基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2019.04.01

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (04): 1-8.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.04.01

• 交通+大数据人工智能 • 下一篇

基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台

唐少虎1, 刘小明2, 朱伟1, 郑建春1, 郑国荣2

(1. 北京市科学技术研究院北京城市系统工程研究中心，北京 100035； 2. 北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室，北京 100144)

收稿日期:2018-03-05 修回日期:2018-11-06 出版日期:2019-04-15 发布日期:2019-04-15
作者简介:唐少虎(1986—)，男，山东临沂人，博士，主要从事城市交通控制、智能交通系统等方面的研究。E-mail：tshaohu@163.com。
基金资助:
中国博士后科学基金项目(2017M620673)；北京市自然科学基金项目(8184070)；北京市优秀人才项目(2017400685627G140)

Urban Road Network Traffic Control Platform Based on Hardware-in-the-loop Simulation

TANG Shaohu1，LIU Xiaoming2，ZHU Wei1，ZHENG Jianchun1，ZHENG Guorong2

(1. Beijing Research Center of Urban System Engineering, Beijing Institute of Science and Technology, Beijing 100035, P. R. China; 2. Beijing Key Lab of Urban Road Traffic Intelligent Control Technology, North China University of Technology, Beijing 100144, P. R. China)

Received:2018-03-05 Revised:2018-11-06 Online:2019-04-15 Published:2019-04-15

摘要/Abstract

摘要： 城市区域交通信号控制及优化是缓解城市交通拥堵的重要手段，效果评估是开展交通信号优化工作的重要环节。传统的交通仿真软件一般通过内置的信号控制模块进行评价，存在与实际信号控制系统脱节且评价精度不高的问题。为连通仿真软件与信号控制系统并提升评价有效性，提出了一种基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台，设计了平台的逻辑框架、功能架构以及平台中心系统、控制器接口等软硬件模块，融合了干线协调控制以及区域协同控制算法，并利用通讯测试验证了平台的硬件在环仿真控制功能。实例分析表明：硬件在环仿真平台搭建了交通仿真软件和交通信号控制系统的桥梁，能够有效评价路网交通控制效果。基于该平台可开展区域交通信号控制效果评价、算法改进以及信号优化等内容。

关键词: 交通运输工程, 城市交通, 硬件在环仿真, 交通控制平台, 控制效果评价

Abstract: Urban regional traffic signal control and optimization is an important means to alleviate urban traffic congestion, and effectiveness evaluation is an important part of traffic signal optimization. The traditional traffic simulation software is generally evaluated by the built-in signal control module, which is out of touch with the actual signal control system and has low evaluation accuracy. In order to connect simulation software with signal control system and improve evaluation effectiveness, an urban road network traffic control platform based on the hardware-in-loop simulation was proposed. The logical framework, function architecture, center system and controller interface etc. of hardware and software modules of the platform were designed. The arterial coordination control algorithm and regional cooperative control algorithm were integrated. And the hardware-in-loop simulation control function was verified through the communication test. The case study analysis shows that the platform of hardware-in-the-loop simulation builds the bridge of the traffic simulation software and the traffic signal control system, and it can effectively evaluate the traffic control effect of the road network. Based on the proposed platform, the effectiveness evaluation of the regional traffic signal control, the improvement for control algorithms and signal optimization can be carried out.

Key words: traffic and transportation engineering, urban traffic, hardware-in-the-loop simulation, traffic control platform, evaluation on control effectiveness

中图分类号:

U491.4

唐少虎1, 刘小明2, 朱伟1, 郑建春1, 郑国荣2. 基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(04): 1-8.

TANG Shaohu1，LIU Xiaoming2，ZHU Wei1，ZHENG Jianchun1，ZHENG Guorong2. Urban Road Network Traffic Control Platform Based on Hardware-in-the-loop Simulation[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2019, 38(04): 1-8.

参考文献

［1］ URBANIK T, VENGLAR S. Advanced technology application: the “SMART” diamond［C］// Proceedings of Institute of
Transportation Engineers 65th Annual Meeting. Washington DC: Institute of Transportation Engineers, 1995: 164-168.
［2］ KOONCE P J K, URBANIK T, BULLOCK D. Evaluation of diamond interchange signal controller settings by using
hardware-
in-the-loop simulation［J］. Transportation Research Record, 1999, 1683:59-66.
［3］ BULLOCK D, URBANIK T. Hardware-in-the-loop evaluation of traffic signal systems［C］// Proceedings of the 10th
International Conference on Road Transport Information and Control. London: IET, 2000:177-181.
［4］张欣, 宋建锋, 李国岫. HEV动力总成硬件在环仿真系统的研究与开发［J］. 高技术通讯, 2003, 13(8):77-81.
ZHANG Xin, SONG Jianfeng, LI Guoxiu. Research & development on the hardware in the loop simulation system for
powertrain
of HEV［J］. High Technology Letters, 2003, 13(8):77-81.
［5］王建强, 李克强, 高锋,等. 安全车距保持技术硬件在环仿真试验系统［J］. 汽车工程, 2004, 26(5):577-580.
WANG Jianqiang, LI Keqiang, GAO Feng, et al.A hardware-in-the-loop simulator for vehicles safety distance keeping
device［
J］. Automotive Engineering, 2004, 26(5):577-580.
［6］ YUN I, BEST M, PARK B. Evaluation of theadaptive maximum feature in EPAC300 actuated traffic controller using
hardware-in-the-loop simulation ［J］. Transportation Research Record, 2007, 2035: 134-140.
［7］ HUNTER M, ROE M, WU S. Hardware-in-the-loop simulation evaluation of adaptive signal control［J］.
Transportation
Research Record Journal of the Transportation Research Board, 2010, 191(3):675-680.
［8］于泉, 荣建. 交通控制硬件在环实时仿真平台设计［J］. 重庆工学院学报(自然科学), 2009, 23(10):57-60.
YU Quan, RONG Jian. Real time simulation platform design of traffic control hardware-in-the-loop［J］. Journal of
Chongqing Institute of Technology(Natural Science), 2009, 23(10):57-60.
［9］余贵珍, 任毅龙, 王云鹏,等. 多路口交通信号控制硬件在环仿真系统［J］. 公路交通科技, 2013, 30(1):110-114.
YU Guizhen, REN Yilong, WANG Yunpen，et al. Hardware-in-the-loop simulation system of multi-intersection traffic
signal
control［J］. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2013, 30(1):110-114.
［10］苗挺. 基于VISSIM的交通控制硬件在环仿真系统［D］. 大连:大连理工大学, 2013.
MIAO Ting.Hardware-in-Loop Simulation System of Traffic Control Based on VISSIM ［D］. Dalian: Dalian University of
Technology, 2013.
［11］王秋平, 谭学龙, 张生瑞. 城市单点交叉口信号配时优化［J］. 交通运输工程学报, 2006, 6(2):60-64.
WANG Qiuping, TAN Xuelong, ZHANG Shengrui. Signal timing optimization of urban single-point intersections［J］.Journal
of
Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(2):60-64.
［12］刘小明, 唐少虎. 基于连续通行量的干线绿波协调控制方法研究［J］. 交通运输系统工程与信息, 2012, 12(6):34-40.
LIU Xiaoming, TANG Shaohu. Greenwave coordinated control method based on continuously passing vehicles［J］. Journal
of
Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2012, 12(6):34-40.
［13］刘小明, 唐少虎, 朱凤华,等. 基于MFD的城市区域过饱和交通信号优化控制［J］. 自动化学报, 2017, 43(7):1220-1233.
LIU Xiaoming, TANG Shaohu, ZHU Fenghua, et al. Urban area oversaturated traffic signal optimization control based on
MFD［
J］. Acta Automatica Sinica, 2017, 43(7):1220-1233.
［14］ DANIEL(JIAN) S, ALEXANDRA K. Modeling vehicle interactions during lane-changing behavior on arterial streets［J
］.
Computer-Aided Civil & Infrastructure Engineering, 2010, 25(8):557-571.
［15］ DANIEL(JIAN) S, ZHANG L, CHEN F. Comparative study on simulation performances of CORSIM and VISSIM for urban
street
network［J］. Simulation Modelling Practice and Theory, 2013, 37:18-29.

[1]	李晶1,2，钟鹏1，吕靖1,2. 基于系统动力学的陆港与城市经济互动研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 1-7.
[2]	李军1，朱云升2. 三角模糊层次分析的综合评价在黄河库区船舶安全评估中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 16-22.
[3]	邓萍1,2，宋莲1，黄承锋1,2. 三峡坝区过闸船舶拥堵成本测算及对坝区货物总价值影响研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 23-30.
[4]	程谦1 ，朱晓宁2 ，卢万胜3. 中长运距城际旅客出行方式选择行为模型——以高铁、民航为例[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 39-45.
[5]	连齐才1，李涵1，石小林1，闫章存2. 基于面板数据Mixed logit模型的自动驾驶选择行为分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 46-52.
[6]	戚春华，王笑男，朱守林，李航天. 基于驾驶员视觉兴趣区域的交通工程设施信息量阈值研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 53-60.
[7]	李升朝，吴越，白雪萌，王玥，张海. 基于TOPSIS与灰色关联的危货车辆违规报警研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 61-66.
[8]	杨庆芳1,2,3，王立强2，郑黎黎1,2,3，孟凡运2. 一种环形交叉口交通排放及燃油消耗模型研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 67-73.
[9]	白翰，张康宇，王修光，燕翔，冯启龙. 合放交通流条件下城市交叉口通行能力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 12-20.
[10]	张重阳,黄淑萍. 路网抗震可靠性及震后运输调度路径选择研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 43-51.
[11]	郭文文1，计明军2，祝慧灵3，周文杰2. 集装箱码头场桥调度优化模型研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 66-72.
[12]	李广儒，张新，朱庆辉. 基于Adaboost的改进Elman神经网络港口吞吐量预测方法[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 1-5.
[13]	孙元广1，茧敏2，金华2，陈绍宽2. 城市轨道交通列车故障救援延误计算与仿真[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 6-12.
[14]	王宏刚1,2，白朋1，邹庆茹2，赵玲1. 地铁车辆段股道运用优化模型[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 13-18.
[15]	孙延浩1,2，张琦1,2，任禹谋1,2,3，孙鹏举4. 高速铁路列车调度员应急处置能力评价研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 19-25.

基于硬件在环仿真的城市路网交通控制平台

Urban Road Network Traffic Control Platform Based on Hardware-in-the-loop Simulation

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics