[发明专利]一种城市交通信号协同控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其是涉及一种城市交通信号协同控制系统。 

背景技术

随着中国经济实力的飞速发展，中国城市的规模不断扩大，相比于城市规模的扩大和人口的增长，城市安全设施的建设却有明显的滞后性。近年来，无论是“非典”等紧急卫生事件还是城市治安事件都对公民的生命财产安全造成冲击，因此，城市安全防护越来越成为公众关注的焦点，政府也以“构建和谐社会”为目标，通过采取一系列措施，保障广大公民的日常生活安全和维护社会稳定。

同时，城市经济高速增长、城市化进程加快，道路机动车交通量急速增大，越来越多的道路投入运营使用，交通安全和交通堵塞成为目前困扰我国城市交通领域的两大难题，给交通主管部门带来巨大挑战。其中机动车驾驶员违章驾驶的情况非常普遍。单纯依靠人工进行交通管理，往往无法及时发现、快速反应路网上出现的突发事件，并采取正确、有效的处理措施。因此，城市道路受城市发展、道路规划、机动车保有量、驾车行为、行人行为等诸多因素影响，交通安全、通行效率和管理成本是智能城市交通监控系统的核心挑战。

发明内容

本发明通过交通信号控制系统与交通诱导系统的协同运作，来实现交通管理策略从被动适应到主动引导的转变。与以往信号诱导协同研究的不同之处在于，本发明所研究的协同运作的目标不强调单个用户的最优或者系统最优，而是为了保持整个区域处于一个相对稳定的不拥挤状态，它甚至不是最优的，但它一定是可以被用户接受的，交通管理并不一定要求解数学上的精确解，因为交通本身作为一个复杂的系统，它的影响因素是庞杂而随机的，一些微小的扰动都会导致系统发生较大的变化。因此，按照建立精确交通模型—再现交通现象—求解最优解的思路去解决时变的交通问题具有较大的难度。本发明按照发现问题—分析问题—解决问题—评估解决效果的思路，针对我国城市交通特点以及我国交通管理的现状，在交通信号协同控制系统和交通流诱导系统各自运行机理的基础上，从实际应用出发，从协同模式着手，以交通信息协同为基础，根据不同的交通状态和交通流向确立不同的协同策略，并对协同策略下的公交信号优先进行了考虑。

本发明的研究贴近实际的交通管理控制，具体公开了一种城市交通信号协同控制系统，包括智能城市联网监控综合业务管理平台，还包括交通监控系统、交通信号控制系统和交通诱导系统，交通监控系统、交通信号控制系统和交通诱导系统通过数据传输网络与智能城市联网监控综合业务管理平台通信，其中交通监控系统采集与交通状况相关的数据信息，将数据信息传输给交通信号控制系统，交通信号控制系统根据采集到的相关数据信息来确定相应的协同策略并依据当前不同的交通状态，交通诱导系统根据协同策略，采取相应的诱导策略，确定采用的信号控制方式和诱导信息，并评估采取相应诱导策略后的效果。

其中，交通监控系统包括道路监控子系统、治安监控子系统和电子警察子系统，这些子系统包括设置在重点单位、重要路口、路段、卡口、主要街道、案件多发地段和治安复杂区的前端网络摄像机，进行视频采集。

其中，交通诱导系统主要由上端工作站系统、中间通信系统和下端信息发布系统组成，其中上端工作站系统进行各路面诱导标志的显示内容的编排、显示方式的选择、显示信息的记录、和进行通信控制管理，下端信息发布系统通过传输网络将调控信息发布到路口控制层，进行相应诱导调控。

其中，上端工作站系统主要由诱导系统服务器和管理计算机组成。

本发明还公开了采用上述城市交通信号协同控制系统进行交通控制的方法，包括如下步骤：

1）交通监控系统采集相应的交通拥堵状态；

2）交通信号控制系统根据拥堵信息和基于博弈论的驾驶员诱导服从率来确定协同策略，并根据协同策略采取相应的诱导策略。

其中在步骤2）中，当交通控制系统根据采集到的信息判断为轻微拥堵状态和拥堵状态时，进行交通流量指向性分析，生成交通流量分配表，根据交通流量分配表确定采用的信号控制方式和诱导信息。

交通诱导系统根据交通流量分配表生成诱导模型，进行诱导信息发布，然后评估诱导策略实施效果，当根据评估结果判定交通状况有改善时，交通控制系统继续执行原有诱导策略，当根据评估结果判定交通状况无改善时，交通控制系统进行调整，生成新的诱导策略。