交通信号机控制策略综合性能有效性测试系统及方法，涉及交通信号机的综合运行性能及控制策略的测试和评价，对信号机控制策略的有效性进行评估，属于交通信息信号控制领域。本发明专利技术运用微观交通仿真软件VISSIM建立虚拟路口交通环境，与实际的交通信号机进行信息交互，实现信号机输出信号控制虚拟路口交通环境中的交通运行，同时，虚拟路口交通环境中返回交通车辆检测信息给交通信号机。通过交通信号机与虚拟路口交通环境的同步运行，基于微观交通仿真软件VISSIM的交通运行评价功能，实现对虚拟路口的交通运行情况的评价，其交通运行情况是交通信号机所控制的结果，即实现对交通信号机控制策略综合性能有效性的测试和评价。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通信号机控制策略的综合性能测试和评价，用于对信号机控制策略的有效性进行评估，属于交通信息信号控制领域。本专利技术实现对交通信号机用于实际道路交叉口管控效果的测试和评价。
技术介绍
随着经济社会的高速发展，工业化、城镇化、国际化的快速稳步推进，交通需求迅猛增加，机动车保有量呈高速增长态势，庞大的机动车出行量给道路交通带来了巨大压力，交通拥堵问题日益突出。造成交通拥堵的原因有很多方面，既有宏观规划方面的问题，也有建设环节的问题，还存在管理方面问题。针对路网交通运行中存在的各种问题，近些年采取了一系列改善 措施。交通信号控制系统作为实施管控及优化方案的主要手段在交通疏堵方面起着关键的作用。而信号灯和交通信号控制机(简称交通信号机)作为交通控制系统中的基础设备，其工作效率以及设备性能对于交通信号控制系统的有效发挥至关重要。交通信号机是智能交通系统中交通信号控制系统的前端重要设备，也是该系统的主要执行机构，其功能的完备性、性能的优劣性以及对于路网复杂度的适应性等特征备受人们的关注。目前，交通控制系统中交通信号机的使用存在的问题包含以下几个方面I、交通信号机控制策略的制定具有盲目性，对于交通状态的适应能力无法事先进行确切的评价；在当前对交通信号机的应用过程中，交通信号机内固化的控制方式(也称控制策略或控制方案)是在交通信号机生产时已经确定了的，很难由实际环境来提前测试控制策略的性能特征，无从验证该策略是否真正适合于现场实际交通情况，无从获取其运动状态和控制效率的高低。同时，新定策略同样缺乏事先评价，导致控制策略制定具有一定盲目性。以上问题的根本原因在于交通信号机的控制策略无法在使用之前得到一种客观的评价和验证。也就是说，交通信号机所提供控制策略(控制算法)对于交通状态(特别是在特定使用地点的交通状态)的适应能力无法进行确切的事先评价，必须采用“先实施后评价”的方法。造成了交通信号机控制策略部署的盲目性。2、目前基于仿真软件技术测试交通信号机性能的方法存在明显的不足；为了改变这种盲目部署的模式，目前常见的解决办法是采用仿真软件技术实现控制算法适应性的离线评价。但是，这种评价方法，无法避免信号控制算法与实际应用之间的严重脱节的现象，仿真软件是否具备某种典型交通流特征这一问题没有得到足够的关注。因此，控制算法的适应性问题也就只是解决普遍适应的问题，对于多种交通特征、各种交通环境下的交通信号机的使用条件和算法的有效性，不能给出客观而量化的评价结果。因此，需要构建适合用户交通状况的相对真实的交通环境和交通特征，制作相对典型而真实的模拟环境，为交通信号机控制算法的测试奠定测试环境基础；3、交通信号机性能的测试缺乏实时评价平台、测试标准及测试设备，缺乏统一的认证机制和规范；交通信号机的算法功能的测试缺乏测试平台和评测标准。目前交通信号机所具备的功能的评价主要是靠厂家的定性说明及实施后评价的方法，但是具体采用什么样的道路特征，采用什么样的标准进行交通信号机的功能测试，目前基本没有统一的测试方法和设备。其结果就是“人云亦云”，缺乏客观而直观的评测结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过提供一种交通信号机控制策略综合性能有效性测试方法，开发交通信号机控制策略有效性评价的系统平台，用于交通信号机控制策略对于路口控制效果的评价，实现交通信号机性能检测。交通信号机控制策略综合性能有效性测试方法，利用由VISS頂微观交通仿真软件构成的虚拟交通测试环境和与交通信号机通信的信号转换设备，按照如下步骤进行 步骤I :构建典型虚拟路口交通环境步骤I. I :调查实际路口环境特征，包括结构、尺寸、车道数、车辆组成、交通流流向及交通量、信号灯相位数及相序；步骤I. 2 :运用VISSM微观交通仿真软件，基于所述调查的实际路口特征，搭建与实际路口特征一致的虚拟路口环境，在路口入口处放置虚拟检测器与信号灯；步骤2 :交通信号机控制虚拟路口信号灯将交通信号机与具有虚拟路口交通环境的PC机通过RS232串口连接，基于交通信号机的通讯协议，所述PC机实时获取信号控制信息；基于所述VISSM微观交通仿真软件COM接口技术，修改所述虚拟路口中的信号灯状态与交通信号机信号控制信息一致，交通信号机中的信号控制信息每改变一次，相应的对虚拟路口信号灯改变一次，将所述交通信号机的灯态信息与虚拟路口中的信号灯同步，实现交通信号机控制虚拟路口中的虚拟信号灯；步骤3 :虚拟路口交通量信息反馈回交通信号机步骤3. I :通过虚拟路口中放置的虚拟检测器获得虚拟交通量信息，基于所述的COM接口技术输出该信息；步骤3. 2 :基于单片机技术开发信号转换设备，通过RS232串口通讯接收步骤3. I中所述的虚拟交通量信息，根据此信息在单片机输出端口对应输出数字电平信号，一个输出端口对应一个虚拟路口中的虚拟检测器，每输出一个高电平表不通过一辆车；步骤3. 3 :将步骤3. 2中所述的输出数字电平信号通过DB37接口传输给交通信号机，实现虚拟交通量信息反馈给交通信号机；步骤4 :交通信号机控制策略的测试及评价步骤4. I :基于VISSM微观交通仿真软件的COM接口技术对仿真软件中的评价功能进行评价设置，选择评价指标，包括排队长度、行程时间、车辆延误、路网性能；步骤4. 2 :基于交通信号机的通讯协议，设置需要检测的信号控制策略，包括定时控制策略、分时段控制策略、感应控制策略、自适应控制策略；步骤4. 3 :同步运行交通信号机及虚拟路口交通环境，运行结束后基于VISS頂微观交通仿真软件的COM接口技术读取评价指标结果，该结果即反应交通信号机控制策略综合性能特征。根据上述方法可以形成一套测试交通信号机性能的系统交通信号机控制策略综合性能有效性测试系统，由虚拟交通测试环境模块、交通信号机与虚拟交通测试环境的信息交互模块、控制策略有效性评估模块组成，其中，所述虚拟交通测试环境模块通过在PC机平台上运行并设置VISSM交通微观交通仿真软件构建，包括虚拟城市路口交通环境和虚拟测试环境，其中，虚拟城市路口交通环境通过典型路口结构设置、车辆组成设置、交通流向及交通量设置构成；虚拟测试环境通过信 号灯安放位置设置、检测器安放位置设置、评价区域设置构成；所述交通信号机与虚拟交通测试环境的信息交互模块包括交通信号机控制信息传输给虚拟交通测试环境部分和将虚拟交通测试环境中虚拟检测器信号反馈到交通信号机部分，其中前者由RS232串口实现连接，后者由采用单片机MC9S12XS128及其配套电路构成的信息转换设备，以及与虚拟交通测试环境连接的另一 RS232串口电路和与交通信号机连接的DB37接口电路构建；所述控制策略有效性评估模块通过在环运行虚拟交通测试环境和交通信号机，SP虚拟环境中的信号灯状态随着交通信号机的控制信息改变而改变来实现同步运行，利用VISSIM微观交通仿真软件具有的交通运行效果评价功能，实现交通信号机中的信号控制策略对于交通流状态控制性能和效果的评价，其中，VISS頂微观交通仿真软件中的交通运行效果评价指标包括交叉口排队长度、行程时间、车辆延误、路网性能。所述交通信号机的信号控制策略可以是定时控制策略、分时段控制策略、感应控制策略、自适应控制策略。本专利技术是基于硬件在环仿真的思想而设本文档来自技高网...
【技术保护点】
交通信号机控制策略综合性能有效性测试系统，由虚拟交通测试环境模块、交通信号机与虚拟交通测试环境的信息交互模块、控制策略有效性评估模块组成，其特征在于：所述虚拟交通测试环境模块通过在PC机平台上运行并设置VISSIM交通微观交通仿真软件构建，包括虚拟城市路口交通环境和虚拟测试环境，其中，虚拟城市路口交通环境通过典型路口结构设置、车辆组成设置、交通流向及交通量设置构成；虚拟测试环境通过信号灯安放位置设置、检测器安放位置设置、评价区域设置构成；所述交通信号机与虚拟交通测试环境的信息交互模块包括交通信号机控制信息传输给虚拟交通测试环境部分和将虚拟交通测试环境中虚拟检测器信号反馈到交通信号机部分，其中前者由RS232串口实现连接，后者由采用单片机MC9S12XS128及其配套电路构成的信息转换设备，以及与虚拟交通测试环境连接的另一RS232串口电路和与交通信号机连接的DB37接口电路构建；所述控制策略有效性评估模块通过在环运行虚拟交通测试环境和交通信号机，即虚拟环境中的信号灯状态随着交通信号机的控制信息改变而改变来实现同步运行，利用VISSIM微观交通仿真软件具有的交通运行效果评价功能，实现交通信号机中的信号控制策略对于交通流状态控制性能和效果的评价，其中，VISSIM微观交通仿真软件中的交通运行效果评价指标包括交叉口排队长度、行程时间、车辆延误、路网性能。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓华，荣建，张金喜，张兴俭，袁荣亮，袁野，尹海真，刘思彤，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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