使用车辆轨迹数据的自适应交通控制制造技术

本申请的实施例提供了交通控制系统和方法。该交通控制系统可以包括通信接口(310)，该通信接口被配置为接收由传感器获取的车辆轨迹数据(302)和来自交通信号控制器(106)的交通控制数据(304)。该交通控制系统还可包括至少一个处理器(320)。该至少一个处理器(320)可以被配置为检测异常交通状况。该至少一个处理器(320)可以进一步被配置为基于车辆轨迹数据(302)，通过调整至少两个相位的绿信比来优化在线交通控制方案。该至少一个处理器还可以被配置为实时地将优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器(106)以产生交通控制信号。

Adaptive traffic control using vehicle trajectory data

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用车辆轨迹数据的自适应交通控制
本申请涉及交通控制，更具体地，涉及使用车辆轨迹数据进行自适应交通控制的系统和方法。
技术介绍
交通灯控制各个方向的交通流的时间。当某个交通流方向的交通信号灯是绿色时，即南行交通左转时，其他方向的车辆停止。绿灯的长度(称为绿信比)决定每个停止方向上的交通队列将堆积多长。因此，需要根据各个方向的交通状况来控制绿灯的相位和长度。现有的交通灯控制通常由各自的控制器在各个交通灯处执行。因此，交通信号灯不与附近的交通灯协调以控制大区域中的交通流。此外，现有的交通信号灯控制依赖于由固定传感器(例如，放置在战略位置的环路检测器、地磁检测器或视频传感器)获取的数据。然而，固定传感器提供足够交通信息的能力由于其固定性而受到限制。例如，探测器覆盖范围不足(例如，在探测器建立不充足的小城市或农村地区)和探测器损坏或故障(例如，由于进行常规检查的人力不足)可能会降低由固定传感器提供的数据的质量和数量。因此，固定传感器无法获取有关连续车速、队列长度等的可靠数据。由于需要安装的基础设施、维护和维修设备所需的劳动力等，固定传感器的数据采集也不具有成本效益。此外，现有的交通信号灯控制也严重依赖人为干预。例如，交通状况检测和报告由警察或交通巡逻队执行。交通控制方案的记录和下载由交通工程师执行。基础设施维护(例如，固定传感器)需要由经验丰富的维护人员完成。人工任务作为现有交通控制的一部分执行，使控制不可避免地昂贵。本申请的实施例通过使用车辆轨迹数据进行自适应交通控制的改进的方法和系统解决了上述问题。
技术实现思路
本申请的实施例提供了一种交通控制系统。所述交通控制系统可以包括通信接口，所述通信接口被配置为接收由传感器获取的车辆轨迹数据和来自交通信号控制器的交通控制数据。所述交通控制系统还可以包括至少一个处理器。所述至少一个处理器可以被配置为检测异常交通状况。所述至少一个处理器可以进一步被配置为基于所述车辆轨迹数据，通过调整至少两个相位的绿信比来优化在线交通控制方案。所述至少一个处理器还可以被配置为实时地将所述优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器以产生交通控制信号。本申请的实施例还提供了一种交通控制方法。所述交通控制方法可以包括通过通信接口接收由传感器获取的车辆轨迹数据和来自交通信号控制器的交通控制数据。所述交通控制方法可以进一步包括由至少一个处理器检测异常交通状况。所述交通控制方法还可以包括由所述至少一个处理器基于所述车辆轨迹数，通过调整至少两个相位的绿信比来据优化在线交通控制方案。此外，所述交通控制方法可以包括实时地将所述优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器以产生交通控制信号。本申请的实施例进一步提供了一种其上存储指令的非暂时性计算机可读介质，当由至少一个处理器执行时，所述指令使所述至少一个处理器执行交通控制方法。所述交通控制方法可以包括接收由传感器获取的车辆轨迹数据和来自交通信号控制器的交通控制数据。所述交通控制方法可以进一步包括检测异常交通状况。所述交通控制方法还可以包括基于所述车辆轨迹数据，通过调整至少两个相位的绿信比来优化在线交通控制方案。此外，所述交通控制方法可以包括实时地将所述优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器以产生交通控制信号。应当理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的，并不是对要求保护的本专利技术的限制。附图说明图1示出了根据本申请实施例的交叉口交通的示例性场景。图2示出了根据本申请实施例的安装轨迹感测系统的示例性车辆的示意图。图3示出了根据本申请实施例的示例性交通控制系统的框图。图4示出了包括现有交通控制方案和优化的交通控制方案的示例性交通控制方案。图5示出了根据本申请实施例的在检测到过饱和状况时用于在线交通控制的示例性方法的流程图。图6示出了根据本申请实施例的在检测到溢出状况时用于在线交通控制的示例性方法的流程图。图7示出了根据本申请实施例的用于离线交通控制的示例性方法的流程图。具体实施方式现将详细参考示例性实施例，其示例如附图中所示。尽可能地，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。众包车辆轨迹数据可以为交通信号控制提供低成本、连续且可靠的数据源。本申请的实施例提供了一种基于轨迹数据的自适应交通信号控制系统，以周期性地(例如，每隔几天)优化日时间(TOD)表、周期长度、相位差，并实时地(例如，以秒或分钟级)优化绿信比。所公开的系统包括四个主要部分：数据获取、交通诊断、交通控制方案优化和性能评估。从车辆接收实时轨迹数据，并且从所连接的信号控制器接收交通控制数据(例如，信号参数)。交通诊断单元检测异常交通状况，例如某些路段的实时过饱和以及溢出。交通控制方案优化单元包括两个模块：1)周期性优化模块和2)实时优化模块。在一些实施例中，周期性优化模块优化指定TOD日时间表、周期长度、相位差和绿信比的离线控制方案，并周期性地用优化的控制方案替换现有的控制方案。在一些实施例中，实时优化模块通过调整不同相位的绿信比，基于车辆轨迹数据优化在线交通控制方案，并实时地向交通信号控制器提供优化的交通控制方案以生成控制信号。性能评估单元评估与交通流相关的六个性能指标。图1示出了交叉口处的交通状况的示例性场景。如图1所示，多个车辆可以沿着交叉的道路102和103行进，并且可以通过交叉口104处的交通信号灯来控制。交叉口104可以包括在每个方向上的停止线108，其可以用作车辆停下等待绿灯的地标。应当注意的是，尽管图1中所示的交叉口104是两条道路之间的交叉口，交叉信号灯位于其中心，但这种简化是示例性的，仅用于说明的目的。本文公开的实施例适用于具有任何合适的交通灯配置的任何形式的交叉口。交通信号灯的信令由交通信号控制器106控制。在一些实施例中，交通信号控制器106可以安装在机柜内。交通信号控制器106可以是机电控制器或固态控制器。交通信号控制器可以被配置为根据控制方案生成各种交通控制信号。在一些实施例中，除了交通信号控制器106之外，控制器机柜还可以包含其他组件，例如用于分配电力的电源板、用于确保故障安全操作的冲突监控单元、闪存转移继电器以及允许警察禁用信号的警察面板。交通信号控制器106所根据的进行操作的交通控制方案可以包括将一天的时间划分为不同时段的TOD日时间表，这样可以对不同时段应用不同控制。例如，TOD日时间表可以包括上午5:00至上午7:00(正向早高峰时间)、上午7:00至上午9:00(正向高峰时间)、上午9:00至上午11:00(正向晚高峰时间)、上午11：00-3：00(白天交通时段)、下午3：00-下午5:00(反向早高峰时间)、下午5：00-下午7:00(反向高峰时间)、下午7：00-9：00(反向晚高峰时间)、下午9:00–上午5点(夜间交通时段)。TOD日时间表可以根据城市以及交通信号控制器106所在的特定位置而不同。对于TOD日时间表中的每个控制时段，交通控制方案进一步按相位和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通控制系统，包括：/n通信接口，被配置为接收由传感器获取的车辆轨迹数据和来自交通信号控制器的交通控制数据；以及/n至少一个处理器，被配置为：/n检测异常交通状况；/n基于所述车辆轨迹数据，通过调整至少两个相位的绿信比来优化在线交通控制方案；以及/n实时地将所述优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器以产生交通控制信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交通控制系统，包括：
通信接口，被配置为接收由传感器获取的车辆轨迹数据和来自交通信号控制器的交通控制数据；以及
至少一个处理器，被配置为：
检测异常交通状况；
基于所述车辆轨迹数据，通过调整至少两个相位的绿信比来优化在线交通控制方案；以及
实时地将所述优化的在线交通控制方案提供给交通信号控制器以产生交通控制信号。


2.根据权利要求1所述的交通控制系统，其特征在于，为了优化所述交通控制方案，所述至少一个处理器被配置为：
基于所述车辆轨迹数据确定至少两个候选交通控制方案，每个候选交通控制与不同的绿信比集合相关；
计算指示所述候选交通控制方案有效性的数值；以及
选择与最高值对应的所述候选交通控制方案作为所述优化的在线交通控制方案。


3.根据权利要求1所述的交通控制系统，其特征在于，所述异常交通状况是过饱和状况，其中，所述至少一个处理器进一步被配置为：
基于所述车辆轨迹数据确定每个交通流方向的过饱和概率；以及
当所述过饱和概率超过饱和阈值时，检测所述过饱和状况。


4.根据权利要求3所述的交通控制系统，其特征在于，所述至少一个处理器进一步被配置为：
基于所述过饱和概率确定各个交通流方向的权重；以及
使用所述权重优化所述在线交通控制方案，以加权所述各个交通流方向的状况。


5.根据权利要求1所述的交通控制系统，其特征在于，所述异常交通状况是溢出状况，其特征在于，所述至少一个处理器进一步被配置为：
基于所述车辆轨迹数据确定路段的排队比率；以及
当所述排队比率超过溢出阈值时检测所述溢出状况。


6.根据权利要求5所述的交通控制系统，其特征在于，所述至少一个处理器进一步被配置为：
识别所述路段相邻的交叉口的交通灯；
优化所述在线交通控制方案，所述在线交通控制方案包括所述各个识别的交通灯的子方案的集合；以及
实时地将所述子方案提供给所述各个识别的交通灯的交通信号控制器。


7.根据权利要求2所述的交通控制系统，其特征在于，所述至少一个处理器进一步被配置为，使用绿信比的预定范围来过滤所述至少两个候选交通控制方案。


8.根据权利要求6所述的交通控制系统，其特征在于，至少一个处理器进一步被配置为，通过调整两个所述识别的交通灯之间的相位差来优化所述在线交通控制方案。


9.根据权利要求1所述的交通控制系统，其特征在于，所述通信接口进一步被配置为接收历史轨迹数据，以及所述至少一个处理器进一步被配置为：
基于所述历史轨迹数据，通过调整日时间表中的控制时段以及每个控制时段内的周期长度来优化离线交通控制方案；以及
周期性地向所述交通信号控制器提供所述优化的离线交通控制方案，以替代所述交通信号控制器使用的现有方案。


10.根据权利要求9所述的交通控制系统，其特征在于，所述至少一个处理器进一步被配置为，通过调整两个交通灯之间的相位差来优化所述离线交通控制方案。


11.根据权利要求9所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑剑峰，刘向宏，
申请(专利权)人：北京嘀嘀无限科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11