建模和优化交通网络性能的系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种对交通网络性能建模和优化（例如，对交通信号重新定时）的方法和系统。建模和优化可以这样来实现：从第一交叉路口的摄像机获取的视频信号；处理来自所述视频信号的数据来确定指示通过所述第一交叉路口的对应交通流的至少一个值；通过无线网络将所述至少一个值发送到远程处理实体，来使得所述远程处理实体可以更新所述交通网络的模型，所述交通网络包括所述第一交叉路口和至少一个第二交叉路口；从所述远程处理实体收到用于在所述第一交叉路口的控制器的指令，所述指令由基于至少所述第二交叉路口的数据的所述模型的更新确定；以及使在所述第一交叉路口的所述控制器执行所述指令，来优化所述交通网络的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文一般地涉及对被观测区域进行监测和控制的系统和方法，所述系统和方法对交通网络的建模和性能优化有特别作用。
技术介绍
对交通信号重新定时是在道路网络中改善交通流的最节约成本的方法之一。优化的交通信号可以显著减少驾驶员驶过一段道路时的交通延时和停车。由驾驶员体验到的优化的交通信号的优点包括安全性的改善、耗油量的减少以及排放量的减少。·通常主要针对三个因素在交叉路口进行交通数据统计。首先确定提出的交叉路口、过道或网络的物理上重新设计(即，在现有交叉路口上添加新车道)的影响。第二，确定提出的沿着交叉路口、过道或网络改变土地利用(即，将空闲土地改变为共同所有)的影响。第三，确定提出的改变交叉路口、过道或网络的信号相位(例如，给南北方向更多的绿灯时间)的影响。
技术实现思路
一方面，提出了对交通网络的建模和优化的方法，所述方法包括通过无线网络从第一处理模块接收指示对应于通过第一交叉路口的交通流的至少一个值，所述至少一个值通过对来自在所述第一交叉路口的摄像机的视频信号的数据进行处理而获取；使用所述至少一个值来更新所述交通网络的模型，所述交通网络包括所述第一交叉路口和至少一个第二交叉路口 ；分析所述模型来确定指令，所述指令用来优化在所述第二交叉路口的控制器；以及通过所述无线网络将所述指令发送到在所述第二交叉路口的第二处理模块，使得所述第二处理模块能够使在所述第二交叉路口的所述控制器执行所述指令，从而优化所述交通网络的至少一部分。另一方面，提出了对交通网络的建模和优化的方法，所述方法包括从在第一交叉路口的摄像机获取视频信号；处理来自所述视频信号的数据，来确定指示通过所述第一交叉路口的对应的交通流的至少一个值；通过无线网络将所述至少一个值发送到远程处理实体，来使得所述远程处理实体能够更新所述交通网络的模型，所述交通网络包括所述第一交叉路口和至少一个第二交叉路口 ；从所述远程处理实体接收用于所述第一交叉路口的控制器的指令，所述指令由基于来自至少所述第二交叉路口的数据对所述模型的更新来确定；以及使所述指令由在所述第一交叉路口的所述控制器执行，来优化所述交通网络的至少一部分。另一方面，提出了对交通网络的建模和优化的方法，所述方法包括通过无线网络从远程处理实体接收指令，所述指令用来在第一交叉路口对至少一部分交通网络进行控制器优化，由对所述交通网络的模型进行分析的所述远程处理实体确定所述指令，所述交通网络包括所述第一交叉路口，所述模型根据在所述交通网络中的一个或更多个附加交叉路口处获取的数据更新；以及将所述指令发送到与所述交通信号控制器耦合的通信接口。本文还提供了包括执行上述方法的计算机可执行指令的计算机可读存储媒介。本文还提供了包括执行上述方法的计算机可执行指令的包括各自处理器和存储器的装置或系统。附图说明现在将通过参照附图以仅为示例的方式对实施方式进行描述，其中图I是监测和控制被观测区域的示例系统的框图。图2是监测和控制有多个被观测区域的网络的示例系统的框图。 图3是示出了可以在对被观测区域进行监测和控制时执行的示例性操作集的流程图。图4是示出了可以在图I和图2的示例系统中被升级执行的示例性操作集的流程图。图5是监测交叉路口和在该交叉路口处的控制交通信号定时的示例系统的框图。图6是提供交通流信息的示例性数据包的示意图。图7是用于提供交通定时指令的示例性数据包的示意图。图8是示出了在监测和控制交通信号定时时可以执行的示例性操作集的流程图。图9是在处理输入视频信号时可以由本地处理模块(LPM)执行的计算机可执行操作的示例集。图10为可以由LPM执行的用于进行分析和生成提供交通流信息的数据包的计算机可执行操作的示例集。图11是可以由远程处理服务器在更新交通模型时执行的计算机可执行操作的示例集。图12是可以由远程处理服务器执行的用于对交通模型的快照的实时分析并生成提供交通定时指令的数据包的计算机可执行操作的示例集。图13是可以由通信接口执行的对包含交通定时指令的输入数据包进行处理的计算机可执行操作的示例集。图14是可以在执行优化信号定时时执行的计算机可执行操作的示例集。图15是示出了临时性硬件设置的框图。图16是示出了永久性硬件设置的框图。图17是示出了对交通模型的快照进行测量的示例集的图示。图18是示出了图19的待优化的交通模型的快照的部分图示。图19是示出了基于在交叉路口获得的数据的初始方向(OD)建模的一对交叉路口的示意图。图20示出了用于对通过交叉路口的OD运动进行建模的百分比的示例矩阵。具体实施方式众所周知，由于需要许多手动处理而导致的不便和成本，许多交通信号不会被重新定时。本文所描述的解决方案将手动处理自动化，并对现在所使用的方法提出更加方便和节约成本的解决方案。已经意识到，本文所讨论的底层框架可以同时被用于任何“被监测区域(例如，交通交叉路口或其它物理环境)”的监测和控制方面。同样地，本文所描述的解决方案不仅可以有助于交通信号重新定时的自动化，也可以有助于更一般的建模和交通网络性能的优化。例如，交通交叉路口不仅可以通过使用摄像机进行监测，也可以通过使用其它传感器(例如，无线振动传感器、应变传感器、话筒、热敏电阻、湿度传感器、激光雷达、雷达、接地环路等)进行监测来获取数据，并且通过从本地处理模块将该数据传递给远程处理端，可以检测和控制交叉路口的各方面，并且可以对数据进行挖掘，来做进一步的分析。从传感器获得的数据还可以扩大从视频信号获取的数据，来使得优化进行得更加全面。例如，通过交叉路口的车辆的历史初始方向(OD)数据的感测可以有助于确定如何在交通网络中的其它交叉路口对特定交通灯进行重新定时。 本文所述的自适应交通信号控制系统的实施可以基于位于交叉路口的单个的摄像机、单个的处理单元、和串行的安全装置(例如，提供通信接口)。此解决方案的成本显著低于传统的感应环路，利用现有的宽带无线网络来最小化网络安装成本，并且使用规模性经济的集群计算资源来最小化对交叉路口处的昂贵的控制器硬件的需求。由于硬件安装过程简单并节约成本，并且集群计算资源提供规模性经济来服务多个用户，下文所述架构可以被用来提供对市政或其它实体的没有大型成本预付的基于月租的服务。全部这些优点表现为大量成本的节约，从而能够更简单地对交通系统进行升级，而实现自适应信号控制。现在转到附图，图I示出了监测和控制被观测区域的示例系统，此后将其简称为“系统10”。系统10包括可通信地连接到在被观测区域16中的受控系统14的本地处理模块(LPM)12。LPM 12可以在被观测区域16的附近，直接在被观测区域16中，或者在被观测区域16的可通信的范围内。LPM 12可操作地收集或获取来自被观测区域16或与被观测区域16有关的数据，如果数据可以应用，则处理该数据，并通过无线网络18与远程处理实体20通信，来提供其数据自身或其已处理的版本，从而进行如下文详细解释的实时处理或后期处理。如下文所述，我们发现，由于具有固定的覆盖范围并具有普遍性，通过现有的无线网络(例如，蜂窝网络(例如，GSM/GPRS网络、3G或4G网络(例如EDGE、UMTS以及HSDPA、LTE、Wi-Max))等)的通信对实现本文所描述的系统10是特别有利的，从而能够有效地将一个或更多个被观测区域16连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·麦克布赖德，T·本达，D·汤普森，
申请(专利权)人：影视技术集成公司，
类型：
国别省市：