[发明专利]一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统，其特征在于，包括：交通信号检测传感器，用于：获取交通信息；

匝道控制盒，用于：对所述交通信号检测传感器进行参数设置；获取所述交通信号检测传感器的交通信息进行信息处理，输出控制方案选择信息；

智能信号机，用于：存储信号灯控制方案；获取所述匝道控制盒的控制方案选择信息进行控制信号灯；

所述交通信号检测传感器与所述匝道控制盒通讯连接，所述匝道控制盒与所述智能信号机通讯连接；

所述匝道控制盒获取所述交通信号检测传感器的交通信息进行信息处理具体包括：

获取平均速度Vm，具体包括：控制周期内所有断面平均速度与检测区域平均速度的算术平均值，即：Vm＝(ΣVc+ΣVa)/N；其中，N表示求和平均速度总个数，当单位时间断面车流量Fc＝0，以及单位时间结束时刻，检测区域内车辆总数Fa＝0时，对应的单位时间断面车平均速度Vc，以及单位时间结束时刻，检测区域内车辆平均车速Va不计入求和；

获取断面流率Fct，即控制周期内的总断面流量，即：Fct＝ΣFc；

获取检测区域车辆平均密度Fad，具体包括：Fad＝ΣFc/N/车道数/车道长度；其中，N表示控制周期内的Fc个数；当Fad＝0时，Vm＝80km/h，表示畅通；

匝道溢出Ro检测，具体包括：Ro＝1表示匝道溢出，默认Ro＝0；当匝道Vm≤10km/h且Fad≥1时，判定匝道溢出，即Ro＝1；

根据交通信号检测传感器的检测数据和控制方案策略，选取对应控制方案发送给智能信号机；

所述控制方案包括关闭、常绿、绿信比方案；所述控制方案选择具体包括：根据主道平均速度Vm、区域车辆平均密度Fad和匝道溢出Ro，划分4个拥堵等级，分别表示主道畅通、拥堵、严重拥堵和匝道溢出，具体包括：

匝道溢出Ro＝0，主道平均速度Vm60km/h，选择关闭模式，当连续出现20个常绿模式后，选择关闭模式，在关闭模式下出现常绿需求时，信号灯依然保持关闭模式，直到出现其他模式需求才开启信号灯；

匝道溢出Ro＝1，主道平均速度Vm60km/h，选择常绿模式；

否则，转入绿信比方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统，其特征在于，所述交通信号检测传感器包括：

第一微波雷达，所述第一微波雷达安装在主路上，用来测量主路交通信息；

第二微波雷达，所述第二微波雷达安装在信号灯横杆上，用来测量匝道交通信息；

第三微波雷达，所述第三微波雷达安装在匝道入口附近龙门架或者路侧上，用来检测匝道需求流量与溢出信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统，其特征在于，所述交通信息包括：单位时间断面车流量Fc和平均速度Vc；单位时间结束时刻，检测区域内车辆总数Fa和平均车速Va。

4.根据权利要求1所述的一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统，其特征在于，所述参数设置包括：雷达时钟设置与同步；雷达编号与通道号匹配设置，其中，1#通道对应主路上游，2#通道对应匝道出口，3#通道对应匝道入口，4#通道对应主路下游；雷达参数设置，具体包括检测断面位置、检测区域、上报周期、车道数、时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于大区域微波雷达的匝道控制系统，其特征在于，所述绿信比方案选用定控制周期方式，具体包括：

匝道溢出Ro＝0，40km/h主道平均速度Vm≤60km/h，选择绿信比方案1，控制信号灯绿20s；

匝道溢出Ro＝0，25km/h主道平均速度Vm≤40km/h，选择绿信比方案2，控制信号灯绿15s；

匝道溢出Ro＝0，10km/h主道平均速度Vm≤25km/h，选择关闭模式，绿信比方案3，控制信号灯绿10s。

6.一种基于大区域微波雷达的匝道控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：交通信号检测传感器获取交通信息；

步骤SS2：匝道控制盒获取所述交通信号检测传感器的交通信息进行信息处理，输出控制方案选择信息；

步骤SS3：智能信号机获取所述匝道控制盒的控制方案选择信息进行控制信号灯；

所述步骤SS2具体包括：获取平均速度Vm，具体包括：控制周期内所有断面平均速度与检测区域平均速度的算术平均值，即：Vm＝(ΣVc+ΣVa)/N；其中，N表示求和平均速度总个数，当单位时间断面车流量Fc＝0，以及单位时间结束时刻，检测区域内车辆总数Fa＝0时，对应的单位时间断面车平均速度Vc，以及单位时间结束时刻，检测区域内车辆平均车速Va不计入求和；

获取断面流率Fct，即控制周期内的总断面流量，即：Fct＝ΣFc；

获取检测区域车辆平均密度Fad，具体包括：Fad＝ΣFc/N/车道数/车道长度；其中，N表示控制周期内的Fc个数；当Fad＝0时，Vm＝80km/h，表示畅通；

匝道溢出Ro检测，具体包括：Ro＝1表示匝道溢出，默认Ro＝0；当匝道Vm≤10km/h且Fad≥1时，判定匝道溢出，即Ro＝1；

根据交通信号检测传感器的检测数据和控制方案策略，选取对应控制方案发送给智能信号机；所述信号灯控制方案包括关闭、常绿、绿信比方案，所述控制方案选择具体包括：根据主道平均速度Vm、区域车辆平均密度Fad和匝道溢出Ro，划分4个拥堵等级，分别表示主道畅通、拥堵、严重拥堵和匝道溢出，具体包括：

匝道溢出Ro＝0，主道平均速度Vm60km/h，选择关闭模式，当连续出现20个常绿模式后，选择关闭模式，在关闭模式下出现常绿需求时，信号灯依然保持关闭模式，直到出现其他模式需求才开启信号灯；

匝道溢出Ro＝1，主道平均速度Vm60km/h，选择常绿模式；

否则，选择绿信比方案。