一種基于路況交通大數據的交通信號控制系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及交通信號控制技術領域，尤其是涉及一種基于路況交通大數據的交通 信號控制系統及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著國家經濟建設的不斷發展與進行，交通運輸車輛的數量日漸增長，對城市交 通造成的壓力也越來越重。為緩解交通壓力，有效疏導各道路上的車輛，通過在十字路口安 裝交通信號燈的方式，對車輛的行駛進行疏導與控制；傳統的信號控制方法的缺點就是需 要在路口或路段布置大量的檢測器，成本比較高，同時線圈檢測器等對路面的破壞也比較 嚴重。而且，線圈一旦布置完畢無法進行調整，無法精確的檢測到路口的排隊長度。再一， 通過路口或路段檢測器對信號的控制，也只能是單路口的感應或自適應控制，無法實現區 域協調控制。
[0003] 采用互聯網交通大數據，除了提供實時動態路況信息之外，還可以實現路況預測、 歷史路況查詢、擁堵瓶頸分析，可以提供更短時間的數據，對于提高交通控制的精度來講都 是有一個很大的提高。隨著新能源汽車、智慧城市建設以及車聯網的推進，交通大數據的施 展空間還將進一步擴大，數據的精度和準確度也會隨之提高。
[0004] 因此，提供設計一種基于路況交通大數據的交通信號控制系統及方法，以利用大 數據處理技術精準高效的進行道路交通控制，進而提高交通指揮的智能化和效率。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的問題是采用大數據處理分析技術，對交通信息進行實時監管控 制，進而緩解交通壓力，解決道路疏通資源浪費的問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于路況交通大數據的交 通信號控制方法，其特征在于，包括：
[0007] 車輛上的客戶端向云平臺發送客戶端信息；
[0008] 云端存儲海量交通數據信息；
[0009] 將數據按照時間序列分為實時數據和歷史數據；
[0010] 根據數據類型搭建相應靜態數據庫和動態數據庫；生成相應相應優化控制方案和 協調控制方案；
[0011] 根據方案確定控制區域路況，設置相應的配置方案；選擇相應優化控制方案，確定 信號機的信號周期、信號相序以及相對相位差生成配置優化方案；選擇協調控制方案，確定 信號機的信號周期、信號相序以及相對相位差生成配置協調方案；
[0012] 根據收到的配置方案，調整每個信號控制機的信號周期、信號相序以及相對相位 差；
[0013] 驅動信號燈執行。
[0014] 進一步，客戶端信息包括客戶端ID、車輛經煒度坐標、行進方向、行進速度、時間以 及請求指令；所述的請求指令包括直行請求指令、左轉請求指令、右轉請求指令以及調頭請 求指令。
[0015] 進一步，所述靜態數據庫，通過對歷史數據加權和對時間序列預測模型進行修正 的方法，建立周相似性特性下的短時交通流預測算法，根據歷史數據計算路網交叉口之間 的平均旅行時間、各交叉口紅燈是平均停車次數和平均等待時間以及相鄰路口之間距離按 照路段負荷度分配有效綠燈時間原則，為優化控制方案提供參數；根據車輛的平均行駛速 度，和單位時間內距離的車輛飽和度劃分擁堵級別；根據擁堵級別和時段確定個擁堵級別 分別對應的優化控制方案。
[0016] 進一步，所述動態數據庫，作為實時數據處理數據庫。根據實時采集的數據，計算 根據車輛的平均行駛速度和單位時間內距離的車輛飽和度與歷史數據進行對比，根據差值 范圍確定協調控制方案。
[0017] 進一步，驅動信號燈執行。
[0018] 再進一步，所述擁堵等級分為暢通、緩行、擁堵、嚴重擁堵四個等級。
[0019] -種基于路況交通大數據的交通信號控制系統，是由：客戶端、云端虛擬機、數據 存儲服務器、數據分析服務器、信號控制中心、區域交通信號控制機和信號燈組成；
[0020] 所述客戶端，用于車輛上的客戶端向云平臺發送客戶端信息；
[0021] 所述云端虛擬機，用于從高德地圖獲取的道路上每個LINK路段的海量路口車輛 和交通燈的路況信息；
[0022] 所述數據存儲服務器，用于獲取數據，將數據按照時間序列分為實時數據和歷史 數據，利用已知的路網結構參數與交叉口信號配時參數結合相關交通流參數短時預測方 法，生成交通數據信息并進行存儲，以供讀取；
[0023] 數據分析服務器，用于判斷路口擁堵狀態，根據數據類型搭建相應靜態數據庫和 動態數據庫，生成相應優化控制方案和協調控制方案；
[0024] 所述信號控制中心，根據方案確定控制區域路況，設置相應的配置方案；選擇相應 優化控制方案，確定信號機的信號周期、信號相序以及相對相位差生成配置優化方案；選擇 協調控制方案，確定信號機的信號周期、信號相序以及相對相位差生成配置協調方案；
[0025] 所述區域交通信號控制機，根據收到的配置方案，調整相對的相位差，生成快速平 滑信號控制方案，根據協調配置方案和優化配置方案，為每個機設置信號周期、信號相序以 及相對相位差；
[0026] 所述信號機，用于驅動信號燈做出信號周期、信號相序的調整。
[0027] 優選的，所述客戶端，設置在車輛上，通過數據接口，向云平臺發送客戶端信息；客 戶端信息包括客戶端ID、車輛經煒度坐標、行進方向、行進速度、時間以及請求指令；所述 的請求指令包括直行請求指令、左轉請求指令、右轉請求指令以及掉頭請求指令。
[0028] 優選的，所述靜態數據庫，通過對歷史數據加權和對時間序列預測模型進行修正 的方法，建立周相似性特性下的短時交通流預測算法，根據歷史數據計算路網交叉口之間 的平均旅行時間、各交叉口紅燈是平均停車次數和平均等待時間以及相鄰路口之間距離按 照路段負荷度分配有效綠燈時間原則，為優化控制方案提供參數；根據車輛的平均行駛速 度，和單位時間內距離的車輛飽和度劃分擁堵級別；根據擁堵級別和時段確定個擁堵級別 分別對應的優化控制方案。
[0029] 優選的，所述動態數據庫，作為實時數據處理數據庫。根據實時采集的數據，計算 根據車輛的平均行駛速度和單位時間內距離的車輛飽和度與歷史數據進行對比，根據差值 范圍確定協調控制方案。
[0030] 優選的，所述擁堵等級分為暢通、緩行、擁堵、嚴重擁堵四個等級。
[0031] 本發明具有的優點和有益效果是：基于客戶端傳輸的指令，利用云端存儲，基于大 數據處理掌握趨勢，根據變化規律做出優化方案；控制交通信號的最優運行相位，方便人們 出行，根據實時數據收集，與歷史數據對比，生成的協調控制方案，能夠及時調整信號燈的 運行，應對突發交通狀況。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發明一種基于路況交通大數據的交通信號控制方法的主流程圖；
[0033]圖2為本發明一種基于路況交通大數據的交通信號控制系統的結構示意圖；
[0034] 圖3為圖1所示的一種基于路況交通大數據的交通信號控制系統的詳細流