基于雷达多普勒交通检测的信号分级控制方法

摘要

随着我国道路交通事业快速发展，虽然城市路网的不断完善，但是机动车使用量也在逐年攀升，交通拥挤现象严重，交通违规、交通事故频发，拥堵状态从偶发性向常态化转变的态势，城市交通系统运行面临严峻挑战，提高交通事故处理效率以及制定合理的事故应对方案，保证交通冲突发生后车辆能够有序通过交叉口，防止出现大面积的交通拥堵，具有重要的现实意义和社会效益[1]。
　　实践表明，当道路交通冲突发生后，仅仅通过交警现场处理交通事故，具有一定的延时性，对缓解交通拥堵是远远不够的，需要依靠先进的交通冲突判别检测技术实时掌握交通冲突数据，通过大数据融合分析，制定合理的信号方案，来缓解城市交通事故拥堵问题[2]。本文以城市道路交通冲突为研究对象，针对交通冲突引发的交通问题，分析车流运行态势规律，利用雷达多普勒效应检测交通冲突，联动摄像头进行冲突车辆场景牌照取证。在短时间内通过雷达数据，研究缓解道路交通拥堵信号控制策略，根据交叉口交通拥堵现状，提出有效的单点、干线或者区域的控制优化方案，缓解短时的交通拥堵。达到交通状态可知、交通信号可控、交通拥堵可缓解的目的。本文研究成果为我国城市道路交通状态判别、交通管理和交通信号控制提供技术支撑和理论依据[3]。研究内容简要如下：
　　第一部分，多普勒雷达交通数据检测可行性分析。通过分析微波传播特点结合多普勒效应，将微波检测应用到交通数据检测，并获取实时交通数据，为道路交通状态判别提供实时数据支撑。
　　第二部分，道路交通状态可视化。运用多普勒雷达检测信息，融合光感技术，探究车辆运行状态实时显示技术，包括车辆实时运行轨迹、车辆违章检测、车辆事故检测，交通事故导致交通拥堵检测，保证特殊天气车辆运行状态的实时监控[4]。在交通事故发生后，通过联动摄像机对交通事故进行拍照和取证，并自动进行事故责任认定，根据车牌识别车主信息，将判定责任信息发送至个人手机上，形成快速处理交通事故流程，有利于交通事故车辆迅速撤离现场，以免导致交通拥堵。
　　第三部分，交通拥堵状态分析，通过交通拥堵成因的分析，将交通拥堵分别按产生的条件、发生时间频率、拥堵的空间位置等进行分类，并对不同交通拥堵类型的传播方式进行分析。为后续交通信号自适应分级交通控制策略提供依据。第四部分，信号自适应分级控制方法。根据多普勒交通雷达实时检测的交通状态，信号控制中心根据交通拥堵态势制定自适应分级控制策略[5]。对信号周期、相位相序、绿信比和相位差等信号参数进行适应性计算，提出以缓解交通拥堵为目标分级控制方法，并建立定量化模型。
　　第五部分，交通仿真和案例分析。运用Vissim仿真软件模拟多普勒雷达检测系统显示界面交通运行状况，验证该检测技术的有效性；通过对青岛西海岸经济开发区滨海大道和嘉陵江路交叉口的一起交通事故引发的交通拥堵为案例，验证基于多普勒雷达实时检测与交通信号自适应分级控制对缓解交通拥堵的有效性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2课题来源

1.3国内外研究现状

1.4研究对象和研究内容

1.5研究目的与技术路线

1.6本章小结

第二章 雷达多普勒交通检测系统分析

2.1雷达的多普勒交通检测系统原理

2.2多普勒雷达检测器的技术优势

2.3雷达交通检测器的设置

2.4交通检测数据分析

2.5本章小结

第三章 道路交通状态的可视化辨识

3.1交通实时检测

3.2事件引发的交通状态辨识

3.3常规的交通状态辨识

3.4本章小结

第四章 交通拥堵分级控制方法

4.1系统对接

4.2拥堵判定

4.3分级控制策略制定

4.4本章小结

第五章 案例验证与仿真分析

5.1现状分析

5.2系统搭建实施

5.3交通控制子区仿真

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1研究结论

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢