[发明专利]一种分布式道路交通信号线协调自适应控制系统

说明书

本发明涉及一种分布式道路交通信号线协调自适应控制系统。首先，通过各信号机自身计算周期和绿信比；然后，通过区域无线通信网竞争推举统一周期，依靠来回接力传递的数据通信，得到相邻路口的出入口流量计算相位差，实现区域线路的自适应绿波协调控制。本发明能够实现去中心化，从而达到节省中心庞大的设备投资和中心到各路口的光纤通信网投资，对暂时没有资金建设中心大系统的地方，具有重大应用价值，能够有效缓解城市交通拥堵的问题，助力智慧城市的建设。

技术领域

本发明涉及一种分布式道路交通信号线协调自适应控制系统。

背景技术

随着我国城市汽车数量迅速增加，城市交通拥堵问题已经显得尤为突出，每年因交通拥挤而造成巨大的经济损失，单纯的拓展车道或车辆限行来解决交通拥堵问题并不是长久之计。在改善道路通行，减轻交通堵塞等方面问题时城市交通信号控制系统发挥着不可替代的作用，但当前城市道路交叉口的信号机控制模式分为两种：一、多时段无通信协调控制；二、由上位系统集中控制；前者基于交通流量调查数据，把流量阶梯化后，决定实施不同信号方案的时段，在不同时段进行不同的线线协调控制。由于不是基于实测的流量，实际的控制效果有限。后者实际上有两种，一种与前者相同，只改由上位机发送基于调查流量优化的信号方案；另一种是基于实时交通流的自适应信号控制，可以下发实时的信号方案。但是，上位系统集中控制需要庞大的光纤通信网和上位系统设备，工程耗费巨大，在小城市难以实施，中等城市实施的也不多。因此，在建设资金不足的情况下，如何根据实时车流量自动调整控制方案，在目前单路口信号机的基础上实现各个路口信号机系统的协调控制，尽量减少车辆在各个路口的等待时间，更加智能和自动地疏导路面交通拥堵状况，是本领域在目前共建智慧城市的大背景下所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式道路交通信号线协调自适应控制系统，通过将中心的智慧脑袋分散到各路口信号机，实现去中心化，从而达到节省中心庞大的设备投资和中心到各路口的光纤通信网投资。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种分布式道路交通信号线协调自适应控制系统，包括交叉口信号机、交通流量检测器和无线通信模块；

所述交通流量检测器提供道路出入口交通流数据；

所述无线通信模块用于实现各路口间的数据通信；

所述交叉口信号机根据交通流数据来计算和优化周期时长、绿信比和相位差，并在规定的时间窗口内利用所述无线通信模块广播周期时长，时间窗口过后，各路口的交叉口信号机选择最长周期作为本线路统一的协调周期，从而实现区域干线自适应绿波信号协调控制。

在本发明一实施例中，所述交叉口信号机根据交通流量大小差距，分为关键路口交叉口信号机和普通路口交叉口信号机，其中，关键路口交叉口信号机即交通流量较大的路口的交叉口信号机；关键路口交叉口信号机具有自适应周期时长优化和绿信比优化计算功能，并存储有10个与统一信号周期和上下行交通流量对应的相位差方案；普通路口交叉口信号机存有10个与统一信号周期和阶梯化交通流量对应的绿信比方案及10个与统一信号周期和上下行交通流量对应的相位差方案。

在本发明一实施例中，每隔预定时间，处于线路始端的交叉口信号机发起通信，传输4字节数据，并沿线路方向接力传送，到达处于终端的交叉口信号机，则回传数据；发起通信的始端交叉口信号机若是关键路口交叉口信号机，则发送数据中的周期时长为优化周期时长，若是普通路口交叉口信号机，则发送数据中的周期时长为最短周期时长。