本发明专利技术公开了新型感知与控制的道路交叉口群信号控制系统及控制方法，通过构建360º交叉口全景视频实时监测与建模、交叉口评估指数与在线仿真分析、过饱和交叉口关键路径与控制策略优化、交叉口信号控制优化与全景视频采集机器人联动指挥的四步骤法方法，建立城市基于交叉口群的交通控制智能化机器人，解决城市道路过饱和交叉口单点运行最优化问题，形成智能化指挥城市道路交叉口、过饱和交叉口、过饱和交叉口群交通控制与优化方案，并采用基于交叉口群的交通控制智能化机器人，实现全景视频采集机器人与交通信号控制机联动，提升交叉口单点控制的交通效率和服务水平，从而大幅度提高城市交通系统的运行效率，缓解城市交通拥堵。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，通过构建360o交叉口全景视频实时监测与建模、交叉口评估指数与在线仿真分析、过饱和交叉口关键路径与控制策略优化、交叉口信号控制优化与全景视频采集机器人联动指挥的四步骤法方法，建立城市基于交叉口群的交通控制智能化机器人，解决城市道路过饱和交叉口单点运行最优化问题，形成智能化指挥城市道路交叉口、过饱和交叉口、过饱和交叉口群交通控制与优化方案，并采用基于交叉口群的交通控制智能化机器人，实现全景视频采集机器人与交通信号控制机联动，提升交叉口单点控制的交通效率和服务水平，从而大幅度提高城市交通系统的运行效率，缓解城市交通拥堵。【专利说明】
本专利技术涉及交通控制
，具体的说是涉及新型感知与控制的道路交叉口群 信号控制系统及控制方法。
技术介绍
交叉口群是指城市道路网络中地理位置相邻且存在较强关联性的若干交叉口集 合，对路网交通运行状态影响显著，是城市交通拥堵与交通安全的核心节点和关键所在。交 叉口群在城市道路网络中存在形式分为城市中心区域的交叉口、城市内部隧道两端的交叉 口、立交桥相邻的交叉口、高速路进出口匝道与城市道路街道衔接交叉口、城市快速路进出 口处的信号控制交叉口等。交叉口群构成了城市道路网络的重点交通区域，是提升城市交 通控制性能的关键，解决交叉口群拥堵问题将使城市整个片区道路网络的交通拥堵问题得 到很大缓解。交叉口群关联性主要表现在交叉口间距较短、关键路径流量较大、车流离散性 小，下游交叉口的车流到达分布呈现车流组团状态，而上游交叉口通行状况在一定条件下 会受到下游排队车辆的影响。交叉口群概念的提出，最早是基于交叉口协调控制的需要，交 叉口群关键词定义包括： 交叉口过饱和状态：当交叉口两个方向的流量与交叉口饱和流量之比的和大于1 时，即交通需求超过其通行能力时，将交叉口的状态定义为过饱和状态。 交叉口群过饱和状态：当交叉口群内交通需求大于交叉口群路网的通行能力时， 认为交叉口群处于过饱和状态。利用交叉口群整体交通需求和通行能力的比值(V/C比）来 判断交叉口或交叉口群是否拥堵。同样，也可以应用滞留排队来定义过饱和状态，即存在车 辆在一个绿灯周期内不能通过交叉口的情况(绿灯开始前已在排队，绿灯时间结束时仍未 能通过交叉口），便可定义该状态为过饱和状态，并且扩展相关因素:过饱和状态的程度(排 队长度）、过饱和状态的变化速度(排队增长率）、过饱和状态在交叉口群内部的影响（阻挡 溢流、绿灯空放等负面效应）、过饱和状态的持续时间(持续时间）等。 交叉口群关键路径:在交叉口群的信号控制中，路径是交叉口群中一个交叉口的 序列，使得从它的每个交叉口都有一个路段到达该序列的下一个交叉口。鉴于交叉口群中 交叉口是有限的，交叉口群中的所有路径均为有限路径，每条路径均存在起点交叉口和终 点交叉口，对应的交叉口流向定义为起点流向和终点流向，路径经过的交叉口定义为路径 内交叉口。交叉口群关键路径指交叉口群中交通量最大且决定交叉口群整体运行效率的路 径，在交叉口群关键路径中，任何路段交通服务水平的改变都会对外交叉口群范围内其他 路径产生影响，容易产生拥堵。长期以来，城市交通拥堵、交叉口群运行过饱和状态的基于 交叉口群的交通控制问题，在实际应用中并没有从宏观、中观、微观一体化层面上思考与解 决问题的实质性成因。现有技术对于城市交通安全、拥堵的交叉口控制，只是进行单一的 技术手段提升，如:交叉口建模分析，或是交叉口仿真，或是交叉口优化等。基于此，经过长 期研究发现:在过饱和状态运行交叉口群中，首先城市道路交叉口单点运行并没有达到最 优状态;其次，城市交通过饱和状态运行的交叉口早、晚高峰及平峰时段，现场指挥多数采 用人工模式，直接受天气、季节、时间、空气、身体等条件影响。诸如此类，既不能满足长时 间、连续不断地科学协调指挥交叉口信号控制，提高交叉口运行效率，由于交通污染原因又 损害交叉口指挥人员的身心健康，这一问题应该予以解决。进入交通大数据、云计算等新一 代信息技术时代，根据国内外相关技术发展现状，在获取交叉口群范围、过饱和状态产生时 间、交叉口群关键路径、交通流参数饱和特征、控制信号机与全景视频采集机器人联动后指 挥交叉口运行诸多方面都迫切需要完善与提升。 目前，过饱和状态下的交通管理与控制方法已有过相关研究，但识别交叉口过饱 和状态却不多，现有的过饱和状态的交通管理策略中，通常都假设交叉口得到大流量已知， 从而获取交叉口的交通状态;而过饱和状态下，不能提供足够有效的数据来识别交叉口的 交通状态。 当前，国内外主流的城市交通信号控制系统大部分采用分层次递阶式控制结构， 如英国的SC00T(Split Cyele Offset Optimization Technique)、澳大利亚的SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)、日本的STREAM(Strategic Real-time Control for Megalopolis-traffic)、德国的M0TI0N(Method for the Optimization of Traffic Signals In On-Line Controlled Network)等。分层递阶式的控制结构一般分为 组织层、协调层、控制层，其中协调层为区域级控制。英国的SC00T和澳大利亚的SCATS都属 于静态分区控制策略，二者的不同主要是分区后的相邻子区域合并与分离的策略不同，英 国的SC00T是不能合并，澳大利亚的SCATS可以合并，二者的缺点是静态分区控制策略，无法 适应城市道路交通网络交通流OD分布的动态变化。其它模式国内并没有一成不变地完整引 入。 综上所述，国内外对城市道路交叉口群或类似概念进行了许多研究讨论，讨论的 主要内容包括交叉口群概念、范围界定、交通关联特性、交通协调控制方法，而对于过饱和 状态交叉口群的控制策略和方法研究还停留在初级阶段。特别是在交通大数据、云计算环 境下，既使有关对过饱和状态下交通控制和交通建模进行了讨论，但是大部分研究工作只 专注与如何检测过饱和状态会带来的延误或在过饱和状态下模型效果，获得类似道路通行 能力手册形式的公式或工作流程。对于管理过饱和状态下交通流的运行最重要的是对过饱 和状态所产生的超长排队进行管理或控制整个路网的过饱和度(V/C比）；现有对过饱和状 态产生的排队进行管理的策略，大部分是根据下游交叉口的高级检测器能检测的排队长度 来估计，但是很少有模型能预测排队超过检测点，甚至整个路段长度的情况。已有研究可以 实现不利用出口检测器便能估计过饱和状态排队情况;大多数针对过饱和状态交通控制 的研究是基于自适应控制系统发展的；这些系统必须在过饱和状态下都能工作，或者至少 在接近过饱和状态下能有效运行。但是因为已有系统大多数是商用系统，关于自适应信号 控制系统对过饱和状态估计及控制的详细方法的文献很少见刊。 针对交通流的过饱和特性，一些交通信号控制优化的理论优化策略或算法被提 出。部分常用的离线交通信号控制优化软件(如PASSER和TRANSYT)研发了过饱和状态的信 号周期、绿信比、相位差的优化方法。这些理论优化策略和算法的主要缺点本文档来自技高网...
【技术保护点】
新型感知与控制的道路交叉口群信号控制系统，其特征在于，该控制系统包括：全景视频采集机器人，所述全景视频采集机器人包括第一视频摄像模块(1)、第二视频摄像模块(2)和数据处理器模块，所述第一视频摄像模块和第二视频摄像模块分别与数据处理器模块连接；所述第一视频摄像模块和第二视频摄像模块用于实时动态采集交叉口360°全景视频，并将拍摄的视频数据传输至数据处理器模块；所述数据处理器模块用于根据视频数据建立交叉口运行模型，根据交叉口运行模型分析交叉口群交通特性，根据交叉口群交通特性进行交叉口评估指数与在线仿真分析，识别交叉口群交通运行状态，从而对过饱和状态交叉口群的关键路径进行过饱和交叉口信号配时控制方案优化，调整过饱和状态交叉口群交通信号控制策略，并控制全景视频采集机器人运行调整后的交叉口群交通信号控制策略，实现交叉口控制信号配时优化方案稳态运行与全景视频采集机器人联动指挥。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈乙利，陈乙周，黎忠华，
申请(专利权)人：深圳榕亨实业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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