本發(fā)明屬于交通信號燈控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的交通燈控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著私家車的不斷普及，交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，尤其是在十字路口，對交通燈控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)具有重大意義。目前，大多數(shù)交通信號燈的控制方案為固定時長或多時段分段控制，這種方式?jīng)]有結(jié)合路口的實(shí)際情況，可能會導(dǎo)致沒有車的方向是綠燈而有車的方向在排長隊(duì)等紅燈，造成信號燈顯示的不合理。另外，現(xiàn)有的技術(shù)對車輛排隊(duì)長度的檢測大多采用地埋線圈探測器、超聲波探測器、視頻探測器等，其中地埋線圈探測器在安裝時需要切割地面，安裝過程復(fù)雜且成本高，超聲波探測器和視頻探測器容易受天氣和障礙物的影響，可能會造成準(zhǔn)確度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的交通燈控制系統(tǒng)，可以結(jié)合車輛排隊(duì)長度、車流速度以及1公里內(nèi)車輛的數(shù)目判斷道路的擁堵程度，根據(jù)道路的擁堵程度對交通燈進(jìn)行控制，有效的提高交通運(yùn)行效率，減緩擁堵現(xiàn)象，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，測量準(zhǔn)確，可靠性高，自動化程度高的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于物聯(lián)網(wǎng)的交通燈控制系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)動車上的電子標(biāo)簽、安裝在十字路口附近道路兩側(cè)的多個讀卡器、主控網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)主控平臺以及交通信號燈，其特征在于，所述電子標(biāo)簽作為流動物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，所述讀卡器作為固定物聯(lián)網(wǎng)參考節(jié)點(diǎn)，用于確定十字路口道路范圍最后面車輛的位置，檢測所在道路的車速以及統(tǒng)計(jì)車輛的數(shù)目，主控網(wǎng)絡(luò)將讀卡器讀取的信息傳送到物聯(lián)網(wǎng)主控平臺，物聯(lián)網(wǎng)主控平臺根據(jù)車輛排隊(duì)長度、車速以及車輛的數(shù)目判斷道路的擁堵程度，物聯(lián)網(wǎng)主控平臺與交通信號燈相連，根據(jù)道路擁堵程度控制信號燈轉(zhuǎn)換的時長。

所述讀卡器可選用識別范圍為5～10米的UHF RFID讀卡器，具體根據(jù)路面寬度選擇范圍合適的讀卡器，各讀卡器間的距離固定為10米，所述電子標(biāo)簽隨車輛接近十字路口，進(jìn)入各個讀卡器的識別范圍，讀卡器在感應(yīng)到周圍有電子標(biāo)簽時，讀取其中的信息，識別每個不同的電子標(biāo)簽。

所述道路擁堵程度判斷公式為：K＝a*L+b*C+c*V，其中，K為道路擁堵程度，L為車輛的排隊(duì)長度，C為1公里內(nèi)車輛數(shù)目，V為車流速度，a、b、c三個參數(shù)初始值設(shè)為a＝0.1，b＝0.5，c＝-1可根據(jù)實(shí)際測試情況調(diào)整。

所述物聯(lián)網(wǎng)主控平臺通過公式t＝KD*d+(KD-KD')*e+f根據(jù)道路擁堵程度及其變化趨勢動態(tài)調(diào)整下一次綠燈的時長，其中，t為其中一個方向下一次綠燈時長，KD為兩個方向擁堵程度K的差值，KD'為T秒前為兩個方向擁堵程度K的差值，f為兩個方向擁堵程度相同時的綠燈時長，參數(shù)d、e、f初始值設(shè)為d＝1，e＝1，f＝30，可根據(jù)實(shí)際測試情況調(diào)整。

所述車輛排隊(duì)長度的方法為：從距離路口最遠(yuǎn)至最近，各個讀卡器依次讀取各電子標(biāo)簽，當(dāng)一個讀卡器在預(yù)設(shè)的時間段內(nèi)始終識別到同一個電子標(biāo)簽，說明該標(biāo)簽對應(yīng)的車輛沒有移動或者基本沒有移動，根據(jù)讀取到最后一輛車上電子標(biāo)簽的讀卡器位置，得出等候車輛的排隊(duì)長度。

所述讀卡器的識別范圍為5米，各讀卡器間的距離固定為10米，第一個讀卡器安裝在路口，第二個讀卡器與第一個讀卡器的距離為10米，與路口的距離為10米，以此類推，第n個讀卡器與路口的距離為10(n-1)米，則車輛排隊(duì)長度由公式L＝10(m-1)得出，其中，L為車輛排隊(duì)長度，m為在預(yù)設(shè)的時間段內(nèi)始終識別到同一個電子標(biāo)簽的讀卡器中距離路口最遠(yuǎn)的一個。

所述車流速度檢測的方法為：在距離路口每100米位置處安裝一對相距20米的測速讀卡器，根據(jù)公式v＝20/t檢測在該路段車輛的速度，其中，v為車輛的速度，t為電子標(biāo)簽被一對測速讀卡器先后識別到所經(jīng)過的時間，同一時間所有測速讀卡器測得的速度的平均值為車流速度V。

所述車輛數(shù)目的統(tǒng)計(jì)方法為：在十字路口和距離路口1公里處各安裝一個讀卡器統(tǒng)計(jì)該路段車輛的數(shù)目，將兩個讀卡器與物聯(lián)網(wǎng)主控平臺相連，通過物聯(lián)網(wǎng)主控平臺的程序?qū)崿F(xiàn)每檢測到一輛車到達(dá)距離路口1公里處時數(shù)目加1，每檢測到一輛車駛出路口時數(shù)目減1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)時、準(zhǔn)確的得到路口附近道路上車輛分布情況。

2)本發(fā)明可以根據(jù)不同方向道路擁堵程度及其變化趨勢動態(tài)調(diào)整紅綠燈的時長，減緩擁堵。

3)本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，安裝在道路兩側(cè)，維修方便，可以節(jié)約成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明的路口示意圖。

圖3是本發(fā)明系統(tǒng)工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1所示，一種基于物聯(lián)網(wǎng)的交通燈控制系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)動車上的電子標(biāo)簽、安裝在十字路口附近道路兩側(cè)的多個讀卡器、主控網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)主控平臺以及交通信號燈。

安裝在機(jī)動車上的電子標(biāo)簽作為流動物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，安裝在十字路口附近道路兩側(cè)的讀卡器作為固定物聯(lián)網(wǎng)參考節(jié)點(diǎn)，用于確定十字路口道路范圍最后面車輛的位置，檢測所在道路的車速以及統(tǒng)計(jì)車輛的數(shù)目，主控網(wǎng)絡(luò)將讀卡器讀取的信息傳送到物聯(lián)網(wǎng)主控平臺，物聯(lián)網(wǎng)主控平臺根據(jù)車輛排隊(duì)長度、車速以及車輛的數(shù)目判斷道路的擁堵程度，物聯(lián)網(wǎng)主控平臺與交通信號燈相連，根據(jù)道路擁堵程度控制信號燈轉(zhuǎn)換的時長。

如圖2所示，攜帶了電子標(biāo)簽2的機(jī)動車行駛到路口附近的道路上，就進(jìn)入了安裝在十字路口附近道路兩側(cè)的普通讀卡器3的感應(yīng)范圍內(nèi)。普通讀卡器3在感應(yīng)到周圍有電子標(biāo)簽2時能讀取其中的信息，識別每個不同的電子標(biāo)簽2。當(dāng)一個讀卡器長時間識別到同一個電子標(biāo)簽時，說明該標(biāo)簽對應(yīng)的車輛沒有移動。對于兩個相鄰的讀卡器，如果離路口近的讀卡器長時間識別同一標(biāo)簽，而離路口遠(yuǎn)的讀卡器沒有長時間識別同一標(biāo)簽，則說明攜帶被離路口近的讀卡器識別標(biāo)簽的車輛是排隊(duì)中的最后一輛車，判斷最后面一輛車對應(yīng)的讀卡器位置就能得出等候車輛的排隊(duì)長度。

在距離路口每100米位置處安裝一對相距20米的附加測速功能的讀卡器4，根據(jù)公式v＝20/t檢測在該路段車輛的速度，其中，v為車輛的速度，t為電子標(biāo)簽被一對測速讀卡器先后識別到所經(jīng)過的時間，同一時間所有測速讀卡器測得的速度的平均值為車流速度V。

在十字路口和距離路口1公里處各安裝一個附加統(tǒng)計(jì)該路段車輛的數(shù)目功能讀卡器5，將兩個讀卡器5與物聯(lián)網(wǎng)主控平臺相連，通過物聯(lián)網(wǎng)主控平臺的程序?qū)崿F(xiàn)每檢測到一輛車到達(dá)距離路口1公里處時數(shù)目加1，每檢測到一輛車駛出路口時數(shù)目減1。

如圖3所示，系統(tǒng)初始化之后，物聯(lián)網(wǎng)主控平臺根據(jù)車輛排隊(duì)長度、車流速度速以及1公里內(nèi)車輛的數(shù)目計(jì)算道路的擁堵程度，再根據(jù)四條道路擁堵程度及其變化趨勢動態(tài)調(diào)整下一次綠燈的時長。若東西方向道路擁堵程度比南北方向嚴(yán)重，則將東西方向綠燈時間增長，反之，則將南北方向的綠燈時間增長，紅燈時間保持不變。