级需求控制信号机、二级需求控制信号机和三级需求控制信号机。

所述前端检测器包括：一级前端检测器、二级前端检测器和二级前端检测器。

10.如权利要求8所述的***，其特征在于：

所述控制中心，还用于在所述预定区域中预先指定至少一个路口的至少一个相位；根据所读取的交通流数据计算各个指定相位的交通强度；根据各个指定相位的交通强度计算区域交通强度平均值；将所述区域交通强度平均值作为当前的区域交通拥堵状态。

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