城市道路交通信号控制优化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种城市道路交通信号控制优化系统，包括信号控制策略配置模块，信号配时参数设置模块，信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块，多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成模块，信号控制方案运行实时监测模块，信号控制性能评估模块，设备运行状况监测模块以及数据服务模块。本发明专利技术具有部署灵活，实施成本较低，具有良好的经济性、实用性和可靠性特点，为城市交通管理者提供了多样化的信号控制手段和智能化的解决方式，同时亦提供了全面、具体的决策信息支持，适合在我国大中小型城市应用，以满足当前急需的智能化交通管控需求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种城市道路交通信号控制优化系统，包括信号控制策略配置模块，信号配时参数设置模块，信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块，多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成模块，信号控制方案运行实时监测模块，信号控制性能评估模块，设备运行状况监测模块以及数据服务模块。本专利技术具有部署灵活，实施成本较低，具有良好的经济性、实用性和可靠性特点，为城市交通管理者提供了多样化的信号控制手段和智能化的解决方式，同时亦提供了全面、具体的决策信息支持，适合在我国大中小型城市应用，以满足当前急需的智能化交通管控需求。【专利说明】城市道路交通信号控制优化系统
本专利技术涉及城市智能交通，尤其是城市道路交通信号控制优化系统。
技术介绍
城市道路交通信号控制优化对于缓解城市道路交通拥堵，提高城市道路交通运行效率具有重要作用。目前，国内外已研发了一系列具备信号控制参数优化功能的交通信号控制系统，并在诸多城市投入使用，取得了较好的应用效果，如英国的SCOOT系统，澳大利亚的SCATS系统，法国的CRONOS系统，美国的RHODES系统、OPAC系统，ACS Lite系统，我国的HiCon系统等。然而，随着我国城市道路交通拥堵的日益加剧，现有的多数交通信号控制系统已无法完全满足我国大中型城市对于智能化的信号控制优化及信息服务的需求，具体体现在以下几个方面:1)信号控制系统本身的升级和优化存在较大困难，很大程度上依赖于系统生产厂商的配合和参与，系统改造成本大、后续扩展能力弱；2)我国诸多城市的交通信号控制系统由多个品牌的系统构成，缺乏一个统一协调和信息交互的平台，导致信号控制的协同效益难以得到发挥，特别是交通拥堵状况下，较难实现整体路网配时参数的协同优化；3)信号控制系统的信息共享能力弱，导致其游离于其他交通运行管控系统之外，不仅存在重复建设的浪费，也使城市智能交通系统间的协同运作效益难以发挥；4)信号控制系统的功能较为单一，信号控制策略配置手段有限，缺乏交叉口交通运行性能评价、信号机运行状态的监测、信号方案对比评价等多样化的信息服务和决策支持；5)系统功能缺乏系统、合理的设计，系统人工干预度高，用户体验不佳。因此，城市交通管理者迫切需要一种第三方应用系统或平台，通过其与信号控制系统的对接和交互。
技术实现思路
专利技术目的:提供一种城市道路交通信号控制优化系统，以解决现有技术存在的至少部分问题，实现智能化的信号控制优化和信息服务。技术方案:一种城市道路交通信号控制优化系统，包括: 信号控制策略配置模块，用于接收用户通过输入的信号控制模式、控制对象和信号控制方式信息； 信号配时参数设置模块，用于接收用户输入的交叉口信号控制参数，包括配时参数约束值和交通流特性参数； 信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块，用于接受信号控制策略配置模块和信号配时参数设置模块，以及交通流数据采集设备传递的信息；估计和预测交叉口各流向的交通需求，优化交叉口的信号配时参数，生成信号控制优化方案，下发至信号控制系统接口，实现实时信号控制优化，实时优化方案将存储至系统数据库，支撑数据服务模块；多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成模块，用于接受信号控制策略配置模块、信号配时参数设置模块传递的信息，并基于历史同期平均交通需求，离线优化路网交叉口的信号配时参数，生成多时段信号控制优化方案，下发至信号控制系统接口，更新信号控制系统中的多时段信号控制方案，多时段优化方案将储存至系统数据库，支撑数据服务模块； 信号控制方案运行实时监测模块，用于通过交通信号控制系统接口接收当前执行的信号控制方案，实现路网各交叉口信号控制方案运行情况的动态展现，并将信息储存至系统数据库，支撑数据服务模块； 信号控制性能评估模块，用于接受信号控制方案运行实时监测模块、信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块传递的信号控制方案，以及信号控制系统存储的多时段信号控制方案，实现当前控制时段路网交叉口交通运行性能的评估，以及多时段信号控制方案和实时信号控制优化方案的对比评估，并将评估信息存储至系统数据库，支持数据服务模块； 设备运行状况监测模块，用于接收信号控制系统、交通流数据采集设备发送的设备工作状态、通讯连接、采集数据等信息，实现设备运行状况的动态展现，提供设备异常运行状况频次与持续时间的统计，并将相关信息存储至系统数据库，支持数据服务模块； 数据服务模块，用于通过与系统数据库的交互，实现交叉口类型、各引道车道数及类型、设备信息等各类静态信息，以及交通流数据、交叉口分方向交通需求、历史执行信号控制方案、信号控制优化方案、交通运行性能评价指标等各类动态信息的查询和统计，以及数据报表、统计图表的下载。所述信号控制模式包括多时段控制和实时控制，所述控制对象为系统覆盖范围内的干线及区域交叉口群，所述控制时间为执行信号优化控制方案的时段，所述信号控制模式包括单点控制、干线协同控制和区域协同控制。所述信号控制性能评估模块的评估内容包括: 对于单点控制下的交叉口，动态展现的交通性能评价指标包括交叉口及其包含流向的服务水平、饱和度、通行能力、车辆平均延误、停车次数、排队长度； 对于干线协同控制下的交叉口群，动态展现的交通性能评价指标包括绿波或红波带宽、路段平均车速、路段行程时间等，其中，干线绿波或红波带宽以时空图的形式表征； 对于区域协同控制下的交叉口群，动态展现的交通性能评价指标包括区域通行能力、区域负荷不均匀性、路网车辆平均行驶速度。有益效果:首先，本专利技术通过第三方应用系统或平台实现了智能化的交通信号控制优化和信息服务，可以有效兼容现有各类城市道路交通信息采集手段，独立于信号控制系统，且无需对信号控制系统进行特殊的改造，系统部署灵活，实施成本低，可持续性强，解决了当前城市道路交通信号控制系统改造成本大、后续扩展能力弱、系统升级和优化困难等现实问题；其次，本专利技术为多品牌构成的城市道路交通信号控制系统提供了一个统一协调和信息交互的平台，有助于发挥信号控制的协同效益，满足了在交通拥堵状况下实现整体路网配时参数协同优化的迫切需求；最后，提供了控制策略配置、信号控制参数设置、信号控制配时参数实时优化及优化方案生成、多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成、信号控制方案运行实时监测、信号控制性能评估、设备运行状况监测、数据服务、与信号控制系统的实时对接与交互、与交通流数据采集设备的实时对接等功能，克服了传统信号控制系统功能单一、信号控制策略配置手段优先、缺乏多样化的信息服务和决策支持的弊端，有助于提升系统的智能化水平，增强系统用户的体验。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例的系统功能模块逻辑框架图。图2为本专利技术实施例的系统总体架构图。【具体实施方式】图1为系统功能模块逻辑框架图，该主要描述了本专利技术系统各功能模块之间、系统功能模块与外部接口之间的数据流。从图1可知，城市道路交通信号控制优化系统主要包括信号控制策略配置、信号控制参数设置、信号控制配时参数实时优化及优化方案生成、多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成、信号控制方案运行实时监测、信号控制性能评估、设备运行状况监测、数据服务、与信号控制系统的实时对接与交互、与交通流数据采集设备的实时对接等功能模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市道路交通信号控制优化系统，其特征在于，包括：信号控制策略配置模块，用于接收用户通过输入的信号控制模式、控制对象、控制时间和信号控制方式信息；信号配时参数设置模块，用于接收用户输入的交叉口信号控制参数，包括配时参数约束值和交通流特性参数；信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块，用于接受信号控制策略配置模块和信号配时参数设置模块，以及交通流数据采集设备传递的信息；估计和预测交叉口各流向的交通需求，优化交叉口的信号配时参数，生成信号控制优化方案，下发至信号控制系统接口，实现实时信号控制优化，实时优化方案将存储至系统数据库，支撑数据服务模块；多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成模块，用于接受信号控制策略配置模块、信号配时参数设置模块传递的信息，并基于历史同期平均交通需求，离线优化路网交叉口的信号配时参数，生成多时段信号控制优化方案，下发至信号控制系统接口，更新信号控制系统中的多时段信号控制方案，多时段优化方案将储存至系统数据库，支撑数据服务模块；信号控制方案运行实时监测模块，用于通过交通信号控制系统接口接收当前执行的信号控制方案，实现路网各交叉口信号控制方案运行情况的动态展现，并将信息储存至系统数据库，支撑数据服务模块；，信号控制性能评估模块，用于接受信号控制方案运行实时监测模块、信号控制配时参数实时优化及优化方案生成模块传递的信号控制方案，以及信号控制系统存储的多时段信号控制方案，实现当前控制时段路网交叉口交通运行性能的评估，以及多时段信号控制方案和实时信号控制优化方案的对比评估，并将评估信息存储至系统数据库，支持数据服务模块；设备运行状况监测模块，用于接收信号控制系统、交通流数据采集设备发送的设备工作状态、通讯连接、采集数据等信息，实现设备运行状况的动态展现，提供设备异常运行状况频次与持续时间的统计，并将相关信息存储至系统数据库，支持数据服务模块；数据服务模块，用于通过与系统数据库的交互，实现交叉口类型、各引道车道数及类型、设备信息等各类静态信息，以及交通流数据、交叉口分方向交通需求、历史执行信号控制方案、信号控制优化方案、交通运行性能评价指标等各类动态信息的查询和统计，以及数据报表、统计图表的下载。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆振波，陈凝，夏井新，黄卫，安成川，吕伟韬，张韦华，饶文明，马党生，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32