專利名稱：交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法
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)的交通信號控制系統(tǒng)運行模式的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換工作原理和方法。它適用于城市道路網(wǎng)絡(luò)的交通信號控制。
背景技術(shù)：
交通信號控制系統(tǒng)用來對城市道路網(wǎng)絡(luò)的交通信號進(jìn)行控制，目前其工作運行模式包括區(qū)域協(xié)調(diào)控制、線協(xié)調(diào)控制和單點控制三種運行模式，其中單點控制運行模式又包括單點感應(yīng)控制、單點多時段定時控制和單點黃閃控制三種運行模式，見圖1。我國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA509-2004對上述模式進(jìn)行了定義，具體說明如下1、區(qū)域協(xié)調(diào)控制把城市某一區(qū)域內(nèi)的多個交叉路口交通信號協(xié)調(diào)起來加以控制的控制方式。2、線協(xié)調(diào)控制把一條道路上多個相鄰交叉路口的交通信號協(xié)調(diào)起來加以控制的控制方式。3、單點控制由單個交叉路口信號機(jī)自主控制的方式。4、單點感應(yīng)控制交叉路口信號機(jī)根據(jù)車輛檢測器測得的交通流量數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)信號顯示時間的控制方式。5、單點多時段定時控制根據(jù)交通需求變化情況，把一天的時間分成若干個控制時段，隨時間的推移，按預(yù)置的方案自動運行。6、單點黃閃控制所有信號燈組的黃燈信號均以固定頻率閃爍的控制方式。
通常規(guī)定區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式具有最高的優(yōu)先等級，線協(xié)調(diào)控制運行模式次之，單點控制運行模式最低，在單點控制運行模式之下單點感應(yīng)控制運行模式具有最高的優(yōu)先等級，單點多時段定時控制運行模式次之，單點黃閃控制運行模式最低。系統(tǒng)通過內(nèi)置時間表把一天分成若干個時段，每個時段指定一種運行模式，當(dāng)系統(tǒng)正常運行時按照內(nèi)置時間表定時進(jìn)行運行模式的轉(zhuǎn)換，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時則按照規(guī)定的運行模式優(yōu)先次序進(jìn)行運行模式降級轉(zhuǎn)換，一旦系統(tǒng)故障消除后，系統(tǒng)就自動恢復(fù)運行原來的運行模式。例如當(dāng)系統(tǒng)正在運行區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式時，若系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障，那么系統(tǒng)便即刻轉(zhuǎn)入線協(xié)調(diào)控制運行模式并一直保持運行這種模式，一旦系統(tǒng)故障消除，系統(tǒng)便按照內(nèi)置時間表轉(zhuǎn)入相應(yīng)的運行模式。
在正常情況下系統(tǒng)的運行模式只是根據(jù)內(nèi)置時間表進(jìn)行定時轉(zhuǎn)換，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時也只能按照規(guī)定的優(yōu)先等級進(jìn)行依次降級處理，運行模式轉(zhuǎn)換與實時交通需求無關(guān)，不能自動適應(yīng)交通需求的日常變化，更無法自動適應(yīng)交通需求的劇變，交通信號控制效果不佳。

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)，以解決當(dāng)前的交通信號控制系統(tǒng)的運行模塊轉(zhuǎn)換不能自動適應(yīng)日常的交通需求變化，更不能自動適應(yīng)交通需求劇變的問題。
按照本發(fā)明所提供的設(shè)計方案，交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法在宏觀上包括區(qū)域協(xié)調(diào)控制、線協(xié)調(diào)控制和單點控制三種運行模式，其中，在微觀上單點控制運行模式由單點優(yōu)化控制、單點感應(yīng)控制、單點多時段定時控制和單點黃閃控制四種運行模式組成，其特征是把實時交通需求分成輕交通、中交通和重交通三種狀態(tài)；其中交通流量低于某一設(shè)定值V1時為輕交通狀態(tài)，交通流量高于某一設(shè)定值V2時為重交通狀態(tài)，交通流量高于某一設(shè)定值V1、低于另一設(shè)定值V2時為中交通狀態(tài)；在微觀上再將區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式分成區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制、區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制和區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制三種運行模式，把線協(xié)調(diào)控制運行模式分成線協(xié)調(diào)重交通控制、線協(xié)調(diào)中交通控制和線協(xié)調(diào)輕交通控制三種運行模式，把單點優(yōu)化控制運行模式分成單點優(yōu)化重交通控制、單點優(yōu)化中交通控制和單點優(yōu)化輕交通控制三種模式；交通信號控制系統(tǒng)的宏觀運行模式根據(jù)內(nèi)置時間表進(jìn)行定時轉(zhuǎn)換，微觀運行模式根據(jù)實時交通狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)自動轉(zhuǎn)換。
交通信號控制系統(tǒng)通過內(nèi)置時間表把一天分成若干個時段，每個時段指定一種宏觀運行模式，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時首先按照內(nèi)置時間表選擇一種宏觀運行模式，然后在該宏觀運行模式下按照實時交通狀態(tài)自動選擇相對應(yīng)的微觀運行模式，若宏觀運行模式選定的是單點感應(yīng)控制或單點多時段定時控制或單點黃閃控制，那么就不再選擇微觀運行模式。
區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式具有最高的優(yōu)先等級，線協(xié)調(diào)控制運行模式次之，單點控制運行模式最低。
在單點控制運行模式之下，單點優(yōu)化具有最高的優(yōu)先等級，其次是單點感應(yīng)控制運行模式，隨后是單點多時段定時控制運行模式，單點黃閃控制運行模式的優(yōu)先等級最低。
當(dāng)交通信號控制系統(tǒng)正運行在區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制運行模式時，若其后一段時間內(nèi)控制區(qū)域內(nèi)大部分受控路口的實時交通狀態(tài)都達(dá)到中交通狀態(tài)時，那么系統(tǒng)的運行模式就自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制模式；若達(dá)到的是輕交通狀態(tài)，那么系統(tǒng)的運行模式便自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制運行模式。
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時按照宏觀運行模式的優(yōu)先次序自動進(jìn)行順序降級轉(zhuǎn)換。
本技術(shù)具有以下優(yōu)點1、控制靈活、模式多樣；2、運行模式能自動適應(yīng)實時交通態(tài)勢的日常變化而變化；3、運行模式能自動適應(yīng)實時交通態(tài)勢的劇變而跳變。


圖1為原來的交通信號控制系統(tǒng)運行模式。
圖2為本發(fā)明的交通信號控制系統(tǒng)運行模式。
具體實施例方式
本發(fā)明把交通信號控制系統(tǒng)在宏觀上的運行模式仍分成區(qū)域協(xié)調(diào)控制、線協(xié)調(diào)控制和單點控制三種運行模式，把單點控制運行模式分成單點優(yōu)化控制、單點感應(yīng)控制、單點多時段定時控制和單點黃閃控制四種運行模式，以上這些運行模式都屬宏觀運行模式。但在微觀上又把區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式分成區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制、區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制和區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制三種運行模式，把線協(xié)調(diào)控制運行模式分成線協(xié)調(diào)重交通控制、線協(xié)調(diào)中交通控制和線協(xié)調(diào)三種運行模式，把單點優(yōu)化控制運行模式分成單點優(yōu)化重交通控制、單點優(yōu)化中交通控制和單點優(yōu)化輕交通控制三種模式，以上這些運行模式都屬微觀運行模式，見圖2。
本發(fā)明規(guī)定區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式具有最高的優(yōu)先等級、線協(xié)調(diào)控制運行模式次之，單點控制運行模式最低。在單點控制運行模式之下單點優(yōu)化具有最高的優(yōu)先等級，其次是單點感應(yīng)控制運行模式，隨后是單點多時段定時控制運行模式，單點黃閃控制運行模式的優(yōu)先等級最低。區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式和線協(xié)調(diào)控制運行模式之下都不設(shè)優(yōu)先等級。
本發(fā)明把實時交通需求分成輕交通、中交通和重交通三種狀態(tài)。交通需求較低即交通流量低于某一設(shè)定值V1時是輕交通狀態(tài)，交通需求較大即交通流量高于某一設(shè)定值V2時是重交通狀態(tài)，交通需求適中即交通流量高于某一設(shè)定值V1但又低于另一設(shè)定值V2時是中交通狀態(tài)。本發(fā)明提出的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法是指交通信號控制系統(tǒng)的宏觀運行模式仍根據(jù)內(nèi)置時間表進(jìn)行定時轉(zhuǎn)換，但其微觀運行模式則根據(jù)實時的交通狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)自動轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)通過內(nèi)置時間表把一天分成若干個時段，每個時段指定一種宏觀運行模式，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時首先按照內(nèi)置時間表選擇一種宏觀運行模式，然后在該宏觀運行模式下按照實時交通狀態(tài)自動選擇相對應(yīng)的微觀運行模式，若宏觀運行模式選定的是單點感應(yīng)控制或單點多時段定時控制或單點黃閃控制，那么就不再選擇微觀運行模式。例如當(dāng)系統(tǒng)正運行在區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制運行模式時，若其后一段時間內(nèi)控制區(qū)域內(nèi)大部分受控路口的實時交通狀態(tài)都達(dá)到中交通狀態(tài)時，那么系統(tǒng)的運行模式就自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制模式，若達(dá)到的是輕交通狀態(tài)，那么系統(tǒng)的運行模式便自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制運行模式。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時按照宏觀運行模式的優(yōu)先次序自動進(jìn)行順序降級轉(zhuǎn)換。例如當(dāng)系統(tǒng)正運行區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制運行模式時發(fā)生嚴(yán)重故障，那么系統(tǒng)便即刻轉(zhuǎn)換到線協(xié)調(diào)控制運行模式之下的線協(xié)調(diào)中交通控制運行模式，一旦系統(tǒng)故障消除，系統(tǒng)便按照內(nèi)置時間表和實時的交通狀態(tài)即刻自動轉(zhuǎn)入相應(yīng)的運行模式。
權(quán)利要求
1.交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，在宏觀上包括區(qū)域協(xié)調(diào)控制、線協(xié)調(diào)控制和單點控制三種運行模式，其中，在微觀上單點控制運行模式由單點優(yōu)化控制、單點感應(yīng)控制、單點多時段定時控制和單點黃閃控制四種運行模式組成，其特征是把實時交通需求分成輕交通、中交通和重交通三種狀態(tài)；其中交通流量低于某一設(shè)定值V1時為輕交通狀態(tài)，交通流量高于某一設(shè)定值V2時為重交通狀態(tài)，交通流量高于某一設(shè)定值V1、低于另一設(shè)定值V2時為中交通狀態(tài)；在微觀上再將區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式分成區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制、區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制和區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制三種運行模式，把線協(xié)調(diào)控制運行模式分成線協(xié)調(diào)重交通控制、線協(xié)調(diào)中交通控制和線協(xié)調(diào)輕交通控制三種運行模式，把單點優(yōu)化控制運行模式分成單點優(yōu)化重交通控制、單點優(yōu)化中交通控制和單點優(yōu)化輕交通控制三種模式；交通信號控制系統(tǒng)的宏觀運行模式根據(jù)內(nèi)置時間表進(jìn)行定時轉(zhuǎn)換，微觀運行模式根據(jù)實時交通狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)自動轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，其特征是交通信號控制系統(tǒng)通過內(nèi)置時間表把一天分成若干個時段，每個時段指定一種宏觀運行模式，當(dāng)系統(tǒng)正常工作時首先按照內(nèi)置時間表選擇一種宏觀運行模式，然后在該宏觀運行模式下按照實時交通狀態(tài)自動選擇相對應(yīng)的微觀運行模式，若宏觀運行模式選定的是單點感應(yīng)控制或單點多時段定時控制或單點黃閃控制，那么就不再選擇微觀運行模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，其特征是區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式具有最高的優(yōu)先等級，線協(xié)調(diào)控制運行模式次之，單點控制運行模式最低。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，其特征是在單點控制運行模式之下，單點優(yōu)化具有最高的優(yōu)先等級，其次是單點感應(yīng)控制運行模式，隨后是單點多時段定時控制運行模式，單點黃閃控制運行模式的優(yōu)先等級最低。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，其特征是當(dāng)交通信號控制系統(tǒng)正運行在區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)重交通控制運行模式時，若其后一段時間內(nèi)控制區(qū)域內(nèi)大部分受控路口的實時交通狀態(tài)都達(dá)到中交通狀態(tài)時，那么系統(tǒng)的運行模式就自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)中交通控制模式；若達(dá)到的是輕交通狀態(tài)，那么系統(tǒng)的運行模式便自動轉(zhuǎn)換成區(qū)域協(xié)調(diào)控制運行模式之下的區(qū)域協(xié)調(diào)輕交通控制運行模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，其特征是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時按照宏觀運行模式的優(yōu)先次序自動進(jìn)行順序降級轉(zhuǎn)換。
全文摘要
交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法，涉及應(yīng)用在區(qū)域道路路網(wǎng)的交通信號控制系統(tǒng)運行模式的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換工作原理和方法。按照本發(fā)明所提供的設(shè)計方案，交通信號控制系統(tǒng)運行模式自適應(yīng)轉(zhuǎn)換方法在宏觀上包括區(qū)域協(xié)調(diào)控制、線協(xié)調(diào)控制和單點控制三種運行模式，其特征是把實時交通需求分成輕交通、中交通和重交通三種狀態(tài)；其中交通流量低于某一設(shè)定值V
文檔編號G08G1/07GK1710627SQ20051004062
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, 羅俊儀, 趙永進(jìn), 王長君, 鄭煜 申請人:公安部交通管理科學(xué)研究所