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一种城市道路交通信号控制优化系统，其特征在于，包括基础支撑层、数据处理层、应用服务层和通讯网络层：其中,基础支撑层包含交通流数据采集系统和信号控制系统,交通流数据采集系统依托城市道路车辆检测设备，以一定的时间间隔上传实时的路段及交叉口分车道交通流数据；信号控制系统通过实时数据接口，实时执行系统下发的信号控制方案及上传当前信号控制方案执行信息；数据处理层依托各类服务器实现数据的接入与提取、处理、归档和备份，以及与信号控制系统的交互；数据处理层主要包括通讯服务器、计算服务器、数据库服务器、地图服务器、中间件服务器和文件服务器，各服务器依托部署其中的相关软件实现数据处理层的功能，并可按需进行合并或扩展，以适应不同的应用需求；各服务器功能具体包括：通讯服务器用于支持数据的接入与提取；数据库服务器用于支持静态、动态数据的储存、调用和管理；地图服务器用于生成地图服务；计算服务器用于执行实现系统一系列功能所需的数据处理，包括信号配时参数优化和信号优化性能评估，数据处理过程中涉及与数据库服务器的数据交互；中间件服务器用于支持与信号控制系统的交互，包括下发信号控制方案、接收信号控制系统反馈的执行信号控制方案和接收信号控制系统网络连接状态心跳检测信息；文件服务器用于原始数据和相关业务数据的备份和归档；应用服务层基于WEB服务器和地图服务器生成的WEB+GIS的应用界面，通过有线专用网络与数据处理层进行交互，为交通管理者提供城市道路交通信号控制优化及管理服务；应用服务层主要包括信号控制策略配置模块、信号控制参数设置模块、信号控制方案运行实时监测模块、信号控制性能评估和数据服务；通讯网络层为数据处理层和应用服务层之间的数据提供交互通道，采用无线和有线网络混合应用的方式，支撑各层间的数据传输；上述城市道路交通信号控制优化系统控制过程为：一、信号控制策略配置，具体包括：a）选择多时段控制或实时控制优化两类信号控制模式；b）选择系统覆盖范围内的干线及区域交叉口群作为控制对象，设置相应的信号控制方式，设置选项包括单点控制、干线协同控制、区域协同控制三类控制方式，以及对应的执行时段；c）根据工作日、双休日、节假日的交通运行模式，配置不同的信号控制模式、信号控制方式及其对应执行时段，组成不同的信号控制策略，系统支持多套信号控制策略的存储和调用；d）根据当前路网交通状况，临时配置特定的信号控制策略；上述单点控制方式为系统默认，未选择特定控制方式的信号交叉口在全时段内采用单点控制方式；干线协同控制方式包括单向绿波、双向绿波和单向红波；多时段信号控制方案，指存储于信号控制系统的多时段信号控制方案，在不执行实时信号控制优化或无法接收到实时信号控制优化方案时，将默认执行多时段信号控制方案；信号控制系统具备执行多时段信号控制方案的功能，并能通过第三方接口与外部系统进行数据交互，包括实时执行外部系统下发信号控制方案、允许外部系统读取存储数据；用户与系统间的人机交互，依托WEB+GIS形式的系统界面载体完成；二、设置信号控制参数，根据交叉口交通状况、行人及非机动车通行需求、以及交叉口交通组织，设置交叉口的信号控制参数，主要包括阶段最小绿时、最大周期配时参数约束值，以及饱和流率、损失时间、理想饱和度和最大饱和度；三、信号配时参数实时优化及优化方案生成，具体包括：a）优化时间间隔为15分钟，控制时段为未来15分钟；b）基于路段和交叉口实时采集的分车道交通流数据，实时估计和预测未来15分钟交叉口各流向的交通需求；c）基于控制时段的信号控制方案设计相序，实时优化单点控制、干线协同控制、区域协同控制交叉口或交叉口群的信号配时参数，包括单点控制下的信号周期和阶段绿时，干线协同控制下的公用周期、各阶段绿时和相位差，区域协同控制下的信号周期和各阶段绿时；d）根据优化后的信号配时参数及信号控制系统的数据标准，生成可执行的信号控制优化方案；四、多时段信号控制配时参数优化及优化方案生成，具体包括：a）优化时间间隔为15分钟，采用历史同期平均交通需求为输入数据；b）基于控制时段的信号控制方案设计相序，离线优化单点控制、干线协同控制、区域协同控制交叉口或交叉口群的信号配时参数，包括单点控制下的信号周期和阶段绿时，干线协同控制下的公用周期、各阶段绿时和相位差，区域协同控制下的信号周期和各阶段绿时；c）根据优化后的信号配时参数及信号控制系统的数据标准，生成可执行的多时段信号控制优化方案；d）设置一定的固定时间周期，由系统自动执行多时段信号控制配时参数优化，并更新信号控制系统中的多时段信号控制方案；五、信号配时方案运行实时监测，动态展现路网各交叉口信号控制方案的运行情况，包括当前方案周期时长、相位差、运行阶段、阶段绿时倒数计时和信号控制策略；信号控制性能评估，具体包括：a）基于当前控制时段执行的信号控制方案，动态展现单点控制、干线协同控制、区域协同控制交叉口或交叉口群的交通运行性能评价指标、临近时段指标的变化趋势及与历史同期指标的对比结果；b）基于当前控制时段的多时段信号控制方案和实时信号控制优化方案，提供交叉口交通性能评价指标的对比展现；六、交叉口交通性能评价：a）针对单点控制下的交叉口，动态展现的交通性能评价指标，包括：交叉口及其包含流向的服务水平、饱和度、通行能力、车辆平均延误、停车次数和排队长度；b）针对干线协同控制下的交叉口群，动态展现的交通性能评价指标包括绿波或红波带宽、路段平均车速和路段行程时间，其中，干线绿波或红波带宽以时空图的形式表征；c）针对区域协同控制下的交叉口群，动态展现的交通性能评价指标包括区域通行能力、区域负荷不均匀性和路网车辆平均行驶速度；七、设备运行状况监测，动态展现与信号控制系统的实时对接状况，动态预警处于网络连接中断、人工强制控制或方案执行失败异常工作状态的设备，并可统计一段时间内设备存在异常运行状况的频次与持续时间；八、数据服务，提供包括交叉口类型、各引道车道数及类型和设备信息在内的各类静态信息，以及包括交通流数据、交叉口分方向交通需求、历史执行信号控制方案、信号控制优化方案和交叉口交通运行性能评价指标在内的各类动态信息的查询和统计，用户可根据需要下载数据报表和统计图表；九、与信号控制系统的实时对接与交互，基于信号控制系统的第三方接口，自动实现信号控制优化方案的实时下达以及反馈数据的实时接收；十、与交通流数据采集设备的实时对接，基于城市道路交通流数据采集设备的数据接口，自动实现交叉口、路段交通流数据的实时获取。 |
