[发明专利]路口交通信号控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及交通信号自动控制技术领域，具体是指一种路 口交通信号控制系统及其控制方法。

背景技术

随着生产力的发展和社会进步，交通阻塞、交通事故以及交通环境污染等问题已经成为 人们普遍关注的焦点，此类交通问题在城市中更为突出。目前，许多国家和地方政府都在致 力于寻找解决该问题的有效方案。因此，在现有的交通智能运输系统(Intelligent Transport  System，ITS)的基础上，需要探索城市交通问题的解决方案。

近年来，人们在智能运输系统的研究方面已经取得丰硕的理论成果，而且部分成果已经 应用到实际的交通控制系统中，实现在一定条件下的交通智能优化控制。例如，目前应用广 泛的两个系统：TRANSYT和SCOOT系统都采用了统计数学模型方法和经典数学算法。然而， 城市交通系统除具有普通交通系统的复杂性、随机性等特性外，还具有某些自身特性，如较 强的突发性等。因此，把适用于普通道路交通控制系统一成不变地应用到城市中，控制效果 并不理想，有进一步进行改进的空间。所以有必要对城市交通问题做更深的研究和探索，提 出新的城市交通问题的解决方案。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种在计算机中断思想的基础上， 结合城市的交通现状，采集交通路口的车流量并进行统计分析，借助于基于时钟相位抢占控 制的数学模型进行优化计算，实现对交通路口的车辆智能控制，从而有效缓解城市交通压力， 提高城市的交通通行效率，且系统结构较为简单，实现成本低廉，应用范围较为广泛的路口 交通信号控制系统及其控制方法。

为了实现上述的目的，本发明的路口交通信号控制系统具有如下构成：

该系统包括车流量统计分析模块、交通控制抢占决策模块和路口信号灯模块，所述的车 流量统计分析模块的输出端连接所述的交通控制抢占决策模块的输入端，所述的交通控制抢 占决策模块的输出端连接所述的路口信号灯模块的输入端。

该路口交通信号控制系统中，所述的车流量统计分析模块包括数据处理单元、车辆数据 采集单元和道口数据设定单元，所述的车辆数据采集单元和道口数据设定单元均连接所述的 数据处理单元，所述的数据处理单元还连接所述的交通控制抢占决策模块。

该路口交通信号控制系统中，所述的车辆数据采集单元包括设置于所述道口各个车道的 压力传感器和超声波传感器，所述的压力传感器和超声波传感器均连接所述的数据处理单元。

该路口交通信号控制系统中，所述的道口数据设定单元包括车道数设定子单元、车道设 计形式设定子单元和车道宽度设定子单元，所述的车道数设定子单元、车道设计形式设定子 单元和车道宽度设定子单元均连接所述的数据处理单元。

该路口交通信号控制系统中，所述的系统还包括交通控制的优化分析模块，所述的交通 控制的优化分析模块连接所述的车流量统计分析模块。

本发明还提供一种基于所述的系统实现路口交通信号控制的方法，所述的交通控制抢占 决策模块依据一预设的时钟相位顺序控制所述的路口信号灯模块，所述的时钟相位包括至少 三个相位，所述的各相位顺序循环执行，每个相位均具有预设的相位时间上限和下限，所述 的方法包括以下步骤：

(1)所述的车流量统计分析模块实时采集道口各车道的车流量数据，并发送至所述的交 通控制抢占决策模块；

(2)在当前相位执行结束时，所述的交通控制抢占决策模块根据所述的道口各车道的车 流量数据确定所述的各相位的相位绿灯时间；

(3)所述的交通控制抢占决策模块根据所述的预设的时钟相位顺序，判断下一个相位是 否为“被抢占相位”，若是，则进入步骤(8)，若否，则进入步骤(4)；

(4)所述的交通控制抢占决策模块判断在各相位中是否有相位绿灯时间超过所述的预设 相位时间上限的相位，若有，则进入步骤(5)，若没有，则进入步骤(8)；

(5)所述的交通控制抢占决策模块将相位绿灯时间超过预设的相位时间上限最多的相位 设定为“抢占相位”，并将所述的相位顺序中的下一个相位设定为“被抢占相位”；

(6)所述的交通控制抢占决策模块控制所述的路口信号灯模块执行所述的“抢占相位”， 然后进入步骤(7)；

(7)所述的交通控制抢占决策模块返回所述的“被抢占相位”，并将该“被抢占相位” 作为已执行完成的当前相位，然后返回步骤(2)；