基于多源交通大数据的交通信号优化系统及运行方法技术方案

本发明专利技术提供了基于多源交通大数据的交通信号优化系统及运行方法，其可以对多源海量数据优化进行统一处理，生成实时、精确可靠的交通信号控制方案，提高了数据分析的实时性和综合利用率。其包括信号机系统、网络通信设备及中心系统平台；信号机系统和中心系统平台通过网路通信设备进行通信连接；信号机系统包括控制单元、灯驱动单元，控制单元包括核心单元、执行单元；中心系统平台包括大数据处理模块，大数据处理模块接收来自路面检测器采集的交通数据、互联网平台的交通数据、以及从导航系统传入的交通数据，并对数据进行融合分析，形成区域信号配时优化方案，并发送至信号机系统。

【技术实现步骤摘要】
基于多源交通大数据的交通信号优化系统及运行方法
本专利技术涉及交通控制系统
，具体为基于多源交通大数据的交通信号优化系统及运行方法。
技术介绍
交通信号控制系统作为城市智能交通系统的核心组成部分，自上世60年代以来，国内外学者进行了大量的研究和探索，先后研发了各具特色、效果显著的交通信号控制系统，如英国的SCOOT、澳大利亚的SCATS、国内海信Hi-Con信号控制系统，这些系统在世界范围内的广泛应用，为许多城市的交通拥堵确实起到了很好的缓解作用；但是综观现有的交通信号控制系统的应用状况，在处理多源海量数据的时候，仍然存在对于数据的综合利用率不高、实时处理可靠性不足的问题。
技术实现思路
为了解决处理多源海量数据时对数据利用率不高、实时处理可靠性不足的问题，本专利技术提供了基于多源交通大数据的交通信号优化系统及运行方法，其可以对多源海量数据优化进行统一处理，生成实时、精确可靠的交通信号控制方案，提高了数据分析的实时性和综合利用率。其技术方案是这样的：基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其包括信号机系统、网络通信设备及中心系统平台；所述网络通信设备包括通过无线网络、有线网络方式进行通信数据传输的设备，所述信号机系统和所述中心系统平台通过所述网路通信设备进行通信连接；所述信号机系统包括控制单元、灯驱动单元，其特征在于：所述中心系统平台包括大数据处理模块，所述大数据处理模块接收来自路面检测器采集的交通数据、互联网平台的交通数据、以及从导航系统传入的交通数据，并对数据进行融合分析，形成区域信号配时优化方案，并发送至所述信号机系统；所述控制单元包括核心单元、执行单元；所述核心单元对接收到的所述中心系统平台发出的区域信号配时优化方案后进行解析，确定本次配时方案所需控制的执行方案，并将执行方案转发至执行单元；所述执行单元对执行方案进行解析得到灯控制指令，发送给所述灯驱动单元进而控制相应的信号灯的状态；所述灯驱动单元根据将所述执行单元发出的灯控制指令转换成对信号灯电源的开关控制，控制对应的信号灯的开关状态；所述核心单元包括实时时钟、数据通信模块；所述数据通信模块与所述中心系统平台通信连接，所述核心单元通过所述数据通信模块与所述中心系统平台进行数据通信；所述核心单元在进行区域信号配时优化方案解析时，通过所述实时时钟进行时间判断，以确保区域信号配时优化方案的实时性和准确性。其进一步特征在于：所述核心单元还包括数据存储模块，所述数据存储模块存储的参数主要包括信号灯组、接线端子、相位、配时方案、控制时段、日计划调度信息、进口车道和检测器配置信息；所述中心系统平台还包括监控终端模块，所述监控终端模块用于各种信号控制数据的结果展示，显示联网路口的运行信息；所述信号机系统还包括显示操作单元、保安单元、检测器单元；所述显示操作单元通过图形界面的方式实现对信号机运行参数的修改；所述保安单元作为所述核心单元的热备份，平时处于休眠状态，一旦所述核心单元检测到唤醒信号，则所述保安单元被唤醒，唤醒后先进入过渡状态，然后进入工作状态，代替所述核心单元的工作，获取对所述执行单元的控制权，取代所述执行单元对所述灯驱动单元进行控制；所述检测器单元接收来自检测器的数据，对接收的原始数据进行预处理后，通过所述核心单元转发到所述中心系统平台；所述唤醒信号包括绿灯冲突警告、红灯绿灯同亮警告、红灯不亮警告。基于上述基于多源交通大数据的交通信号优化系统的运行方法，其包括以下步骤：S1：将交通数据发送到所述中心系统平台，由所述中心系统平台进行统一分析、处理、存储，并形成区域信号配时优化方案；S2：所述中心系统平台将区域信号配时优化方案通过所述网络通信设备发送至所述信号机系统；S3：所述信号机系统的所述控制单元对所述中心系统平台下发的区域信号配时优化方案进行判断以及预处理；S4：所述控制单元对执行方案进行解析，向所述灯驱动单元发送控制指令；S5：所述灯驱动单元接收控制指令，控制相应的交通信号灯的开关状态；其特征在于：送到所述中心系统平台的所述交通数据包括来自路面检测器、互联网平台以及从导航系统的多源交通大数据；所述控制单元包括核心单元、执行单元；在所述步骤3中通过所述核心单元对所述中心系统平台下发的区域信号配时优化方案进行判断以及预处理，同时通过所述核心单元的实时时钟进行时间判断，以确保区域信号配时优化方案的实时性和准确性；所述步骤3实施之后，还要实施步骤S3-1所述核心单元把处理后的执行方案转发至所述执行单元；所述步骤4中，通过所述执行单元对执行方案进行解析，向所述灯驱动单元发送控制指令。其进一步特征在于：其还包括步骤S6：所述灯驱动单元记录输出状态，并送至所述保安单元，供唤醒信号检测使用；所述信号机系统启动后，上述步骤运行中，所述核心单元会循环执行所述唤醒信号检测，当检测到所述唤醒信号的时候所述保安单元启动，所述保安单元封锁所述执行单元对所述灯驱动单元的控制、获取对所述灯驱动单元的控制权，通过人工干预解除所述唤醒信号提示的冲突；直至所述唤醒信号消失，则解锁所述保安单元对灯驱动单元的控制，把对所述灯驱动单元的控制权还给所述执行单元后，所述保安单元进入休眠状态；在所述步骤3-1执行之前，所述核心单元还需要确认前一方案周期是否结束，在前一方案周期结束后才可以把本次区域信号配时优化方案发送到所述执行单元。与现有技术相比，本专利技术的优点是：(1)本专利技术通过层次性的部署方式，将传统信号机系统的控制单元分为核心单元和执行单元，通过所述核心单元对所述中心系统平台下发的区域信号配时优化方案进行判断以及预处理，而核心单元的实时时钟进行时间判断，以确保区域信号配时优化方案的实时性和准确性；所述执行单元对执行方案进行解析，向所述灯驱动单元发送控制指令，有助于提高信号机系统数据分析的实时性，提高信号机系统的故障处置能力，提高执行效率；(2)本专利技术中，对来自路面检测器、互联网平台以及导航系统的多源海量数据进行统一管理，包括数据的采集、处理、分析、存储，形成了一个有机的整体，提高了对数据的综合利用率；(3)本专利技术基于大数据处理技术，将分散在各个路口的交通信号控制数据、互联网交通大数据进行统一分析和处理，形成交通运行大数据，改变信号控制系统各路口数据相互隔离的现状，消除“信息壁垒”和“信息孤岛”，提高了数据的共享水平。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图；图2为信号机系统结构框图；图3为核心单元的结构框图；图4为本专利技术的运行方法的流程示意图；图5为本专利技术的数据流图。具体实施方式如图1~图5所示，本专利技术包括信号机系统3、网络通信设备2及中心系统平台1；网络通信设备2包括通过无线网络、有线网络方式进行通信数据传输的设备，信号机系统3和中心系统平台1通过网路通信设备2进行通信连接；中心系统平台1包括大数据处理模块101，大数据处理模块101接收来自包括高德、百度在内的互联网平台的交通数据、实时从路面采集的包括交流流量、排队长度及占有率在内的交通数据、从包括GPS在内的导航系统传入的交通数据，并对数据进行融合分析，形成区域信号配时优化方案，并发送至信号机系统3；具体通信协议可参考《GB25280-2016道路交通信号控制机》附录A中的相关内容。信号机系统3包括控制单元、灯驱动单元306，控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其包括信号机系统、网络通信设备及中心系统平台；所述网络通信设备包括通过无线网络、有线网络方式进行通信数据传输的设备，所述信号机系统和所述中心系统平台通过所述网路通信设备进行通信连接；所述信号机系统包括控制单元、灯驱动单元，其特征在于：所述中心系统平台包括大数据处理模块，所述大数据处理模块接收来自路面检测器采集的交通数据、互联网平台的交通数据、以及从导航系统传入的交通数据，并对数据进行融合分析，形成区域信号配时优化方案，并发送至所述信号机系统；所述控制单元包括核心单元、执行单元；所述核心单元对接收到的所述中心系统平台发出的区域信号配时优化方案后进行解析，确定本次配时方案所需控制的执行方案，并将执行方案转发至执行单元；所述执行单元对执行方案进行解析得到灯控制指令，发送给所述灯驱动单元进而控制相应的信号灯的状态；所述灯驱动单元根据将所述执行单元发出的灯控制指令转换成对信号灯电源的开关控制，控制对应的信号灯的开关状态；所述核心单元包括实时时钟、数据通信模块；所述数据通信模块与所述中心系统平台通信连接，所述核心单元通过所述数据通信模块与所述中心系统平台进行数据通信；所述核心单元在进行区域信号配时优化方案解析的时候，通过所述实时时钟进行时间判断，以确保区域信号配时优化方案的实时性和准确性。...

【技术特征摘要】
1.基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其包括信号机系统、网络通信设备及中心系统平台；所述网络通信设备包括通过无线网络、有线网络方式进行通信数据传输的设备，所述信号机系统和所述中心系统平台通过所述网路通信设备进行通信连接；所述信号机系统包括控制单元、灯驱动单元，其特征在于：所述中心系统平台包括大数据处理模块，所述大数据处理模块接收来自路面检测器采集的交通数据、互联网平台的交通数据、以及从导航系统传入的交通数据，并对数据进行融合分析，形成区域信号配时优化方案，并发送至所述信号机系统；所述控制单元包括核心单元、执行单元；所述核心单元对接收到的所述中心系统平台发出的区域信号配时优化方案后进行解析，确定本次配时方案所需控制的执行方案，并将执行方案转发至执行单元；所述执行单元对执行方案进行解析得到灯控制指令，发送给所述灯驱动单元进而控制相应的信号灯的状态；所述灯驱动单元根据将所述执行单元发出的灯控制指令转换成对信号灯电源的开关控制，控制对应的信号灯的开关状态；所述核心单元包括实时时钟、数据通信模块；所述数据通信模块与所述中心系统平台通信连接，所述核心单元通过所述数据通信模块与所述中心系统平台进行数据通信；所述核心单元在进行区域信号配时优化方案解析的时候，通过所述实时时钟进行时间判断，以确保区域信号配时优化方案的实时性和准确性。2.根据权利要求1所述基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其特征在于：所述核心单元还包括数据存储模块，所述数据存储模块存储的参数主要包括信号灯组、接线端子、相位、配时方案、控制时段、日计划调度信息、进口车道和检测器配置信息。3.根据权利要求1所述基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其特征在于：所述中心系统平台还包括监控终端模块，所述监控终端模块用于各种信号控制数据的结果展示，显示联网路口的运行信息。4.根据权利要求1所述基于多源交通大数据的交通信号优化系统，其特征在于：所述信号机系统还包括显示操作单元、保安单元、检测器单元；所述显示操作单元通过图形界面的方式实现对信号机运行参数的修改；所述保安单元作为所述核心单元的热备份，平时处于休眠状态，一旦所述核心单元检测到唤醒信号，则所述保安单元被唤醒，唤醒后先进入过渡状态，然后进入工作状态，代替所述核心单元的工作，获取对所述执行单元的控制权，取代所述执行单元对所述灯驱动单元进行控制；所述检测器单元接收来自检测器的数据，对接收的原始数据进行预处理后，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：树爱兵，邱红桐，代磊磊，徐新东，张雷元，
申请(专利权)人：公安部交通管理科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32