CN111681419A - 一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理 - Google Patents

一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理 Download PDF

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肖刚
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Abstract

本发明公开了一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理，包括汇流处、干道、支道、采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***、检测***、预测***以及控制决策***，干道均匀分布在汇流处的四周，支道连通多个干道，且汇流处、干道和支道共同构成蜘蛛网式交通枢纽，本发明通过在交通枢纽上建立采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***，使得交通枢纽能够根据交通网络检测到的实际现场情况，做出相应的信号控制，从而控制现场的流量，以及对现场的线路进行指挥，避免交通拥挤的情况发生。

Description

一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理
技术领域
本发明属于交通控制领域，具体为一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理。
背景技术
现有生活中，交通枢纽是各种运输方式衔接和联系的环节，是旅客和货物完成全程的重要基础设施和衔接场所，而交通枢纽在提供便捷服务的同时，也是人群大量集中的地方。
而交通枢纽作为大型公共场所和人群车辆高密度集中地，保证交通枢纽正常运行就显得尤为重要，但是现有的交通枢纽大都路线杂乱，让行人和司机摸不着头脑，同时无法对干道与支道之间的交通情况进行自动精准的控制，从而导致交通枢纽在人员和车辆较多的情况下无法正常的运行。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽及其应用原理，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，包括汇流处、干道、支道、采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***、检测***、预测***以及控制决策***，所述干道均匀分布在汇流处的四周，所述支道连通多个干道，且所述汇流处、干道和支道共同构成蜘蛛网式交通枢纽。
作为优选，所述检测***包括实际交通流、实际交通量、实际车速以及实际车道占有率。
作为优选，所述控制决策***包括交通诱导以及信号控制***。
作为优选，所述实际交通流还包括微观中单个车辆的行为。
作为优选，所述信号控制***包括基本参数以及信号控制。
作为优选，所述信号控制包括定时控制、感应控制、单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制。
一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽的应用原理，包括以下应用：
S1、首先交通网络***实时掌控现场，并对现场道路运行情况进行监控，同时将现场的实际情况传递给检测***；
S2、检测***对受到的现场情况进行检测，检测实际交通流，将交通流作为一个整体，监控在一定时间间隔内，通过一条公路或一条给定车道或方向的某一点的车辆总数，同时可分为到达率与离开率，并对车速进行测定，即在特定的观测地点、沿特定路线上的，交通运行状况的重要计量，包括时间平均速度与区间平均速度，此外测量计算交通量，用通过指定断面的车辆数除以测量时间即可得到交通流量，再测量车道占有率，即车道上车辆占有时间与总监控时间之比，同时还需要对微观中单个车辆的行为进行监控，监控间距(车道上连续车辆间的距离)以及间隔(连续车辆通过车道上某点的时间)，然后将监测到的数据进行发送；
S3、预测***收到检测***发来的数据，并通过预测***对得到的数据进行评估与预测，做出相应的预测调整方案，同时将调整方案进行传递；
S4、控制决策***收到预测***发出的调整方案之后，对其进行相应的决策，对交通进行诱导，同时检查信号控制***的基本参数：周期长度(信号灯运行一个循环所需的时间，等于绿灯、黄灯、红灯时间之和)、相位、绿信比(一个周期中，绿灯时间与周期长度之比)以及相位差，检查无异常之后，通过信号控制对交通枢纽现场进行控制，按照控制方法可以对交通枢纽进行定时控制以及感应控制，定时控制包括全部控制参数(主要是周期、绿信比、相的数量和顺序)都根据历史交通数据预先确定，保持常数，必须对每相的时间(绿信号时间加上黄信号时间)和总的周期时间确定要求的数值，而感应控制目的是使绿灯时间长度与实际交通状况相适应，有全感应控制和半感应控制两类，在具体实施时，如在一个预置的时间间隔内，无后续车辆到达，则可更换相位；如检测器检测到有后续车辆到达，则每测得一辆车，绿灯延长一预置的“单位绿灯延长时间”，即只要在这个预置的时间间隔内，车辆中断，即换相；连续有车，则绿灯连续延长，直到绿灯一个预置的“极限延长时间”时，即使检测到后面仍有来车，也中断这个相位的通车权；按照控制范围可以对交通枢纽进行单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制，为使车辆减少在城市道路网中各个交叉口上的停车时间，特别是使干道上的车辆能够畅通，把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来，加以协调控制，就出现了干线交叉***通信号的协调控制***，把整个区域内所有交通信号联起来加以协调控制，一大片控制区划分为若干控制子区；控制子区往往是若干条干线的交通控制***，同时能随交通变化自动优选配时方案的控制***。
本发明的有益效果是：本发明通过在交通枢纽上建立采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***，使得交通枢纽能够根据交通网络检测到的实际现场情况，做出相应的信号控制，从而控制现场的流量，以及对现场的线路进行指挥，避免交通拥挤的情况发生。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明交通枢纽结构示意图；
图2是本发明交通枢纽控制流程图；
图3是本发明交通网络框架示意图；
图4是本发明控制决策框架示意图。
图中：1、汇流处；2、干道；3、支道。
具体实施方式：
如图1-4所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，包括汇流处1、干道2、支道3、采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***、检测***、预测***以及控制决策***，所述干道2均匀分布在汇流处1的四周，所述支道3连通多个干道2，且所述汇流处1、干道2和支道3共同构成蜘蛛网式交通枢纽，干道2终点聚集再汇流处1，支道3将多个干道2进行连通。
其中，所述检测***包括实际交通流、实际交通量、实际车速以及实际车道占有率，实际交通流计算：将交通流作为一个整体，监控在一定时间间隔内，通过一条公路或一条给定车道或方向的某一点的车辆总数，同时可分为到达率与离开率，并对车速进行测定，即在特定的观测地点、沿特定路线上的，交通运行状况的重要计量，包括时间平均速度与区间平均速度；实际交通量计算：用通过指定断面的车辆数除以测量时间即可得到交通流量，再测量车道占有率，即车道上车辆占有时间与总监控时间之比。
其中，所述控制决策***包括交通诱导以及信号控制***。
其中，所述实际交通流还包括微观中单个车辆的行为，对微观中单个车辆的行为进行监控，监控间距(车道上连续车辆间的距离)以及间隔(连续车辆通过车道上某点的时间)。
其中，所述信号控制***包括基本参数以及信号控制，信号控制的功能就是最佳地确定各路口在各车流方向上的这些控制参数，并付诸实施。
其中，所述信号控制包括定时控制、感应控制、单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制。
一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽的应用原理，包括以下应用：
S1、首先交通网络***实时掌控现场，并对现场道路运行情况进行监控，同时将现场的实际情况传递给检测***；
S2、检测***对受到的现场情况进行检测，检测实际交通流，将交通流作为一个整体，监控在一定时间间隔内，通过一条公路或一条给定车道或方向的某一点的车辆总数，同时可分为到达率与离开率，并对车速进行测定，即在特定的观测地点、沿特定路线上的，交通运行状况的重要计量，包括时间平均速度与区间平均速度，此外测量计算交通量，用通过指定断面的车辆数除以测量时间即可得到交通流量，再测量车道占有率，即车道上车辆占有时间与总监控时间之比，同时还需要对微观中单个车辆的行为进行监控，监控间距(车道上连续车辆间的距离)以及间隔(连续车辆通过车道上某点的时间)，然后将监测到的数据进行发送；
S3、预测***收到检测***发来的数据，并通过预测***对得到的数据进行评估与预测，做出相应的预测调整方案，同时将调整方案进行传递；
S4、控制决策***收到预测***发出的调整方案之后，对其进行相应的决策，对交通进行诱导，同时检查信号控制***的基本参数：周期长度(信号灯运行一个循环所需的时间，等于绿灯、黄灯、红灯时间之和)、相位、绿信比(一个周期中，绿灯时间与周期长度之比)以及相位差，绿信比的大小对于疏通交通流和减少路口总等待时间有着举足轻重的作用，通过合理的分配各车流方向的绿灯时间(绿信比)，可使各方向上阻车次数、等待时间减至最少，应该注意的是单个路口信号的最优配时并不等于对于整个交通网络(线控或面控***)也是最优的，对于多路口联合控制，需统筹考虑各路口的周期、绿信比，而且要妥善地确定不同路口信号之间的相位差；相位差也称时差，是应用于信号***联动协调控制的一个参数，有绝对相位差和相对相位差之分，绝对相位差是指各个信号的绿灯或红灯的起点或中点相对于某一个标准信号(相位差为零)的绿灯或红灯的起点或中点的时间之差，相对相位差是指相邻两信号的绿灯或红灯的起点或中点之间的时间之差，相对相位差等于两个信号绝对相位差之差；检查无异常之后，通过信号控制对交通枢纽现场进行控制，按照控制方法可以对交通枢纽进行定时控制以及感应控制，定时控制包括全部控制参数(主要是周期、绿信比、相的数量和顺序)都根据历史交通数据预先确定，保持常数，必须对每相的时间(绿信号时间加上黄信号时间)和总的周期时间确定要求的数值，而感应控制目的是使绿灯时间长度与实际交通状况相适应，有全感应控制和半感应控制两类，在具体实施时，如在一个预置的时间间隔内，无后续车辆到达，则可更换相位；如检测器检测到有后续车辆到达，则每测得一辆车，绿灯延长一预置的“单位绿灯延长时间”，即只要在这个预置的时间间隔内，车辆中断，即换相；连续有车，则绿灯连续延长，直到绿灯一个预置的“极限延长时间”时，即使检测到后面仍有来车，也中断这个相位的通车权；准确的讲定时控制与感应控制相结合，能降低延误和减少停车的控制方式，既有较好的交通效益又有较高的经济效益；按照控制范围可以对交通枢纽进行单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制，为使车辆减少在城市道路网中各个交叉口上的停车时间，特别是使干道上的车辆能够畅通，把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来，加以协调控制，就出现了干线交叉***通信号的协调控制***，把整个区域内所有交通信号联起来加以协调控制，一大片控制区划分为若干控制子区；控制子区往往是若干条干线的交通控制***，同时能随交通变化自动优选配时方案的控制***。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，包括汇流处1、干道2、支道3、采用摄像头、手机基站、GPS***等传感器构成的庞大的交通网络***、检测***、预测***以及控制决策***，所述干道2均匀分布在汇流处1的四周，所述支道3连通多个干道2，且所述汇流处1、干道2和支道3共同构成蜘蛛网式交通枢纽。
2.根据权利要求1所述的一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，所述检测***包括实际交通流、实际交通量、实际车速以及实际车道占有率。
3.根据权利要求1所述的一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，所述控制决策***包括交通诱导以及信号控制***。
4.根据权利要求2所述的一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，所述实际交通流还包括微观中单个车辆的行为。
5.根据权利要求3所述的一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，所述信号控制***包括基本参数以及信号控制。
6.根据权利要求5所述的一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽，其特征在于，所述信号控制包括定时控制、感应控制、单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制。
7.一种智能精准蜘蛛网式交通枢纽的应用原理，其特征在于，包括以下应用：
S1、首先交通网络***实时掌控现场，并对现场道路运行情况进行监控，同时将现场的实际情况传递给检测***；
S2、检测***对受到的现场情况进行检测，检测实际交通流，将交通流作为一个整体，监控在一定时间间隔内，通过一条公路或一条给定车道或方向的某一点的车辆总数，同时可分为到达率与离开率，并对车速进行测定，即在特定的观测地点、沿特定路线上的，交通运行状况的重要计量，包括时间平均速度与区间平均速度，此外测量计算交通量，用通过指定断面的车辆数除以测量时间即可得到交通流量，再测量车道占有率，即车道上车辆占有时间与总监控时间之比，同时还需要对微观中单个车辆的行为进行监控，监控间距(车道上连续车辆间的距离)以及间隔(连续车辆通过车道上某点的时间)，然后将监测到的数据进行发送；
S3、预测***收到检测***发来的数据，并通过预测***对得到的数据进行评估与预测，做出相应的预测调整方案，同时将调整方案进行传递；
S4、控制决策***收到预测***发出的调整方案之后，对其进行相应的决策，对交通进行诱导，同时检查信号控制***的基本参数：周期长度(信号灯运行一个循环所需的时间，等于绿灯、黄灯、红灯时间之和)、相位、绿信比(一个周期中，绿灯时间与周期长度之比)以及相位差，检查无异常之后，通过信号控制对交通枢纽现场进行控制，按照控制方法可以对交通枢纽进行定时控制以及感应控制，定时控制包括全部控制参数(主要是周期、绿信比、相的数量和顺序)都根据历史交通数据预先确定，保持常数，必须对每相的时间(绿信号时间加上黄信号时间)和总的周期时间确定要求的数值，而感应控制目的是使绿灯时间长度与实际交通状况相适应，有全感应控制和半感应控制两类，在具体实施时，如在一个预置的时间间隔内，无后续车辆到达，则可更换相位；如检测器检测到有后续车辆到达，则每测得一辆车，绿灯延长一预置的“单位绿灯延长时间”，即只要在这个预置的时间间隔内，车辆中断，即换相；连续有车，则绿灯连续延长，直到绿灯一个预置的“极限延长时间”时，即使检测到后面仍有来车，也中断这个相位的通车权；按照控制范围可以对交通枢纽进行单个交叉路***通控制、干道交叉路口信号协调控制以及区域交通信号控制，为使车辆减少在城市道路网中各个交叉口上的停车时间，特别是使干道上的车辆能够畅通，把一条干道上一批相邻的交通信号连接起来，加以协调控制，就出现了干线交叉***通信号的协调控制***，把整个区域内所有交通信号联起来加以协调控制，一大片控制区划分为若干控制子区；控制子区往往是若干条干线的交通控制***，同时能随交通变化自动优选配时方案的控制***。
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