專利名稱：分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及應(yīng)用在區(qū)域道路路網(wǎng)的一種分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，區(qū)域道路路網(wǎng)的交通信號協(xié)調(diào)控制普遍采用集中式二級結(jié)構(gòu)或半分布式三級結(jié)構(gòu)的交通信號控制系統(tǒng)。其中，集中式二級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)的典型代表是英國的SCOOT系統(tǒng)，控制結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)分成中央控制和路口控制二級控制。中央控制級的主要設(shè)備是中央控制機(jī)，路口控制級的主要設(shè)備是路口控制機(jī)，路口控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道直接連接到中心控制機(jī)。中心控制機(jī)根據(jù)各個路口控制機(jī)所上傳的車輛到達(dá)信息、采用數(shù)據(jù)模型及優(yōu)化算法、最終優(yōu)化得到一個新的控制方案(包括信號周期長度、綠燈時(shí)比和綠燈起步時(shí)差)來生成各路口信號燈亮滅時(shí)間，分別下送至相應(yīng)的路口控制機(jī)，通過路口控制機(jī)來控制路口交通信號燈的亮滅。該系統(tǒng)的中心控制機(jī)需要處理大量的車輛到達(dá)信息，并進(jìn)行繁重的交通控制方案的優(yōu)化計(jì)算、通信控制和操作設(shè)置工作，中心控制機(jī)是整個系統(tǒng)的核心單元，承擔(dān)的工作任務(wù)艱巨。
應(yīng)用在大中型城市交通信號控制時(shí)，集中式控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)往往需要同時(shí)協(xié)調(diào)控制上百個甚至上千個路口控制機(jī)，系統(tǒng)的中心控制機(jī)將承擔(dān)十分繁重的計(jì)算工作，勢必要求中心控制機(jī)不僅要具備很高的計(jì)算速度而且還要具備很大的存儲容量，并要求眾多連接中心控制機(jī)和路口控制機(jī)的通信信道不僅需要較高的通信頻率而且需要較高的通信質(zhì)量，只有這樣才能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一旦中心控制機(jī)發(fā)生故障，整個系統(tǒng)就會癱煥。這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)對硬件環(huán)境和通信信道的要求都很高，要求的設(shè)備投入和通信成本都很高。
半分布式三級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)的典型代表是澳大利亞的SCATS系統(tǒng)，控制結(jié)構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)分成中央控制、區(qū)域控制和路口控制三級控制。中央控制級是最高級控制級，路口控制級是最低級控制級。中央控制級的主要設(shè)備是中央控制機(jī)，區(qū)域控制級的主要設(shè)備是區(qū)域控制機(jī)，路口控制級的主要設(shè)備是路口控制機(jī)。區(qū)域控制機(jī)既可以與中央控制機(jī)設(shè)在同一個地方，也可以分設(shè)在不同的地方，在地理上存在一定的分布性。
路口控制機(jī)是安裝于室外路口的專用設(shè)備，它對路口各方向的所有信號燈的亮滅進(jìn)行控制，同時(shí)采集處理路口各個入口的車輛到達(dá)信息。區(qū)域控制機(jī)和中央控制機(jī)是室內(nèi)設(shè)備，它們都是安裝了系統(tǒng)控制軟件的高檔計(jì)算機(jī)。區(qū)域控制機(jī)可連接多達(dá)250臺路口控制機(jī)，區(qū)域控制機(jī)主要完成交通控制功能，它基于其所連的各個路口控制機(jī)上傳的車輛到達(dá)信息優(yōu)化得到各路口的交通控制方案(包括周期長度、綠燈時(shí)比和綠燈起步時(shí)差)來生成各路口交通信號燈亮滅時(shí)間，分別下發(fā)至相應(yīng)的路口控制機(jī)，通過路口控制機(jī)來控制路口交通信號燈的亮滅。
中央控制機(jī)是執(zhí)行管理任務(wù)的計(jì)算機(jī)，可連接多達(dá)64臺區(qū)域控制機(jī)，它維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，記錄各個區(qū)域控制機(jī)及路口控制機(jī)上傳的運(yùn)行配置、運(yùn)行狀態(tài)、車輛達(dá)到信息等各類信息，供交通管理人員分析決策。在通訊連接的方式上，區(qū)域控制機(jī)與路口控制機(jī)間根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況可采用串口、網(wǎng)絡(luò)，傳輸媒體可以是電話線、光纖。中央控制機(jī)與區(qū)域控制機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)相連，通訊速度更快，數(shù)據(jù)量也更大。
這種半分布式控制結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的中心控制機(jī)和區(qū)域控制機(jī)雖然在任務(wù)上有所分擔(dān)，但區(qū)域控制機(jī)仍需要同時(shí)協(xié)調(diào)控制數(shù)十個甚至上百個路口控制機(jī)，區(qū)域控制機(jī)不僅需要集中分析和處理大量的車輛到達(dá)信息，而且還需要進(jìn)行大量的優(yōu)化計(jì)算工作來動態(tài)確定周期長度、綠燈時(shí)比和綠燈起步時(shí)差這些控制參數(shù)，對區(qū)域控制機(jī)的實(shí)時(shí)處理速度和工作要求仍然較大，對硬件環(huán)境及通信線路的要求較高，設(shè)備投資和通信成本仍較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于尋求一種分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，不僅可降低交通信號控制系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)成本，而且還可實(shí)現(xiàn)對道路網(wǎng)絡(luò)更為有效的交通信號協(xié)調(diào)控制。
按照本發(fā)明所提供的設(shè)計(jì)方案，分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)包括中央控制級、區(qū)域控制級、關(guān)鍵路口控制級其特征是在關(guān)鍵路口控制級下面設(shè)置路口控制級或增設(shè)虛擬路口控制級；其中，中央控制級是一級控制，主要設(shè)備是中央控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制區(qū)域控制機(jī)；區(qū)域控制級是第二級控制，主要設(shè)備是區(qū)域控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心或分中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵路口控制機(jī)；關(guān)鍵路口控制級是第三級控制，主要設(shè)備是關(guān)鍵路口控制機(jī)，設(shè)置在預(yù)先確定的關(guān)鍵的道路交叉路口，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)；路口控制級或虛擬路口控制級是第四級控制，主要設(shè)備是路口控制機(jī)，設(shè)置在道路交叉路口，負(fù)責(zé)控制路口交通信號燈的亮或滅，并且，虛擬路口控制機(jī)僅在軟件邏輯上存在，在物理上是不存在的。
中央控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個區(qū)域控制機(jī)，每個區(qū)域控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個關(guān)鍵路口控制機(jī)，每個關(guān)鍵路口控制機(jī)通過電纜通信信道連接位于關(guān)鍵路口周邊或位于同一條主干道路上的多達(dá)10個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)，每個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)負(fù)責(zé)點(diǎn)亮或熄滅與其連接的多個交通信號燈。選擇一個中央控制機(jī)控制多達(dá)48個區(qū)域控制機(jī)，每個區(qū)域控制機(jī)控制多達(dá)48個關(guān)鍵路口控制機(jī)主要是基于控制機(jī)的計(jì)算處理能力、存儲容量與投資成本的均衡考慮，在這種要求下中央控制機(jī)或區(qū)域控制機(jī)只需選用CPU是P4或以上的PC服務(wù)器就能勝任工作，可大大降低設(shè)備投資成本。選擇一個關(guān)鍵路口控制機(jī)控制多達(dá)10個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)是主要基于以下兩點(diǎn)考慮1、關(guān)鍵路口信號機(jī)的控制核心單元是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在這種要求下只需選用目前物美價(jià)廉的PC/104工業(yè)控制計(jì)算機(jī)就能勝任工作，不僅控制了成本，而且有很強(qiáng)的運(yùn)行可靠性；2、關(guān)鍵路口信號機(jī)控制多于10個以上路口控制機(jī)或虛擬路口信號機(jī)時(shí)，不僅協(xié)調(diào)控制效果難于保障，而且通信信道建設(shè)成本較高。
當(dāng)關(guān)鍵路口控制機(jī)所要控制的周邊路口與關(guān)鍵路口的間距不超過100米時(shí)，在這些路口不設(shè)路口控制機(jī)，把安裝在這些路口的信號燈通過控制電纜直接連接到關(guān)鍵路口控制機(jī)，當(dāng)不設(shè)路口控制機(jī)時(shí)，關(guān)鍵路口控制機(jī)的內(nèi)置軟件系統(tǒng)在邏輯上仍為這些路口設(shè)立虛擬路口控制機(jī)，關(guān)鍵路口控制機(jī)通過這些在物理上并不存在但在軟件邏輯上卻存在的虛擬路口控制機(jī)來點(diǎn)亮或熄滅這些路口的信號燈。
路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)基于關(guān)鍵路口下發(fā)的信號周期、綠燈起步時(shí)差，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本路口的綠燈時(shí)比后，生成路口信號燈的亮滅時(shí)間，控制各方向所有信號燈的亮滅，同時(shí)采集處理本路口各個方向的車輛到達(dá)信息，形成初級信息上傳給關(guān)鍵路口控制機(jī)。
關(guān)鍵路口控制機(jī)基于區(qū)域控制機(jī)下發(fā)的周期長度變化范圍和路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本關(guān)鍵路口控制機(jī)所連接的各個路口的周期長度和綠燈起步時(shí)差，同時(shí)對各個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息進(jìn)行匯總處理形成中級信息后上傳給區(qū)域控制機(jī)。
區(qū)域控制機(jī)和中央控制機(jī)是室內(nèi)設(shè)備，區(qū)域控制機(jī)內(nèi)置控制軟件，主要完成協(xié)調(diào)控制和數(shù)據(jù)處理功能，它基于其所連接的各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息來宏觀地確定各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的周期長度的變化范圍，同時(shí)對各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息進(jìn)行匯總處理形成高級信息。
中央控制機(jī)是執(zhí)行管理任務(wù)的計(jì)算機(jī)，它維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，記錄和存儲管理各個區(qū)域控制機(jī)及各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的運(yùn)行配置、運(yùn)行狀態(tài)和各個區(qū)域控制機(jī)上傳的高級信息，供交通管理人員分析決策。
本發(fā)明公開的是一種全分布式四級控制結(jié)構(gòu)的交通信號控制系統(tǒng)，首先它在物理結(jié)構(gòu)上是分散的，中央控制級和區(qū)域控制級設(shè)在室內(nèi)的同一個地方或不同的地方，關(guān)鍵路口控制級和路口控制級設(shè)在室外不同的地方；其次在功能作用上也是分布的，中央控制機(jī)完成執(zhí)行管理任務(wù)，區(qū)域控制機(jī)完成宏觀協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵路口控制機(jī)的任務(wù)，關(guān)鍵路口控制機(jī)完成交通控制參數(shù)周期長度和綠燈起步時(shí)差的優(yōu)化計(jì)算工作，路口控制機(jī)完成交通控制參數(shù)綠燈時(shí)比的優(yōu)化計(jì)算工作，系統(tǒng)的總體工作量更加均衡地分配給了中央控制機(jī)、區(qū)域控制機(jī)、關(guān)鍵路口控制機(jī)和路口控制機(jī)。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有，1、系統(tǒng)采用分布式控制和分散式信息處理、優(yōu)化計(jì)算，對中央控制機(jī)、區(qū)域控制機(jī)、關(guān)鍵路口控制機(jī)和路口控制機(jī)的計(jì)算能力和計(jì)算容量要求都較低，可明顯節(jié)省設(shè)備投入成本。2、路口控制機(jī)就近與關(guān)鍵路口控制機(jī)進(jìn)行通信連接，無需長距離接入交通控制中心或分中心，對通信線路資源的占用較小，可大量節(jié)省通信線路的投資建設(shè)成本。3、系統(tǒng)對通信線路和設(shè)備的傳輸速率和可靠性要求相對較低，一旦連接室內(nèi)與室外設(shè)備的主干通信線路發(fā)生故障，關(guān)鍵路口控制機(jī)和路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)仍然正常工作。4、控制靈活、可靠性高，安裝調(diào)試更加方便。


圖1為SCOOT系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
圖2為SCATS系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
圖3為分布式四級系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
圖4為道路網(wǎng)絡(luò)示意圖。
圖5為控制設(shè)備布局示意圖。
具體實(shí)施例方式
分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)包括中央控制級、區(qū)域控制級、關(guān)鍵路口控制級及一個路口控制級或虛擬路口控制級；其中，中央控制級是一級控制，主要設(shè)備是中央控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制區(qū)域控制機(jī)；區(qū)域控制級是第二級控制，主要設(shè)備是區(qū)域控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心或分中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵路口控制機(jī)；關(guān)鍵路口控制級是第三級控制，主要設(shè)備是關(guān)鍵路口控制機(jī)，設(shè)置在預(yù)先確定的關(guān)鍵的道路交叉路口，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)；路口控制級或虛擬路口控制級是第四級控制，主要設(shè)備是路口控制機(jī)，設(shè)置在道路交叉路口，負(fù)責(zé)控制路口交通信號燈的亮或滅，并且，虛擬路口控制機(jī)僅在軟件邏輯上存在，在物理上是不存在的。
中央控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個區(qū)域控制機(jī)，每個區(qū)域控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個關(guān)鍵路口控制機(jī)，每個關(guān)鍵路口控制機(jī)通過電纜通信信道連接位于關(guān)鍵路口周邊或位于同一條主干道路上的多達(dá)10個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)，每個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)負(fù)責(zé)點(diǎn)亮或熄滅與其連接的多個交通信號燈。
當(dāng)關(guān)鍵路口控制機(jī)所要控制的周邊路口與關(guān)鍵路口的間距不超過150米時(shí)，在這些路口不設(shè)路口控制機(jī)，把安裝在這些路口的信號燈通過控制電纜直接連接到關(guān)鍵路口控制機(jī)，路口間距短于150米時(shí)采用直接連接是基于交通信號協(xié)調(diào)效果與路口設(shè)備、通信信道投資成本的均衡考慮。當(dāng)不設(shè)路口控制機(jī)時(shí)，關(guān)鍵路口控制機(jī)的內(nèi)置軟件系統(tǒng)在邏輯上仍為這些路口設(shè)立虛擬路口控制機(jī)，關(guān)鍵路口控制機(jī)通過這些在物理上并不存在但在軟件邏輯上卻存在的虛擬路口控制機(jī)來點(diǎn)亮或熄滅這些路口的信號燈。
路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)基于關(guān)鍵路口下發(fā)的信號周期、綠燈起步時(shí)差，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本路口的綠燈時(shí)比后，生成路口信號燈的亮滅時(shí)間，控制各方向所有信號燈的亮滅，同時(shí)采集處理本路口各個方向的車輛到達(dá)信息，形成初級信息上傳給關(guān)鍵路口控制機(jī)。
關(guān)鍵路口控制機(jī)基于區(qū)域控制機(jī)下發(fā)的周期長度變化范圍和路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本關(guān)鍵路口控制機(jī)所連接的各個路口的周期長度和綠燈起步時(shí)差，同時(shí)對各個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息進(jìn)行匯總處理形成中級信息后上傳給區(qū)域控制機(jī)。
區(qū)域控制機(jī)和中央控制機(jī)是室內(nèi)設(shè)備，區(qū)域控制機(jī)內(nèi)置控制軟件，主要完成協(xié)調(diào)控制和數(shù)據(jù)處理功能，它基于其所連接的各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息來宏觀地確定各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的周期長度的變化范圍，同時(shí)對各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息進(jìn)行匯總處理形成高級信息。
中央控制機(jī)是執(zhí)行管理任務(wù)的計(jì)算機(jī)，它維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，記錄和存儲管理各個區(qū)域控制機(jī)及各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的運(yùn)行配置、運(yùn)行狀態(tài)和各個區(qū)域控制機(jī)上傳的高級信息，供交通管理人員分析決策。
實(shí)施例如下所述假設(shè)本交通信號控制系統(tǒng)的控制區(qū)域是如圖4所示的由6個信號路口組成的道路網(wǎng)絡(luò)，路口間距如表1所示。
預(yù)先設(shè)定路口2為關(guān)鍵路口，在路口2設(shè)置關(guān)鍵路口信號機(jī)，在路口1、3、4、6分別設(shè)置路口信號機(jī)，由于路口5與關(guān)鍵路口2的間距是100米，短于150米，因此在路口5不設(shè)路口信號機(jī)，而在關(guān)鍵路口信號機(jī)2的軟件邏輯上為路口5設(shè)置虛擬路口信號機(jī)5。
如圖5所示，路口控制機(jī)1、3、4、6和虛擬路口信號機(jī)5、關(guān)鍵路口信號機(jī)2分別通過電力電纜、控制電纜連接各自的信號燈組和車輛檢測器組，路口控制機(jī)1、3、4、6直接通過通信電纜連接到關(guān)鍵路口信號機(jī)2。車輛檢測器組用于實(shí)時(shí)檢測所在路口的交通狀態(tài)并上傳給與其直接相連的路口控制機(jī)，首先路口控制機(jī)1、3、4、6和虛擬路口信號機(jī)5、關(guān)鍵路口信號機(jī)2各自內(nèi)置的交通信號優(yōu)化模塊基于所在路口的交通狀態(tài)分別求取使本路口總的車輛延誤達(dá)到最小值的信號周期并傳送給關(guān)鍵路口信號機(jī)2的內(nèi)置的交通信號優(yōu)化協(xié)調(diào)模塊由它來確定這些路口的共同信號周期和綠燈起步時(shí)差，其后路口控制機(jī)1、3、4、6和虛擬路口控制機(jī)5、關(guān)鍵路口信號機(jī)2基于共同信號周期、綠燈起步時(shí)差再由其內(nèi)置的交通信號優(yōu)化模塊優(yōu)化得到本路口的綠燈時(shí)比，從而生成各自路口的信號燈組的亮滅時(shí)間，達(dá)到控制路口各方向所有信號燈的亮滅的目的。
在交通指揮中心設(shè)置區(qū)域控制機(jī)，區(qū)域控制機(jī)通過光纜或通信電纜直接連接關(guān)鍵路口信號機(jī)2。關(guān)鍵路口信號機(jī)2每個信號周期向區(qū)域控制機(jī)發(fā)送一次信息，內(nèi)容包括共同信號周期和本信號周期內(nèi)路口1、2、3、4、5、6的交通狀態(tài)信息，區(qū)域控制機(jī)基于這些信息來確定關(guān)鍵路口控制機(jī)2的共同信號周期可供選擇的變化范圍并對關(guān)鍵路口控制機(jī)2傳送來的交通狀態(tài)信息進(jìn)行匯總分析處理，得到諸如每個信號周期內(nèi)路口1、2、3、4、5、6的車輛到達(dá)流量、占有率等交通信息。
在本案例中由于只設(shè)一個區(qū)域控制機(jī)，且區(qū)域控制機(jī)只負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制一個關(guān)鍵路口控制機(jī)2，對計(jì)算處理能力和存儲容量的要求相對較低，故可不單獨(dú)設(shè)置中央控制機(jī)，中央控制機(jī)的功能可由區(qū)域控制機(jī)一并完成，這樣區(qū)域控制機(jī)同時(shí)還需負(fù)責(zé)維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)記錄和存儲管理區(qū)域控制機(jī)及關(guān)鍵路口控制機(jī)2的運(yùn)行配置等信息。
表1路口間距表

參考文獻(xiàn)1、交通管理與控制(第二版)，楊佩昆、吳兵編著，人民交通出版社出版2、道路交通控制技術(shù)，尹宏賓、徐建閩編著，華南理工大學(xué)出版社出版
權(quán)利要求
1.分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，包括中央控制級、區(qū)域控制級、關(guān)鍵路口控制級，其特征是在關(guān)鍵路口控制級的下級增設(shè)一個路口控制級或虛擬路口控制級；其中，中央控制級是一級控制，主要設(shè)備是中央控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制區(qū)域控制機(jī)；區(qū)域控制級是第二級控制，主要設(shè)備是區(qū)域控制機(jī)，設(shè)置在城市交通控制中心或分中心，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵路口控制機(jī)；關(guān)鍵路口控制級是第三級控制，主要設(shè)備是關(guān)鍵路口控制機(jī)，設(shè)置在預(yù)先確定的關(guān)鍵的道路交叉路口，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)；路口控制級或虛擬路口控制級是第四級控制，主要設(shè)備是路口控制機(jī)，設(shè)置在道路交叉路口，負(fù)責(zé)控制路口交通信號燈的亮或滅，并且，虛擬路口控制機(jī)僅在軟件邏輯上存在，在物理上是不存在的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是中央控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個區(qū)域控制機(jī)，每個區(qū)域控制機(jī)通過光纖或電纜通信信道連接多達(dá)48個關(guān)鍵路口控制機(jī)，每個關(guān)鍵路口控制機(jī)通過電纜通信信道連接位于關(guān)鍵路口周邊或位于同一條主干道路上的多達(dá)10個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)，每個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)負(fù)責(zé)點(diǎn)亮或熄滅與其連接的多個交通信號燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是當(dāng)關(guān)鍵路口控制機(jī)所要控制的周邊路口與關(guān)鍵路口的間距不超過100米時(shí)，在這些路口不設(shè)路口控制機(jī)，把安裝在這些路口的信號燈通過控制電纜直接連接到關(guān)鍵路口控制機(jī)，當(dāng)不設(shè)路口控制機(jī)時(shí)，關(guān)鍵路口控制機(jī)的內(nèi)置軟件系統(tǒng)在邏輯上仍為這些路口設(shè)立虛擬路口控制機(jī)，關(guān)鍵路口控制機(jī)通過這些在物理上并不存在但在軟件邏輯上卻存在的虛擬路口控制機(jī)來點(diǎn)亮或熄滅這些路口的信號燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)基于關(guān)鍵路口下發(fā)的信號周期、綠燈起步時(shí)差，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本路口的綠燈時(shí)比后，生成路口信號燈的亮滅時(shí)間，控制各方向所有信號燈的亮滅，同時(shí)采集處理本路口各個方向的車輛到達(dá)信息，形成初級信息上傳給關(guān)鍵路口控制機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是關(guān)鍵路口控制機(jī)基于區(qū)域控制機(jī)下發(fā)的周期長度變化范圍和路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息，由其內(nèi)置的控制軟件優(yōu)化得到本關(guān)鍵路口控制機(jī)所連接的各個路口的周期長度和綠燈起步時(shí)差，同時(shí)對各個路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)上傳的初級信息進(jìn)行匯總處理形成中級信息后上傳給區(qū)域控制機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是區(qū)域控制機(jī)和中央控制機(jī)是室內(nèi)設(shè)備，區(qū)域控制機(jī)內(nèi)置控制軟件，主要完成協(xié)調(diào)控制和數(shù)據(jù)處理功能，它基于其所連接的各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息來宏觀地確定各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的周期長度的變化范圍，同時(shí)對各個關(guān)鍵路口控制機(jī)上傳的中級信息進(jìn)行匯總處理形成高級信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，其特征是中央控制機(jī)是執(zhí)行管理任務(wù)的計(jì)算機(jī)，它維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，記錄和存儲管理各個區(qū)域控制機(jī)及各個關(guān)鍵路口控制機(jī)的運(yùn)行配置、運(yùn)行狀態(tài)和各個區(qū)域控制機(jī)上傳的高級信息，供交通管理人員分析決策。
全文摘要
分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)，涉及應(yīng)用在區(qū)域道路路網(wǎng)的一種分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)及方法。按照本發(fā)明所提供的設(shè)計(jì)方案，分布式四級結(jié)構(gòu)交通信號控制系統(tǒng)包括中央控制級、區(qū)域控制級、關(guān)鍵路口控制級，其特征是在關(guān)鍵路口控制級下面設(shè)置路口控制級或增設(shè)虛擬路口控制級；其中，中央控制級是一級控制，主要設(shè)備是中央控制機(jī)；區(qū)域控制級是第二級控制，主要設(shè)備是區(qū)域控制機(jī)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵路口控制機(jī)；關(guān)鍵路口控制級是第三級控制，主要設(shè)備是關(guān)鍵路口控制機(jī)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)路口控制機(jī)或虛擬路口控制機(jī)；路口控制級或虛擬路口控制級是第四級控制，主要設(shè)備是路口控制機(jī)，負(fù)責(zé)控制路口交通信號燈的亮或滅，并且，虛擬路口控制機(jī)僅在軟件邏輯上存在，在物理上是不存在的。
文檔編號G08G1/07GK1710626SQ200510040620
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者袁建華, 趙永進(jìn), 羅俊儀, 王長君 申請人:公安部交通管理科學(xué)研究所