RU2582756C1 - Method for automatic control of traffic lights on controlled intersection - Google Patents

Abstract

FIELD: electronic equipment.

SUBSTANCE: invention relates to traffic control, namely to methods of automatic control of traffic lights on controlled crossing. Method for automatic control of traffic lights on controlled crossing involves determining intensity of traffic streams in each direction crossing by counting number of vehicles during polling period on each lane. On each of these lanes are installed sensors for counting number of vehicles passing towards controlled crossing, one main is in plane of "Stop" line, and other are additional. In each of these sensors polling periods, number of vehicles on each lane is determined. Finding maximum value for each phase of traffic lights, multiplied by average time of passage of crossing by one vehicle. Time is determined for each phase. Sum of these times is added with time required for transition of pedestrians. Obtaining is value of next period of time of request and phases of traffic lights in same time period.

EFFECT: determination of total number of vehicles travelling along controlled route for any period of time, as well as increased throughput capacity of crossroad.

1 cl

Description

Изобретение относится к способам управления транспортными потоками с помощью светофоров и может быть использовано для оптимизации движения на пересекающихся транспортных магистралях, расположенных на одном уровне, с целью уменьшения дорожных «пробок».The invention relates to methods for controlling traffic flows using traffic lights and can be used to optimize traffic on intersecting highways located at the same level in order to reduce traffic jams.

Известен способ управления движением транспортных потоков через перекресток путем подачи с помощью светофоров, установленных на границах перекрестка, определенной последовательности управляющих световых сигналов: зеленого, разрешающего движение транспортного потока; красного, запрещающего движение, и желтого (красного - желтого), предупреждающего о смене сигнала. Этот способ основан на использовании статистической модели измерения интенсивностей транспортных потоков по всем направлениям транспортных магистралей в зависимости от определенного времени суток и дня недели [1, 2].A known method of controlling the movement of traffic flows through an intersection by applying using traffic lights installed at the intersection, a certain sequence of control light signals: green, allowing traffic flow; red, prohibiting movement, and yellow (red - yellow), warning of a change in signal. This method is based on the use of a statistical model for measuring the intensities of traffic flows in all directions of highways depending on a specific time of day and day of the week [1, 2].

Недостаток данного способа заключается в том, что автоматическое переключение светофоров осуществляется независимо от текущего количества транспортных средств, находящихся на проезжей части перед регулируемым перекрестком. Это не обеспечивает оптимальный режим переключения светофоров, что, как правило, приводит к снижению пропускной способности перекрестка и созданию дорожных «пробок».The disadvantage of this method is that the automatic switching of traffic lights is carried out regardless of the current number of vehicles on the carriageway in front of an adjustable intersection. This does not provide an optimal mode of switching traffic lights, which, as a rule, leads to a decrease in the traffic capacity of the intersection and the creation of traffic jams.

Известен также способ управления движением транспортных потоков на перекрестке, который может быть принят за прототип [3], заключающийся в измерении интенсивности движения транспортных потоков на каждом направлении перекрестка путем подсчета за период опроса количества транспортных средств на каждом направлении перекрестка и последовательном переключении светофорных сигналов в зависимости от полученных результатов. При этом определяют среднюю интенсивность транспортных потоков для каждой из возможных для данного перекрестка фазы управления путем подсчета за период опроса числа транспортных средств на всех направлениях движения каждой фазы и деления его на число направлений движения, участвующих в данной фазе. Причем для каждого направления движения перекрестка определяют абсолютное значение величины отклонения интенсивности транспортных потоков на нем от величины средней интенсивности транспортных потоков фазы регулирования, в которой участвует данное направление. Затем суммируют абсолютные отклонения интенсивностей движения для фаз, входящих в каждую из возможных программ регулирования, сравнивают полученные суммы и выбирают на следующий период опроса программу управления с наименьшей суммой отклонений интенсивностей движения транспортных средств по направлениям, входящим в данную программу управления, от величин средних интенсивностей транспортных потоков соответствующих фаз регулирования.There is also a method of controlling traffic flows at an intersection, which can be taken as a prototype [3], which consists in measuring the intensity of traffic flows in each direction of the intersection by counting the number of vehicles in each direction of the intersection and sequentially switching traffic signals depending on from the results obtained. In this case, the average intensity of traffic flows is determined for each phase of control possible for a given intersection by counting the number of vehicles in all directions of movement of each phase for the polling period and dividing it by the number of directions of movement participating in this phase. Moreover, for each direction of movement of the intersection, the absolute value of the deviation of the intensity of traffic flows on it from the value of the average intensity of traffic flows of the regulation phase in which this direction is involved is determined. Then, the absolute deviations of the traffic intensities for the phases included in each of the possible control programs are summarized, the amounts obtained are compared and the control program is selected for the next survey period with the smallest sum of the deviations of the traffic intensities of the vehicles in the directions included in this control program from the average transport intensities flows of corresponding phases of regulation.

Недостатком данного способа является отсутствие достоверных данных о наличии транспортных средств перед перекрестком, что приводит к низкой пропускной способности перекрестка и образованию дорожных «пробок».The disadvantage of this method is the lack of reliable data on the availability of vehicles in front of the intersection, which leads to a low traffic capacity of the intersection and the formation of traffic jams.

Предлагаемый способ автоматического управления светофорами на регулируемом перекрестке, заключающийся в определении интенсивности движения транспортных потоков в каждом направлении перекрестка путем подсчета за период опроса количества транспортных средств, имеющихся на каждой полосе движения, для чего в плоскости линий «Стоп» устанавливают основные датчики, формируют на следующий период опроса продолжительность фаз работы светофорных объектов, отличающийся тем, что на каждой полосе движения по направлению к перекрестку на одинаковом расстоянии от линии «Стоп» устанавливают дополнительные датчики, в каждом из которых за период опроса определяют количество транспортных средств, находящихся на всех полосах движения, как разность между показаниями дополнительных и основных датчиков, находят наибольшие значения разностей для всех фаз работы светофоров в периоде опроса, умножают их на среднее время проезда перекрестка одним транспортным средством, в результате чего получают продолжительность во времени каждой фазы работы светофорных объектов, просуммировав которые получают величину периода опроса их работы.The proposed method for automatic control of traffic lights at an adjustable intersection, which consists in determining the intensity of traffic flows in each direction of the intersection by counting the number of vehicles available in each lane for the polling period, for which the main sensors are installed in the plane of the Stop lines, and the next the period of the survey, the duration of the phases of the work of traffic lights, characterized in that on each lane towards one intersection At a far distance from the Stop line, additional sensors are installed, in each of which, during the polling period, the number of vehicles in all lanes is determined, as the difference between the readings of the additional and main sensors, the largest differences are found for all phases of the traffic lights during the polling period , multiply them by the average travel time of the intersection with one vehicle, as a result of which the duration in time of each phase of the work of traffic lights is obtained, summing up the cat rye obtained value polling period of operation.

Предлагаемый способ основан на определении фактического количества транспортных средств, находящихся на каждой полосе движения по направлению к перекрестку, для чего, кроме основных датчиков в плоскости линии «Стоп», устанавливают дополнительные датчики на некотором, но одинаковом для всех полос движения расстоянии, и находят разности между показаниями дополнительных и основных датчиков. Чем больше транспортных средств (ТС) будет находиться перед светофором (линией «Стоп»), тем дольше для них должен будет гореть зеленый свет и наоборот. Таким образом, предлагаемый способ за счет автоматического определения количества ТС, находящихся перед светофорами, с разных сторон регулируемого перекрестка обеспечивает оптимальный режим работы светофоров на регулируемом перекрестке, а следовательно, позволит уменьшить дорожные «пробки».The proposed method is based on determining the actual number of vehicles located on each lane towards the intersection, for which, in addition to the main sensors in the plane of the Stop line, additional sensors are installed at a distance that is the same for all lanes, and the differences are found between the readings of additional and main sensors. The more vehicles (vehicles) will be in front of the traffic light (“Stop” line), the longer the green light will be on for them and vice versa. Thus, the proposed method due to the automatic determination of the number of vehicles located in front of the traffic lights from different sides of the intersection provides the optimal mode of operation of traffic lights at the intersection, and therefore will reduce traffic "traffic jams".

Рассмотрим подробнее принцип работы предлагаемого способа. Предположим, что период работы светофорных объектов на данном перекрестке состоит из нескольких фаз движения (только прямо, только влево, прямо и вправо, переход пешеходов и т.п.). Причем фазы учитывают движение транспортных средств со всех сторон перекрестка. На конец периода опроса находят наибольшее количество транспортных средств (ТС), находящихся на одной из полос движения для каждой фазы. Например, движение только прямо разрешено одновременно по трем полосам. Следовательно, все эти полосы относятся к одной фазе периода работы светофоров. Среди этих полос находят полосу с наибольшей загруженностью для данного периода, то есть полосу, где между дополнительным и основным датчиками находится наибольшее количество ТС. Умножая эти наибольшие значения, полученные для каждой фазы, на среднее время проезда перекрестка одним транспортным средством, определяют времена каждой фазы, к сумме этих времен прибавляют время, необходимое для перехода пешеходов. В результате этого получают величину последующего периода опроса и времена фаз работы светофорных объектов в этом периоде.Let us consider in more detail the principle of the proposed method. Suppose that the period of operation of traffic lights at this intersection consists of several phases of movement (only straight, only left, straight and right, pedestrian crossing, etc.). Moreover, the phases take into account the movement of vehicles from all sides of the intersection. At the end of the survey period, find the largest number of vehicles (TS) located in one of the lanes for each phase. For example, traffic is only directly permitted simultaneously in three lanes. Therefore, all these bands belong to one phase of the period of work of traffic lights. Among these bands, find the band with the highest congestion for a given period, that is, the band where the largest number of vehicles is located between the secondary and main sensors. Multiplying these highest values obtained for each phase by the average intersection travel time by one vehicle, the times of each phase are determined, and the time required for the passage of pedestrians is added to the sum of these times. As a result of this, the magnitude of the subsequent polling period and the times of the phases of the work of traffic lights in this period are obtained.

Все установленные датчики (дополнительные и основные) сфокусированы на полотно дороги, чтобы эффективнее и достовернее подсчитывать количество ТС. Датчики могут быть акустическими, лазерными, ультразвуковыми, видеокамеры - это те, которые устанавливаются над дорогой, а также пневматическими, гидравлическими, механическими, которые можно устанавливать в полотне дороги.All installed sensors (additional and basic) are focused on the roadbed in order to more efficiently and reliably calculate the number of vehicles. Sensors can be acoustic, laser, ultrasonic, video cameras - these are those that are installed above the road, as well as pneumatic, hydraulic, mechanical, which can be installed in the roadway.

Все дополнительные датчики устанавливают на фиксированном, но максимально возможном расстоянии от линий “Стоп” перекрестка для всех полос движения, а основные датчики располагают непосредственно в плоскости каждой из линий “Стоп”. Дополнительные датчики предназначены для подсчета ТС, подъезжающих к перекрестку, а основные датчики - для подсчета количества ТС, покидающих перекресток. Это позволит в каждом периоде определять количество ТС, находящихся в зоне между датчиками (в так называемом «кармане»). Максимально возможное расстояние для установки дополнительного датчика необходимо для большей достоверности определения количества ТС, находящихся в «кармане». Если в промежутке между дополнительным и основным датчиками имеются местные выезды или въезды, то они также должны быть оснащены датчиками. Все ТС, приближающиеся к светофорам, должны быть безошибочно зафиксированы как дополнительными, так и основными датчиками. Для этого необходимо, чтобы в пределах между дополнительными и основными датчиками имелись сплошные полосы разметки на дороге, пересечение которых является нарушением правил дорожного движения. В противном случае перестроение ТС в промежутках между дополнительными и основными датчиками приведет к неверным результатам при определении времени каждой из фаз периода опроса, а следовательно, и к нарушению оптимального проезда ТС через перекресток.All additional sensors are installed at a fixed, but as far as possible distance from the Stop lines of the intersection for all lanes, and the main sensors are placed directly in the plane of each of the Stop lines. Additional sensors are used to count vehicles approaching the intersection, and the main sensors are used to count the number of vehicles leaving the intersection. This will allow in each period to determine the number of vehicles located in the zone between the sensors (in the so-called "pocket"). The maximum possible distance for installing an additional sensor is necessary for greater reliability in determining the number of vehicles in the "pocket". If there are local exits or entrances between the secondary and the main sensors, they must also be equipped with sensors. All vehicles approaching traffic lights must be accurately detected by both additional and main sensors. To do this, it is necessary that there are continuous marking lines on the road between the additional and main sensors, the intersection of which is a violation of traffic rules. Otherwise, the rearrangement of the vehicle in the intervals between the additional and main sensors will lead to incorrect results when determining the time of each phase of the polling period, and, consequently, to a violation of the optimal vehicle passage through the intersection.

Использование данного способа позволит также определять общее количество ТС, проезжающих по контролируемой трассе (трассе, оснащенной датчиками), в течение любого промежутка времени (час, день, месяц или год).Using this method will also allow you to determine the total number of vehicles traveling on a controlled track (track equipped with sensors), for any period of time (hour, day, month or year).

ЛитератураLiterature

1. Плотников A.M. Разработка схем организации движения транспортных и пешеходных потоков на регулируемых перекрестках. Учебное пособие для вузов. - СПб.: Нестор-История, 2010. - 110 с, 58 ил.1. Carpenters A.M. Development of traffic management schemes for traffic and pedestrian flows at regulated intersections. Textbook for universities. - SPb .: Nestor-Istoriya, 2010 .-- 110 s, 58 ill.

2. Руководство по регулированию движения в городах. М., 1974 г.; Ю.А. Кременец, Технические средства организации дорожного движения. М. 1990 г.2. Guidelines for traffic regulation in cities. M., 1974; Yu.A. Kremenets, Technical means of traffic management. M. 1990

3. Авторское свидетельство СССР №1399800 A1, МПК G08G 1/01, опубл. 30.05.88. Бюл. №20.3. USSR author's certificate No. 1399800 A1, IPC G08G 1/01, publ. 05/30/88. Bull. No. 20.

Claims (1)

Способ автоматического управления светофорами на регулируемом перекрестке, заключающийся в определении интенсивности движения транспортных потоков в каждом направлении перекрестка путем подсчета за период опроса количества транспортных средств, имеющихся на каждой полосе движения, для чего в плоскости линии «Стоп» устанавливают основные датчики, формируют продолжительность фаз работы светофорных объектов на следующий период опроса, отличающийся тем, что на каждой полосе движения по направлению к перекрестку на одинаковом расстоянии от линии «Стоп» устанавливают дополнительные датчики, для каждого периода опроса определяют количество транспортных средств, находящихся на каждой полосе движения, как разность между показаниями дополнительных и основных датчиков, находят наибольшие значения разностей для каждой фазы работы светофоров, умножают их на среднее время проезда перекрестка одним транспортным средством, определяют времена каждой фазы, к сумме этих времен прибавляют время, необходимое для перехода пешеходов, в результате чего получают величину последующего периода опроса и времена фаз работы светофорных объектов в этом периоде. The method of automatic control of traffic lights at an adjustable intersection, which consists in determining the intensity of traffic flows in each direction of the intersection by counting the number of vehicles available in each lane for the polling period, for which the main sensors are installed in the plane of the Stop line, and the duration of the operation phases is formed traffic lights for the next survey period, characterized in that on each lane towards the intersection at the same distance and from the Stop line, additional sensors are installed, for each polling period, the number of vehicles in each lane is determined, as the difference between the readings of the additional and main sensors, they find the largest values of the differences for each phase of the traffic lights, multiply them by the average travel time the intersection with one vehicle, the times of each phase are determined, the time required for the passage of pedestrians is added to the sum of these times, as a result of which the following value is obtained its polling period and the times of the phases of the work of traffic lights in this period.