本發(fā)明涉及電力交通領域，具體為一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)。

背景技術：

隨著城市規(guī)模的不斷擴大以及城市內(nèi)機動車保有量的日益增長，城市道路交通壓力越來越大。為了保障道路通行安全、提高通行效率，城市內(nèi)各平面交叉路口普遍采用交通信號燈來指揮各方向交通的通行或停止。具體來說，通過設置路口交通信號燈的周期、綠信比和相位差，在時間上給各方向的交通流分配通行權。交通信號燈已經(jīng)從最初每個路口獨立管理的單點模式，發(fā)展到在一條主干道上多個路口聯(lián)動管理的“線控”模式，以及一個平面區(qū)域內(nèi)多個路口之間的聯(lián)動管理的“面控”模式。業(yè)內(nèi)也推出了多種綜合利用計算機技術、通信技術和道理交通控制技術而設計開發(fā)的智能交通控制系統(tǒng)，在城市交通管理領域得到廣泛應用。這些智能交通管理系統(tǒng)大多按照路口控制、區(qū)域控制和中央控制三級部署。在路口部署信號燈和車輛檢測器，用于采集、處理、傳送交通信息和控制路口信號燈；信號燈和區(qū)域控制中心通過通信系統(tǒng)連接，完成路口交通信息的上傳和交通控制信號的下達；區(qū)域控制中心實時監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)各路口交通狀況以及信號燈的工作狀態(tài)，對各路口交通進行協(xié)調(diào)控制，必要時通過人機命令進行人工干預；中央控制中心則匯總一個城市各區(qū)域控制中心的信息，進行統(tǒng)計分析和協(xié)調(diào)控制。

雖然城市交通特別是路口信號燈的智能管理已經(jīng)取得了諸多進步，但是在實際應用中仍然有若干不足之處。例如，在高峰期間交通流量較大的路口，車輛通行時通常時速不高、車距較小，當綠燈轉為紅燈時，車輛繼續(xù)在路口中央緩慢行駛，而此時左右方向的車輛綠燈亮起轉為通行狀態(tài)，與之前緩慢行駛在路中央的車輛發(fā)生阻塞，兩個方向的車輛均不能正常通行，隨著時間的推移，路口中央會發(fā)生嚴重的擁堵。再如，當車輛在一條道路上通行時，此時該道路上的車流量特別大，而通行的綠燈時間很短，使得該路段積累了大量的車輛，不利于交通的疏導，不僅降低了通行的效率，而且間接造成了更多怠速燃油的環(huán)境污染。

本發(fā)明即針對上述不足之處，利用智能化技術對路口信號燈信息的狀態(tài)進行調(diào)控，根據(jù)實時的車輛信息進行交通調(diào)控，以達到最優(yōu)的交通通行效率，為此，研制一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)和交通信號燈，所述主控系統(tǒng)設有智能檢測裝置，主控系統(tǒng)與智能檢測裝置之間通信連接，所述主控系統(tǒng)與交通信號燈電連接，主控系統(tǒng)控制交通信號燈的運行，所述主控系統(tǒng)設有修正模塊；

主控系統(tǒng)，用于讀取智能檢測裝置檢測到的道路內(nèi)車輛的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測的實時數(shù)據(jù)進行計算，通過計算對道路的通行時間進行修正，根據(jù)修正后的數(shù)據(jù)向交通信號燈發(fā)出通行狀態(tài)的控制指令以及通行狀態(tài)的持續(xù)時間的系統(tǒng)；

智能檢測裝置：用于檢測車輛和行人的流量信息，同時記錄各時間段通行車流量和人流量，且根據(jù)拍照技術計算當前道路排隊車輛長度的裝置；

交通信號燈，用于指揮車輛和行人通行的指示裝置；

修正模塊，用于根據(jù)實時檢測的數(shù)據(jù)對現(xiàn)有通行狀態(tài)的反饋式修正調(diào)節(jié)的模塊裝置。

進一步地，所述交通信號燈的實時狀態(tài)包括對應車道交通信號燈控制的通行方向狀態(tài)以及相應方向上的通行狀態(tài)和狀態(tài)持續(xù)時間信息，其中車道通行方向狀態(tài)包括直行、左轉和右轉狀態(tài)信息。

進一步地，所述主控系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間通信連接，當前主控系統(tǒng)根據(jù)前一主控系統(tǒng)和后一主控系統(tǒng)進行車流量調(diào)節(jié)。

進一步地，所述智能檢測裝置包括人流量監(jiān)控單元、車流量監(jiān)控單元、車輛排隊長度監(jiān)控單元和路口車輛監(jiān)控單元。

進一步地，所述車流量監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)時間單位里通過路口的車輛數(shù)量進行統(tǒng)計，同時車流量監(jiān)控單元對每天24小時內(nèi)各時間段的車流量進行統(tǒng)計。

進一步地，所述車輛排隊長度監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)每個時間單元路口積累的待通行車輛長度的統(tǒng)計，同時車輛排隊長度單元對每天24小時內(nèi)各時間段的車輛排隊長度進行統(tǒng)計。

進一步地，所述交通信號燈與光伏組件電連接，交通信號燈通過電路轉換器分別與光伏電路、電網(wǎng)電路電連接。

進一步地，所述主控系統(tǒng)在道路車輛低谷時，根據(jù)相應的道路的車流量進行修正，每條道路的通行時間不低于10s，每條道路的通行時間不高于120s，交通信號燈的狀態(tài)切換時間不低于10s，交通信號燈的狀態(tài)切換時間不高于120s。

進一步地，所述人流量監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)時間單位里通過路口的人員數(shù)量進行統(tǒng)計，同時人員流量監(jiān)控單元對每天24小時內(nèi)各時間段的人員流量進行統(tǒng)計。

進一步地，所述人流量監(jiān)控單元檢測到人員時，車輛通行道路的通行狀態(tài)在一段時間后變?yōu)榉峭ㄐ袪顟B(tài)，人員通道的通行時間不高于100s，人員通道的通行時間不低于20s。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)實現(xiàn)了四個方面的優(yōu)點，(1)通過智能檢測裝置的應用，行人與車輛發(fā)生互動，實現(xiàn)車輛通行的最大化；(2)根據(jù)實時測量的車輛數(shù)據(jù)信息，對道路的通行狀態(tài)進行實時的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)高效的交通通行；(3)分時段對道路交通狀況進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智能化系統(tǒng)的高效化，(4)加入了光伏電源等清潔能源作為輔助電源或備用電源，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能和保證信號燈的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)結構原理框圖。

圖2為本發(fā)明一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)主控系統(tǒng)間通信結構圖。

圖3為本發(fā)明一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)的智能檢測裝置結構原理框圖。

圖4為本發(fā)明一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)的系統(tǒng)內(nèi)功能實現(xiàn)流程圖。

圖5為本發(fā)明一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)的系統(tǒng)間功能實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1本發(fā)明提供一種技術方案：一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)的結構框圖，包括主控系統(tǒng)、智能檢測裝置和交通信號燈，主控系統(tǒng)作為計算的主腦，一方面對接收的數(shù)據(jù)進行計算和處理，另一方面對交通信號燈發(fā)出控制指令，主控系統(tǒng)具體用于讀取智能檢測裝置檢測到的道路內(nèi)車輛的實時數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測的實時數(shù)據(jù)進行計算，通過計算對道路的通行時間進行修正，根據(jù)修正后的數(shù)據(jù)向交通信號燈發(fā)出通行狀態(tài)的控制指令以及通行狀態(tài)的持續(xù)時間；智能檢測裝置：用于檢測車輛和行人的流量信息，同時記錄各時間段通行車流量和人流量，根據(jù)拍照技術計算當前道路排隊車輛長度；交通信號燈，用于指揮車輛和行人通行的指示裝置。

所述交通信號燈的實時狀態(tài)包括對應車道交通信號燈控制的通行方向狀態(tài)以及相應方向上的通行狀態(tài)和狀態(tài)持續(xù)時間信息，其中車道通行方向狀態(tài)包括直行、左轉和右轉狀態(tài)信息，交通信號燈硬件采用左轉箭頭燈、直行箭頭燈和右轉箭頭燈，三種方向燈分別指示左轉道、直行道和右轉道的通行。

所述交通信號燈與光伏組件電連接，交通信號燈通過電路轉換器分別與光伏電路、電網(wǎng)電路電連接，當電網(wǎng)電路出現(xiàn)電路故障發(fā)生斷電時，交叉路口的車輛由于沒有指揮行駛，發(fā)生交通混亂，不但產(chǎn)生交通堵塞，更嚴重的產(chǎn)生交通事故，危害人身安全，因此，使用光伏電路作為備用電源，當電路出現(xiàn)故障，馬上能夠向交通信號燈提供電能，保持穩(wěn)定的交通秩序。當然在光能充足的區(qū)域，可以使用光伏電能作為交通信號燈主要的供電電能，充分利用清潔能源，實現(xiàn)環(huán)保交通。

圖2為相鄰的主控系統(tǒng)間通信結構圖，該結構圖表示主控系統(tǒng)一與主控系統(tǒng)二之間相互通信，如圖可見，主控系統(tǒng)一通過其智能檢測裝置對路口進行實時的監(jiān)測，當非通行的狀態(tài)下，在主控系統(tǒng)一的路口檢測到有多輛停止的車輛或緩慢行駛的車輛，主控系統(tǒng)一判定為交通擁堵，路口出現(xiàn)堵塞，主控系統(tǒng)一向主控系統(tǒng)二發(fā)出交通擁堵的信息后，主控系統(tǒng)二將適當延長該道路的通行時間，以緩解該道路方向的擁堵，例如：位于主控系統(tǒng)一的十字交叉路口，當交叉路口由東向西方向的直行道為紅燈狀態(tài)時，主控系統(tǒng)一所連接的路口車輛監(jiān)控單元檢測到多輛車輛擁堵，該狀態(tài)會影響南北方向車輛的通行，嚴重時會發(fā)生整個路口堵死，為了該交叉路口的由東向西直行道的交通壓力，因此，主控系統(tǒng)一向該直行道下一路口的主控系統(tǒng)二發(fā)出通行的延長時間指令，同理，相鄰的路口之間均可以采用該通信方式，用于調(diào)節(jié)各路口的交通壓力。當東西方向和南北方向道路均發(fā)生擁堵時，根據(jù)其擁堵的程度進行選擇優(yōu)先級，擁堵程度較為嚴重的路段為高優(yōu)先級，擁堵程度較輕的路段為次優(yōu)先級，也可以根據(jù)路段進行優(yōu)先級劃分，將一些比較重要的主干道設為高優(yōu)先級，將一些不是非常重要的道路設有次優(yōu)先級，高優(yōu)先級相比次優(yōu)先級具有優(yōu)先調(diào)整通行的權利。

圖3為智能檢測裝置結構示意圖，智能檢測裝置包括人流量監(jiān)控單元、車流量監(jiān)控單元、車輛排隊長度監(jiān)控單元和路口車輛監(jiān)控單元。

所述車流量監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)時間單位里通過路口的車輛數(shù)量進行統(tǒng)計，例如采用一小時為統(tǒng)計單位，計算該路口由西向東直行車輛的數(shù)量、左轉車輛的數(shù)量以及右轉車輛的數(shù)量。車流量監(jiān)控單元檢測的數(shù)據(jù)可上傳至數(shù)據(jù)服務器中存儲，數(shù)據(jù)服務器對整個區(qū)域的所有路口上傳的數(shù)據(jù)信息進行分析處理，實現(xiàn)實時的反饋和調(diào)整，當然，車流量監(jiān)控單元對每天24小時內(nèi)各時間段的車流量進行統(tǒng)計，由于深夜的車輛減少，基本上不會產(chǎn)生擁堵，因此，車流量監(jiān)控單元可以對某一時段進行監(jiān)控，早高峰和晚高峰是最易發(fā)生擁堵的時段，車流量監(jiān)控單元重點對該時段進行監(jiān)控，并且反饋給主控系統(tǒng)，同時主控系統(tǒng)重點對該時段進行調(diào)控，以減輕該時段的擁堵情況。

所述車輛排隊長度監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)每個時間單元路口積累的待通行車輛長度的統(tǒng)計，例如每一個通行時間為統(tǒng)計單位，計算該路口由西向東直行道路車輛的長度、左轉道路待通行車輛的長度以及右轉道路待通行車輛的長度。車輛排隊長度監(jiān)控單元檢測的數(shù)據(jù)可上傳至數(shù)據(jù)服務器中存儲，數(shù)據(jù)服務器對整個區(qū)域的所有路口上傳的數(shù)據(jù)信息進行分析處理，實現(xiàn)實時的反饋和調(diào)整，同時車輛排隊長度單元對每天24小時內(nèi)各時間段的車輛排隊長度進行統(tǒng)計。由于深夜的車輛減少，基本上不會產(chǎn)生擁堵，因此，車輛排隊長度監(jiān)控單元可以對某一時段進行檢測，早高峰和晚高峰是最易發(fā)生擁堵的時段，車輛排隊長度監(jiān)控單元重點對該時段進行檢測，并且反饋給主控系統(tǒng)，同時主控系統(tǒng)重點對該時段進行調(diào)控，以減輕該時段的擁堵情況。

所述主控系統(tǒng)在道路車輛低谷時，根據(jù)相應的道路的車流量進行修正，每條道路的通行時間不低于10s，每條道路的通行時間不高于120s，交通信號燈的狀態(tài)切換時間不低于10s，交通信號燈的狀態(tài)切換時間不高于120s。

所述人流量監(jiān)控單元的數(shù)據(jù)根據(jù)時間單位里通過路口的人員數(shù)量進行統(tǒng)計，同時人員流量監(jiān)控單元對每天24小時內(nèi)各時間段的人員流量進行統(tǒng)計。

所述人流量監(jiān)控單元檢測到人員時，車輛通行道路的通行狀態(tài)在一段時間后變?yōu)榉峭ㄐ袪顟B(tài)，人員通道的通行時間不高于100s，人員通道的通行時間不低于20s。

修正模塊內(nèi)置反饋系統(tǒng)，車輛流量和車輛排隊長度作為主控系統(tǒng)計算處理反饋系統(tǒng)的主要兩個參數(shù)，通過不斷地檢測車輛流量和車輛排隊長度這兩個參數(shù)，實時對反饋系統(tǒng)進行修正，達到調(diào)控的最優(yōu)化。

圖4為系統(tǒng)內(nèi)功能實現(xiàn)流程圖，功能實現(xiàn)如下：智能檢測裝置中的車流量監(jiān)控單元、車輛排隊長度監(jiān)控單元進行實時的流量檢測和排隊長度檢測，檢測到的車流量和車輛排隊長度數(shù)據(jù)信息傳輸給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)計算判斷，如果車流量和車輛排隊長度數(shù)據(jù)正常，則繼續(xù)進行實時檢測，實時檢測的循環(huán)周期可根據(jù)情況設定，每五分鐘檢測一次或每十分鐘檢測一次，當主控系統(tǒng)計算判斷數(shù)據(jù)發(fā)生明顯增大，主控系統(tǒng)將實時數(shù)據(jù)發(fā)送至修正模塊，修正模塊進行通行時間的修正。

圖5為系統(tǒng)間功能實現(xiàn)流程圖，主控系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間通信連接，當前主控系統(tǒng)根據(jù)前一主控系統(tǒng)和后一主控系統(tǒng)進行車流量調(diào)節(jié)。例如系統(tǒng)一(路口一)和系統(tǒng)二(路口二)之間進行調(diào)控，功能實現(xiàn)如下：系統(tǒng)一智能檢測裝置中的車流量監(jiān)控單元、車輛排隊長度監(jiān)控單元進行實時的流量檢測和排隊長度檢測，同時路口車輛監(jiān)控單元實時監(jiān)測系統(tǒng)一路口處的車輛情況，檢測到的車流量和車輛排隊長度數(shù)據(jù)信息傳輸給主控系統(tǒng)，主控系統(tǒng)計算判斷，如果車流量和車輛排隊長度數(shù)據(jù)正常，則繼續(xù)進行實時檢測，當車輛監(jiān)控單元檢測到系統(tǒng)一路口處發(fā)生擁堵，一方面主控系統(tǒng)一將實時數(shù)據(jù)發(fā)送至修正模塊，修正模塊進行通行時間的修正。另一方面主控系統(tǒng)一向主控系統(tǒng)二發(fā)出擁堵數(shù)據(jù)信息，主控系統(tǒng)二將接收到的擁堵數(shù)據(jù)信息發(fā)送至修正模塊進行修正通行時間，因此，實現(xiàn)智能化的調(diào)控，減輕早高峰和晚高峰的交通擁堵情況。

綜上所述，本發(fā)明的一種基于用戶互動的節(jié)能高效電力信號燈智能化系統(tǒng)實現(xiàn)了多個方面的優(yōu)點，通過智能檢測裝置的應用，使用人流量監(jiān)控單元、車流量監(jiān)控單元進行實時監(jiān)測，行人與車輛發(fā)生互動，當無人過馬路或斑馬線時，實現(xiàn)綠燈常亮，實現(xiàn)車輛通行的最大化；使用車流量監(jiān)控單元、車輛排隊長度監(jiān)控單元和路口車輛監(jiān)控單元進行實時監(jiān)測，根據(jù)實時測量的車輛數(shù)據(jù)信息，對道路的通行狀態(tài)進行實時的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)高效的交通通行；分時段對道路交通狀況進行監(jiān)測和調(diào)節(jié)，實現(xiàn)智能化系統(tǒng)的高效化，在交通信號燈上加入光伏組件，實現(xiàn)太陽能發(fā)電，并且將產(chǎn)生的電腦存儲在蓄電池中，可以作為備用電源，也可以將太陽能電能作為交通信號燈的主要電能，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能和保證信號燈的可靠性。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。