基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法及系统技术方案

基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法及系统，通过建立城市道路组合交通流模型，将车流量信息分为稳定流和组合流，可准确模拟现实车流量信息。通过对道路进行数字化图形的采集，可使数字化图形的原始地图中的像素点作为道路的坐标，设定采样时间间隔，当检测到所述道路上的车辆在道路通行周期内不再前进时，再次在所述采样位置采集所述道路的数字化图形信息，获得拥堵发生的起点位置，根据发生拥堵起点距所述检测点的距离，通过车辆排队长度计算公式可计算出实时车辆排队长度，根据实时车辆排队长度，控制上游路口信号灯的运行状态，从而避免上游路口车辆进入发生拥堵道路造成上游路口交通堵塞。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法及系统，通过建立城市道路组合交通流模型，将车流量信息分为稳定流和组合流，可准确模拟现实车流量信息。通过对道路进行数字化图形的采集，可使数字化图形的原始地图中的像素点作为道路的坐标，设定采样时间间隔，当检测到所述道路上的车辆在道路通行周期内不再前进时，再次在所述采样位置采集所述道路的数字化图形信息，获得拥堵发生的起点位置，根据发生拥堵起点距所述检测点的距离，通过车辆排队长度计算公式可计算出实时车辆排队长度，根据实时车辆排队长度，控制上游路口信号灯的运行状态，从而避免上游路口车辆进入发生拥堵道路造成上游路口交通堵塞。【专利说明】基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法及系统
本专利技术涉及一种道路上交通信号灯控制技术。具体地说涉及一种基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法及系统。
技术介绍
随着车辆的保有量的不断上升，城市道路日益拥堵，从而导致城市道路交通事故频发。一旦道路上发生拥堵，将直接降低路网的运行效率，也容易诱发二次事故。减少交通事故带来的负面影响的有效途径，是通过运算实时拥堵造成的影响，根据计算可得到道路达到最大排队长度的时间，为采取有效的措施处理拥堵提供可靠的理论依据。中国专利文献CN102034354A公开了一种基于固定检测器的城市道路交通事故影响范围确定方法。该方法是基于在道路中设置的固定检测器，用以检测车辆的离去率，通过采用城市道路组合交通流来描述车辆到达的特征。根据车辆的到达率和离去率，建立基于固定检测器的排队长度测算方法，再根据交通事故持续的时间，计算交通事故造成的最大排队长度并根据交通事故造成的拥堵扩散过程，确定交通事故的影响范围。该方法能够计算发生在固定检测器沿车辆行驶方向前方的交通事故造成拥堵的车辆排队长度。并根据城市道路交通信号灯的特点，计算出交通事故造成的拥堵扩散过程。但是，当交通事故发生时，路口造成的拥堵具有累加性，一旦路口出现锁死的情况，会影响后方路口的正常交通疏导，上述专利文献公开的方法无法计算实际中所有碰撞发生的位置，通用性差。同时，上述专利文献公开的方法也无法控制实际中所有发生碰撞的位置后方路口交通信号灯的运行状态，实用性差。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中仅能计算发生在固定检测器沿车辆行驶方向前方的交通事故造成拥堵的车辆排队长度带来的通用性差和实用性差。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为:基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，包括以下步骤:S1:通过建立城市道路组合交通流模型来描述道路上车辆的到达特征，计算所述道路上车辆的到达率，所述到达率为单位时间内进入所述道路的车辆数；进一步包括以下步骤:Sll:将所述组合交通流分为稳定流和离散流，所述稳定流由上游路口直行车道放行的连续驶入车辆构成，离散流由上游路口左转和右转车道驶入的车辆构成，将上游路口直行车道开始放行的时间设为周期开始时间，所述道路上车辆的到达率为:【权利要求】1.基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:通过建立城市道路组合交通流模型来描述道路上车辆的到达特征，计算所述道路上车辆的到达率，所述到达率为单位时间内进入所述道路的车辆数；进一步包括以下步骤: Sll:将所述组合交通流分为稳定流和离散流，所述稳定流由上游路口直行车道放行的连续驶入车辆构成，离散流由上游路口左转和右转车道驶入的车辆构成，将上游路口直行车道开始放行的时间设为周期开始时间，所述道路上车辆的到达率为: 2.根据权利要求1所述的基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述步骤S5中将再次获取到的数字化图形，与所述的原始地图的数字化图形进行比对这一步骤具体为:比对两幅图形不同的像素点，识别出从下游至上游第一个不同的像素点，即为发生拥堵的位置。3.根据权利要求1或2所述的基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，具体包括以下步骤: 561:判断发生拥堵的位置位于所述检测点的上游或下游； 562:若发生拥堵的位置位于所述检测点的下游，发生拥堵的位置与所述检测点的距离为Itl,以及所述检测点检测到车辆在通行周期内不再前进的时刻ts，则通过车辆排队长度测算公式: 4.根据权利要求1-3任一所述的基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述步骤S4中所述检测点在检测到所述道路上的车辆在通行周期内不再前进，这一步骤具体为: 所述检测点在预定时间内检测到正前方的车辆在道路通行周期内不发生移动时或没有检测到车辆通过检测点。5.基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制系统，其特征在于，包括以下模块: 交通流建立模块:用于建立城市道路组合交通流模型来描述道路上车辆的到达特征，计算所述道路上车辆的到达率，所述到达率为单位时间内进入所述道路的车辆数；进一步包括: 到达率计算模块，用于将所述组合交通流分为稳定流和离散流，所述稳定流由上游路口直行车道放行的连续驶入车辆构成，离散流由上游路口左转和右转车道驶入的车辆构成，将上游路口直行车道开始放行的时间设为周期开始时间，所述道路上车辆的到达率为: λ = — (A1 — A2) + A2 C1其中，λ i为稳定流的到达率，λ 2为离散流的到达率，S1为上游路口直行车道放行的持续时间，C1为组合交通流周期，且组合交通流周期等于上游路口信号周期； 采样模块:选取道路中某一位置作为采样位置，采集上下游两个路口间的无车辆行驶时道路的数字化图形，将获取到的数字化图形作为所述道路的原始地图，所述数字化图形的起始像素点对应道路下游的起始位置，所述数字化图形结束的像素点对应道路上游的结束位置； 检测模块:在所述道路上选择任意位置作为检测点，每隔采样间隔At检测所述道路上车辆的离去率，所述离去率为单位时间内离开所述道路的车辆数； 二次采集模块:所述检测点在检测到所述道路上的车辆在通行周期内不再前进时，再次在所述采样位置采集所述道路的数字化图形； 比对模块:将再次获取到的数字化图形，与所述的原始地图进行比对，比对两幅数字化图形的不同，得到拥堵发生的起点距离检测点的距离Ici,以及判断拥堵发生的位置位于所述检测点的上游或下游； 计算模块:根据所述的距离Itl,和发生拥堵的位置，以及所述检测点检测到车辆在通行周期内不再前进的时刻ts，通过车辆排队长度测算公式计算实时车辆排队长度； 交通信号灯控制模块:设定预警车辆排队长度，在所述车辆排队长度达到所述预警车辆排队长度时，判断上游路口指示进入发生拥堵道路的交通信号灯是否处于绿灯状态；是，则将指示进入发生拥堵道路的交通信号灯变为红灯并保持预定时间，并延长指示车辆通行至其余方向的绿灯时间 ；否则，在设定时间内继续延长红灯时间；设定允许放行排队长度，当所述车辆排队长度达到所述允许放行排队长度时，将交通信号灯调整为正常工作周期。6.根据权利要求5所述的基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制系统，其特征在于，所述比对模块中将再次获取到的数字化图形，与所述的原始地图进行比对，具体为: 将再次获取到的数字化图形，与所述的原始地图的数字化图形进行比对，主要比对两幅图形不同的像素点，识别出从下本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于车辆排队长度测算的交通信号灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过建立城市道路组合交通流模型来描述道路上车辆的到达特征，计算所述道路上车辆的到达率，所述到达率为单位时间内进入所述道路的车辆数；进一步包括以下步骤：S11：将所述组合交通流分为稳定流和离散流，所述稳定流由上游路口直行车道放行的连续驶入车辆构成，离散流由上游路口左转和右转车道驶入的车辆构成，将上游路口直行车道开始放行的时间设为周期开始时间，所述道路上车辆的到达率为：λ‾=g1c1(λ1-λ2)+λ2]]>其中，λ1为稳定流的到达率，λ2为离散流的到达率，g1为上游路口直行车道放行的持续时间，c1为组合交通流周期，且组合交通流周期等于上游路口信号周期；S2：选取道路中某一位置作为采样位置，采集上下游两个路口间无车辆行驶时道路的数字化图形，将获取到的数字化图形作为所述道路的原始地图，所述数字化图形的起始像素点对应道路下游的起始位置，所述数字化图形结束的像素点对应道路上游的结束位置；S3：在所述道路上选择任意位置作为检测点，每隔采样间隔Δt检测所述道路上车辆的离去率，所述离去率为单位时间内离开所述道路的车辆数；S4：所述检测点在检测到所述道路上的车辆在通行周期内不再前进时，再次在所述采样位置采集所述道路的数字化图形信息；S5：将再次获取到的数字化图形，与所述的原始地图进行比对,比对两幅数字化图形的不同，得到拥堵发生的起点距离检测点的距离l0，以及判断拥堵发生的位置位于所述检测点的上游或下游；S6：根据所述的距离l0，和发生拥堵的位置，以及所述检测点检测到车辆在通行周期内不再前进的时刻ts，通过车辆排队长度测算公式计算实时车辆排队长度；S7：设定预警车辆排队长度，在所述车辆排队长度达到所述预警车辆排队长度时，判断上游路口指示进入发生拥堵道路的交通信号灯是否处于绿灯状态；是，则将指示进入发生拥堵道路的交通信号灯变为红灯并保持预定时间，并延长指示车辆通行至其余方向的绿灯时间；否则，在设定时间内继续延长红灯时间；设定允许放行排队长度，当所述车辆排队长度达到所述允许放行排队长度时，将交通信号灯调整为正常工作周期。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾怀中，陆建，王锦尧，叶坚，苏子毅，
申请(专利权)人：东南大学，南京市公安局交通管理局，
类型：发明
国别省市：江苏;32