城市交通信號控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
城市交通信號控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
深圳市科技計劃項目
（項目編號：CYZZ20180306172159315）
長期以來，大中型市飽受交通擁堵的困擾，解決交通擁堵問題一直是城市發(fā)展的重要任務(wù)。交叉口乃是城市交通擁堵的關(guān)鍵節(jié)點，一種實時、有效、合理的信號控制方案對交叉口的運行效率具有決定性作用，目前市場上的各種信號控制系統(tǒng)均缺乏對交叉口運行特征的實時評價，現(xiàn)階段的信號控制方案仿真評價系統(tǒng)僅僅是依據(jù)歷史交通流數(shù)據(jù)，對設(shè)計的多種信號控制方案進行對比分析，然后將最優(yōu)信號控制方案輸入到信號機里面。一方面，通常使用歷史數(shù)據(jù)產(chǎn)生的仿真結(jié)果與實際效果存在嚴重偏差，造成方案不適應(yīng)于現(xiàn)狀交通流，需要反復(fù)調(diào)整，主要是因為真實的交通環(huán)境隨機性很大，輸入數(shù)據(jù)不確定，導(dǎo)致給出的信號控制方案準(zhǔn)確性不高，顯然這種評價是一種控制方案選擇的預(yù)先評價，也是一種靜態(tài)評價，無法適應(yīng)于瞬息萬變的交通流特性，具有一定盲目性、滯后性，并且這種評估方法存在著低準(zhǔn)確性、低效率、高成本、評估指標(biāo)不全面的缺點。另一方面，不同配置及參數(shù)的交通控制機的推出，需要仿真優(yōu)化方案能夠被不同類型的信號機及時理解并接受，并且仿真軟件得到的優(yōu)化配時方案應(yīng)用到現(xiàn)場信號控制機的時候，需要手動修改信號機或者通過中心端控制軟件下發(fā)配時方案。
因此建立一種能夠?qū)崟r進行評價的信號控制系統(tǒng)尤為重要，交通控制“硬件在環(huán)”仿真系統(tǒng)通過引入“硬件在環(huán)”的方法，對交通控制仿真軟件和交通信號控制器加載一種控制器接口設(shè)備（簡稱CID），即通過交通仿真技術(shù)實時模擬交通流運行特征并完成信號控制評價，并通過研發(fā)的接口設(shè)備將優(yōu)化的方案及時傳輸給現(xiàn)場信號機。國外已有成功研發(fā)“硬件在環(huán)”系統(tǒng)的先例，雖然研發(fā)的核心技術(shù)保密，但是值得肯定的是該研發(fā)在理論上可行。另外，為了大力解決交通擁堵難題，深圳市目前已經(jīng)建立了城市交通仿真與公用信息平臺，系統(tǒng)涵蓋城市交通宏觀、中觀、微觀仿真三個層面，這對本項目研發(fā)提供了基礎(chǔ)保障以及應(yīng)用平臺。本項目研發(fā)的“硬件在環(huán)”仿真系統(tǒng)能夠利用交通仿真軟件對交通流運行特征進行模擬，并通過布設(shè)的虛擬檢測器獲得的交通流數(shù)據(jù)進行預(yù)測，然后將預(yù)測結(jié)果通過高精度3D模型展示出來，從而達到對實際整個區(qū)域路網(wǎng)交通流的再現(xiàn)以及預(yù)測；該系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測結(jié)果實時對信號控制方案做出相應(yīng)改變，并使得交叉口延誤等指標(biāo)最優(yōu)。
城市交通信號控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究內(nèi)容如下：
1、交通控制硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)研究：通過一個控制接口設(shè)備實現(xiàn)信號機和和上位機之間的連接，通過仿真軟件COM端口，實現(xiàn)信號機真實路口檢測的環(huán)境。
2、城市交通信號控制優(yōu)化工具箱關(guān)鍵技術(shù)研究：通過建立多種信號配時方案下的TESS仿真模型，輸出延誤以及排隊長度數(shù)據(jù)。
3、高性能測評工具箱關(guān)鍵技術(shù)研究：完成通信模塊、車輛檢測模塊和評價模塊三個模塊的建立，在計算機中開發(fā)信號機的測試程序，測試相位狀態(tài)、檢測器的實時反應(yīng)情況。
（城市交通控制“硬件在環(huán)”仿真系統(tǒng)構(gòu)建思路框架圖）
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