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城市交通信號(hào)控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
城市交通信號(hào)控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目
（項(xiàng)目編號(hào)：CYZZ20180306172159315）
長(zhǎng)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(diǎn)，一種實(shí)時(shí)、有效、合理的信號(hào)控制方案對(duì)交叉口的運(yùn)行效率具有決定性作用，目前市場(chǎng)上的各種信號(hào)控制系統(tǒng)均缺乏對(duì)交叉口運(yùn)行特征的實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，現(xiàn)階段的信號(hào)控制方案仿真評(píng)價(jià)系統(tǒng)僅僅是依據(jù)歷史交通流數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)的多種信號(hào)控制方案進(jìn)行對(duì)比分析，然后將最優(yōu)信號(hào)控制方案輸入到信號(hào)機(jī)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(shí)際效果存在嚴(yán)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?yàn)檎鎸?shí)的交通環(huán)境隨機(jī)性很大，輸入數(shù)據(jù)不確定，導(dǎo)致給出的信號(hào)控制方案準(zhǔn)確性不高，顯然這種評(píng)價(jià)是一種控制方案選擇的預(yù)先評(píng)價(jià)，也是一種靜態(tài)評(píng)價(jià)，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(píng)估方法存在著低準(zhǔn)確性、低效率、高成本、評(píng)估指標(biāo)不全面的缺點(diǎn)。另一方面，不同配置及參數(shù)的交通控制機(jī)的推出，需要仿真優(yōu)化方案能夠被不同類型的信號(hào)機(jī)及時(shí)理解并接受，并且仿真軟件得到的優(yōu)化配時(shí)方案應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)控制機(jī)的時(shí)候，需要手動(dòng)修改信號(hào)機(jī)或者通過中心端控制軟件下發(fā)配時(shí)方案。
因此建立一種能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的信號(hào)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(duì)交通控制仿真軟件和交通信號(hào)控制器加載一種控制器接口設(shè)備（簡(jiǎn)稱CID），即通過交通仿真技術(shù)實(shí)時(shí)模擬交通流運(yùn)行特征并完成信號(hào)控制評(píng)價(jià)，并通過研發(fā)的接口設(shè)備將優(yōu)化的方案及時(shí)傳輸給現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)機(jī)。國(guó)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(tái)，系統(tǒng)涵蓋城市交通宏觀、中觀、微觀仿真三個(gè)層面，這對(duì)本項(xiàng)目研發(fā)提供了基礎(chǔ)保障以及應(yīng)用平臺(tái)。本項(xiàng)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(duì)交通流運(yùn)行特征進(jìn)行模擬，并通過布設(shè)的虛擬檢測(cè)器獲得的交通流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將預(yù)測(cè)結(jié)果通過高精度3D模型展示出來，從而達(dá)到對(duì)實(shí)際整個(gè)區(qū)域路網(wǎng)交通流的再現(xiàn)以及預(yù)測(cè)；該系統(tǒng)根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)對(duì)信號(hào)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(hào)控制“硬件在環(huán)”系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究?jī)?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(gè)控制接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)和和上位機(jī)之間的連接，通過仿真軟件COM端口，實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)真實(shí)路口檢測(cè)的環(huán)境。
2、城市交通信號(hào)控制優(yōu)化工具箱關(guān)鍵技術(shù)研究：通過建立多種信號(hào)配時(shí)方案下的TESS仿真模型，輸出延誤以及排隊(duì)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。
3、高性能測(cè)評(píng)工具箱關(guān)鍵技術(shù)研究：完成通信模塊、車輛檢測(cè)模塊和評(píng)價(jià)模塊三個(gè)模塊的建立，在計(jì)算機(jī)中開發(fā)信號(hào)機(jī)的測(cè)試程序，測(cè)試相位狀態(tài)、檢測(cè)器的實(shí)時(shí)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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