一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统及方法与流程

本发明涉及交通信号控制，具体涉及一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统及方法。

背景技术：

1、目前，随着城市规模的扩大以及人口的增加，城市交通拥堵问题日益突出，信号控制作为交叉口车辆及行人通行控制方式中的一种，广泛存在于各个城市的各个路口，信号控制明确了不同流向车辆、行人在时间及空间上的通行权。然而路口当前运行的配时方案均是基于固定逻辑下的路口信号控制方法，常常无法满足路口实际交通需求，从而导致路口通行效率低下，因此对路口车流及行人进行实时监测和信号相位配时方案的及时调整显得尤为重要。

2、当前路口的基础信号配时，一般根据小时交通流量采用韦伯斯特法进行计算，该方法的目标是使每小时车辆延误最小。但由于交通流量在每个信号周期都是动态变化的，因此在采用韦伯斯特法计算的信号配时基础上，大多采用感应信号控制或自适应信号控制方法对韦伯斯特法计算的基础信号配时进行动态调整。

3、感应信号控制的工作方式为：在检测到当前信号相位有通行需求时不断延长该相位绿灯时长直至当前相位车流放行完毕或达到预先设置的最大绿灯时长；这种控制方式容易使当前相位绿灯不断延长而导致下一个待行相位绿灯开放时间延后，使得下一个相位车辆延误增加。自适应信号控制的工作方式为：通过在上一个或多个信号周期交通流量的基础上预测下一个周期的交通流量并进行基础信号配时的重新计算和更新；实时性不高，不能检测路口实时交通需求并进行实时调控。

4、以上两种动态调整方式均是基于固定逻辑模式下的路口信号控制方法，大多应用于常规路口场景下的绿灯时长优化调配，在一定程度上可以提高路口通行效率，但均无法从路口实际应用需求出发，针对性的调整路口交通信号控制逻辑，以最大化贴合路口实际应用需求。例如针对学校、医院周边路口高峰期间车辆通行需求较大，极易发生路口排队溢出、锁死等拥堵事件的问题，传统感应控制、自适应控制无法对此类交通事件准确识别并触发相应的信号控制逻辑。

技术实现思路

1、本发明的目的提供一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统及方法，以解决上述现有技术的不足。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统，包括信号灯、配置有若干个检测器的微波雷达、交通信号控制机、信号逻辑设计工具以及信号配置工具，所述交通信号控制机内置有主控制程序和数据计算单元；所述检测器布设于路口及车道，用于检测车辆占有状态；所述微波雷达架设在信号灯杆件上，每秒将每个检测器的车辆占有状态数据传输至交通信号控制机；所述逻辑设计工具中预设有每个检测器处不同交通事件状况的满足条件，所述数据计算单元能够基于每个检测器的车辆占有状态数据，计算出每个检测器的持续被占有时长或持续空闲时长数据，并结合满足条件判断路口车辆通行需求及交通事件状况；交通设计人员在逻辑设计工具中针对不同的车辆通行需求和交通事件状况配置相应的逻辑控制程序；所述主控制程序能够基于信号配置工具调用基础相位配时方案信息，并结合信号逻辑控制程序生成信号灯控制指令。

4、进一步地，所述检测器包括但不限于虚拟检测线圈，沿车辆行驶方向进行布设，具体的布设方式为：

5、布设于进口路段的排队检测器，线圈起始位置距离当前车辆行驶方向停车线约160～200m位置处，线圈长度10m；

6、布设于进口渐变路段的搭接检测器，线圈起始位置距离当前车辆行驶方向停车线约100～140m，线圈长度10m；

7、布设于进口导向车道的清空检测器，长度范围覆盖整个导向车道；

8、布设于路口内的锁死检测器，线圈末端位置距离出口约15～25m，线圈长度10m；

9、布设于出口车道的溢出检测器，线圈起始位置距离出口约15～25m，线圈长度15m。

10、进一步地，沿车辆行驶方向，所述微波雷达架设在出口道路的信号灯杆件上，固定安装位置距离出口10m-20m。

11、基于上述所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统的实现方法，具体包括以下步骤：

12、s1、预先在路口和车道设置微波雷达并配置检测器；

13、s2、通过微波雷达每秒将每个检测器的车辆占有状态数据传输至交通信号控制机；

14、s3、数据计算单元基于每个检测器的车辆占有状态数据，计算出每个检测器的持续被占有时长或持续空闲时长数据，并判断车辆通行需求及交通事件情况；

15、s4、交通设计人员通过信号逻辑设计工具自由设计符合路口实际通行需求的信号逻辑控制程序；

16、s5、主控制程序同时调用信号逻辑控制程序和基础相位配时方案信息生成信号灯控制程序，通过闭合或断开相应灯组通道控制路口交通信号灯亮或灭。

17、进一步地，所述交通信号控制机内置有检测器控制函数，所述检测器检测车辆的占有状态数据具体通过以下检测器控制函数获取：

18、用于检测器占有状态判断的detection(<no>)函数：当有车辆占有对应检测器时返回1，否则返回0；

19、用于检测器占有时长统计的occupancy(<no>)函数：无车辆占有对应检测器返回0，否则返回上次空闲至当前时长(s)。

20、用于检测器空闲时长统计的headway(<no>)函数：有车辆占有对应检测器返回0，否则返回上次占有至当前时长(s)。

21、进一步地，所述所述信号灯控制程序包括但不限于检测器函数、相位控制函数、灯组控制函数及其逻辑组合。

22、由以上技术方案可知，本发明与现有技术相比，具有以下优势：

23、以配置有若干个检测器的微波雷达作为检测设备，实现路口各个方向全域交通状态的感知，实时上报路口所有检测器车辆占有状态数据，信号机据此进一步计算各检测器被车辆持续占有时长、空闲时长两类数据可以实现路口多种交通通行需求和交通事件的感知；

24、同时在完成通行需求和事件感知的基础上，信号机主程序调用检测器数据、基础相位配时方案信息以及符合路口实际通行需求的信号控制逻辑，实现路口交通通行需求的灵活调控，路口交通事件的及时管控，从而保障路口交通通行效率长期保持在极高状态，避免路口交通事件的蔓延。

技术特征：

1.一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统，包括信号灯，其特征在于，还包括配置有若干个检测器的微波雷达、交通信号控制机、信号逻辑设计工具以及信号配置工具，所述交通信号控制机内置有主控制程序和数据计算单元；

2.根据权利要求1所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统，其特征在于，所述检测器包括但不限于基于微波雷达配置的虚拟检测线圈，沿车辆行驶方向进行布设，具体的布设方式为：

3.根据权利要求1所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统，其特征在于，沿车辆行驶方向，所述微波雷达架设在出口道路的信号灯杆件上，固定安装位置距离出口10m-20m。

4.基于权利要求1-3任一所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统的实现方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统的实现方法，其特征在于，所述交通信号控制机内置有检测器控制函数，所述检测器检测车辆的占有状态数据具体通过以下检测器控制函数获取：

6.根据权利要求4所述的路口交通信号控制逻辑自由设计系统的实现方法，其特征在于，所述信号灯控制程序包括但不限于检测器函数、相位控制函数、灯组控制函数及其逻辑组合。

技术总结本发明提供一种路口交通信号控制逻辑自由设计系统及方法，包括信号灯、配置有若干个检测器的微波雷达、交通信号控制机、信号逻辑设计工具以及信号配置工具；本发明以配置有检测器的微波雷达作为检测设备，实现路口全域交通状态的感知，实时上报路口所有检测器车辆占有状态数据，交通信号控制机据此计算各检测器被车辆持续占有时长、空闲时长数据，以实现路口多种交通通行需求和交通事件的感知；同时交通信号控制机主程序通过调用检测器数据、基础相位配时方案信息以及符合路口实际通行需求的信号控制逻辑，实现路口交通通行需求的灵活调控，路口交通事件的及时管控，从而保障路口交通通行效率长期保持在极高状态，避免路口交通事件的蔓延。技术研发人员：杨军,施康,刘妍,卞鹏飞,孔令奇,胡坤,崔亚文受保护的技术使用者：安徽超远信息技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/9