交通十字路口的车辆交通流的交通预测及控制系统技术方案

本申请公开了交通十字路口的车辆交通流的交通预测及控制系统(TPCS)，用于动态实时预测和控制通过一个交通十字路口或邻近区域中多个交通十字路口的车辆交通流。TPCS从本地交通十字路口处的传感器动态接收传感器数据、确定交通流参数、及使用交通流参数确定交通流量。TPCS从邻近交通十字路口处的传感器接收分析参数并确定在前车辆和尾随车辆之间的最小安全驾驶距离、交通自由流密度、同步交通流密度和交通拥堵密度以预测通过本地交通十字路口的车辆交通流跨交通流相阶段的转变。TPCS通过动态调整本地交通十字路口的交通信号的持续时间并将交通信号时间调整指令传给邻近交通十字路口而控制车辆交通流以保持优化的交通流量。

【技术实现步骤摘要】
交通十字路口的车辆交通流的交通预测及控制系统
本申请涉及智能交通领域，尤其涉及交通十字路口的车辆交通流的交通预测及交通灯时间控制系统。
技术介绍
科学家、运输研究者、运输工程师、道路工程师、城市规划者、政策制订者、计算机科学家、经济学家、车辆生产商及每日依赖于运输的上下班往返人员均很有兴趣了解车辆交通流的特点。如在此使用的，“车辆交通流”指车辆在两个点或交通十字路口之间的移动。同样，如在此使用的，“交通十字路口”指彼此相遇或交叉的两条以上道路之间的路口。交通拥堵及交通相变影响在城市、都市和高速公路上每日遭遇塞车的人。随着具有车对车(V2V)通信和先进的驾驶员辅助系统(ADAS)的、无线连接及无人驾驶的车辆的出现，车辆交通流的行为和建模被认为戏剧性地变化。车辆交通流通常受交通十字路口处使用计算机控制的预编程的定时器顺序的交通信号控制。例如通过绿色交通信号灯、黄色交通信号灯和红色交通信号灯确定的交通信号定时为在预定时间段之后改变它们的顺序以调节车辆交通流，例如对具有重车辆交通流的长道路保持绿色交通信号灯的持续时间长及对具有低车辆交通流的短道路保持绿色交通信号灯的持续时间短。预定时间段在相本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于动态预测和控制通过一交通十字路口及邻近交通十字路口的车辆交通流的方法，所述方法采用包括至少一处理器的交通预测及控制系统，所述处理器配置成执行用于实现所述方法的计算机程序指令，所述方法包括：所述交通预测及控制系统动态接收和处理来自位于本地交通十字路口的一个或多个传感器的传感器数据；所述交通预测及控制系统使用动态接收和处理的传感器数据动态确定交通流参数，其包括交通流速度、交通流密度及接近本地交通十字路口的车辆数；所述交通预测及控制系统使用动态确定的交通流参数动态确定交通流量；所述交通预测及控制系统经通信网络动态接收和处理来自位于一个或多个邻近交通十字路口的一个或多个传感器的分析参数，其中所述一...

【技术特征摘要】
2016.03.30 US 15/084,7931.用于动态预测和控制通过一交通十字路口及邻近交通十字路口的车辆交通流的方法，所述方法采用包括至少一处理器的交通预测及控制系统，所述处理器配置成执行用于实现所述方法的计算机程序指令，所述方法包括：所述交通预测及控制系统动态接收和处理来自位于本地交通十字路口的一个或多个传感器的传感器数据；所述交通预测及控制系统使用动态接收和处理的传感器数据动态确定交通流参数，其包括交通流速度、交通流密度及接近本地交通十字路口的车辆数；所述交通预测及控制系统使用动态确定的交通流参数动态确定交通流量；所述交通预测及控制系统经通信网络动态接收和处理来自位于一个或多个邻近交通十字路口的一个或多个传感器的分析参数，其中所述一个或多个邻近交通十字路口包括相对于所述本地交通十字路口的上游交通十字路口和下游交通十字路口；所述交通预测及控制系统使用动态接收和处理的分析参数动态确定接近本地交通十字路口的车辆中在前车辆和尾随车辆之间的最小安全驾驶距离；所述交通预测及控制系统使用动态确定的最小安全驾驶距离、交通流速度、预定速度限制、交通拥堵速度、车辆平均长度、道路条件及一个或多个动态接收和处理的分析参数动态确定交通自由流密度、同步交通流密度和交通拥堵密度；所述交通预测及控制系统使用动态确定的交通自由流密度、动态确定的同步交通流密度和动态确定的交通拥堵密度预测通过本地交通十字路口的车辆交通流跨交通流相阶段的转变；及所述交通预测及控制系统通过基于预测的本地交通十字路口的车辆交通流的转变动态调整本地交通十字路口的交通信号的持续时间并将交通信号时间调整指令传到一个或多个邻近交通十字路口中的每一个而控制通过本地交通十字路口的车辆交通流，其中通过本地交通十字路口的车辆交通流的控制包括：基于与交通流密度和交通流速度相关联的条件，所述交通预测及控制系统经通信网络请求上游交通十字路口朝向本地交通十字路口发送更多车辆交通流及更少车辆交通流之一以保持优化的交通流量；及所述交通预测及控制系统通过使用动态确定的交通流参数及控制来自上游交通十字路口的车辆交通流，动态确定并最佳地控制用于在动态确定的交通流量较接近或远离针对本地交通十字路口的交通流速度和交通流密度优化的交通流量的方向移动的车辆的绿交通信号灯持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述交通预测及控制系统控制通过本地交通十字路口的车辆交通流还包括：所述交通预测及控制系统基于上游交通十字路口的交通流量不多于本地交通十字路口的交通流量及本地交通十字路口的交通流量多于最大交通流量的一半而将本地交通十字路口的交通信号与上游交通十字路口的交通信号同步以使较少车辆交通流通过上游交通十字路口从而避免车辆交通流积聚在本地交通十字路口；及所述交通预测及控制系统基于下游交通十字路口及随后的下游交通十字路口之间的交通流量少于本地交通十字路口的交通流量而将本地交通十字路口的交通信号与下游交通十字路口的交通信号同步以使更多车辆交通流通过本地交通十字路口从而避免车辆交通流积聚在本地交通十字路口。3.根据权利要求1所述的方法，还包括所述交通预测及控制系统经通信网络动态接收和处理来自位于接近本地交通十字路口的每一车辆中的一个或多个传感器的分析参数，以确定接近本地交通十字路口的车辆中在前车辆和尾随车辆之间的最小安全驾驶距离及动态确定交通自由流密度、同步交通流密度和交通拥堵密度。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析参数包括车辆的一般驾驶员的平均反应时间、车辆的平均交通流速度、平均车辆质量、车辆与道路之间的平均摩擦及车辆的平均空气阻力。5.根据权利要求1所述的方法，其中用于控制通过本地交通十字路口的车辆交通流的条件包括交通流密度大于动态确定的交通自由流密度及交通流密度小于动态确定的交通拥堵密度。6.根据权利要求1所述的方法，其中用于控制通过本地交通十字路口的车辆交通流的条件包括交通流速度小于预定速度限制的预定百分比及交通流速度大于零。7.根据权利要求1所述的方法，还包括所述交通预测及控制系统将一次性优先通行证分配给分类车辆以使所述分类车辆能在恢复正常运行之前通过本地交通十字路口，其中所述分类车辆基于通信网络与所述交通预测及控制系统通信。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述交通流相阶段包括交通自由流阶段、同步交通流相阶段和拥堵交通流相阶段。9.一种交通预测及控制系统，用于动态预测和控制通过一交通十字路口及邻近交通十字路口的车辆交通流，所述交通预测及控制系统包括：非短暂计算机可读存储介质，配置成保存所述交通预测及控制系统的模块定义的计算机程序指令；与非短暂计算机可读存储介质通信连接的至少一处理器，所述至少一处理器配置成执行所述计算机程序指令；连接到至少一处理器并与所述交通预测及控制系统的一个或多个模块通信的多个传感器，所述传感器配置成检测通过交通十字路口的车辆交通流；及所述交通预测及控制系统的模块包括：数据通信模块，配置成动态接收和处理来自位于本地交通十字路口的一个或多个传感器的传感器数据；交通流参数确定模块，配置成使用动态接收和处理的传感器数据动态确定交通流参数，其包括交通流速度、交通流密度和接近本地交通十字路口的车辆数；所述交通流参数确定模块还配置成使用动态确定的交通流参数动态确定交通流量；所述数据通信模块还配置成经通信网络从位于一个或多个邻近交通十字路口的一个或多个传感器接收和处理分析参数，其中所述一个或多个邻近交通十字路口包括相对于所述本地交通十字路口的上游交通十字路口和下游交通十字路口；所述交通流参数确定模块还配置成使用动态接收和处理的分析参数动态确定接近本地交通十字路口的车辆中在前车辆和尾随车辆之间的最小安全驾驶距离；所述交通流参数确定模块还配置成使用动态确定的最小安全驾驶距离、交通流速度、预定速度限制、交通拥堵速度、车辆平均长度、道路条件及一个或多个动态接收和处理的分析参数动态确定交通自由流密度、同步交通流密度和交通拥堵密度；交通预测模块，配置成使用动态确定的交通自由流密度、动态确定的同步交通流密度和动态确定的交通拥堵密度预测通过本地交通十字路口的车辆交通流跨交通流相阶段的转变；及交通控制模块，配置成基于预测的来自本地交通十字路口的车辆交通流的转变控制通过本地交通十字路口的车辆交通流，其通过动态调整本地交通十字路口的交通信号的持续时间并将交通信号时间调整指令传给所述一个或多个邻近交通十字路口中的每一个进行；其中所述交通控制模块包括：交通控制通信模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹森·H·高，潮·高，
申请(专利权)人：詹森·H·高，潮·高，
类型：发明
国别省市：美国,US