城市道路交通智能控制方法及城市道路交通智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種交通信號燈智能控制方法及智能控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著人們物質生活水平的不斷提高，以車代步的越來越多，汽車已經(jīng)成為現(xiàn)在的 交通的必備工具。汽車的增多為人類的出行帶來了極大的方便，但是隨著城鎮(zhèn)化規(guī)模越來 越大，汽車越來越多，如何根據(jù)現(xiàn)有的交通工具、通訊工具、目的地和出發(fā)地，選擇合適的路 線，避免擁堵，減少汽車行駛時間，降低油耗，提高效率，成為了交通管理研究者的重要課 題。
[0003] 對于一組互不沖突的交通流同時獲得通行權所對應的信號顯示狀態(tài)，我們將其稱 之為信號相位，簡稱為相位。一組相位全部循環(huán)一次，稱為周期?？梢钥闯觯盘栂辔皇歉鶕?jù) 交叉口通行權在一個周期內(nèi)的更迭來劃分的。一個交通信號控制方案在一個周期內(nèi)有幾個 信號相位，則稱該信號控制方案為幾相位的信號控制。十字路口通常采用4個信號相位，如 果相位數(shù)設計得太少，則不能有效地分配好路口通行權，路口容易出現(xiàn)交通混亂，交通安全 性下降;如果相位數(shù)設計得太多，雖然路口的交通次序與安全性得到了改善，但由于相位之 間進行轉換時都會損失一部分通行時間，過多的相位數(shù)會導致路口的通行能力下降，延長 司機在路口的等待時間。
[0004] 申請?zhí)枮?01410417387的智能交通燈控制方法及其系統(tǒng)，此專利采用的方式是在 車輛內(nèi)部安裝通訊模塊，交通燈控制器接收車輛信息對所述車道的交通燈狀態(tài)進行調(diào)整。 如果部分車主沒有安裝此通訊模塊，則達不到專利所述的效果，因此存在一定的局限性。
[0005] 申請?zhí)枮?01510372918的一種智能交通系統(tǒng)，采用手機APP和GPS功能，靠用戶上 傳照片和文字信息來更新路況，雖然成本低但實時性差。
[0006] 申請?zhí)枮?01210498035的智能交通燈控制裝置的設計，通過攝像頭、DPS圖像處 理，得到路口車流量，單片機通過車流量調(diào)整交通燈的時間。此專利通過車流量自動調(diào)整交 通燈時間長短，對緩解交通堵塞有一定的效果，但交通流量本身就是一個滯后的數(shù)據(jù)，而且 通行時間的估算與實際通行時間還是有一定的差距。
[0007] 現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)交通燈都采用定時控制，其缺點明顯。還有一些采用感應配時控 制，控制效果有了很大的提高，但還是存在一定的局限性，如綠燈倒計時只是對通行時間的 估計，并非實時的，很可能出現(xiàn)一列車隊過去了一部分綠燈就切換了，或者車輛全部都通過 了，綠燈還在倒計時的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對傳統(tǒng)的控制方式中不能對交通流實時進行控制這一弊端進行改進，以 車輛最大通過率為目標，根據(jù)車輛排隊情況對各路口的紅綠燈時間進行控制，加強其靈活 性和實時性，改善路口的通行效率，使出行等待時間更小。
[0009] 本發(fā)明提供了一種城市道路交通智能控制方法，該方法包括:根據(jù)路口實際情況 預先設定相位組數(shù)和每個相位組的相位;獲取各方向各車道的車輛排隊長度;根據(jù)各車道 排隊長度匹配最優(yōu)的相位，確定該最優(yōu)相位所在的相位組為當前信號周期，以該最優(yōu)相位 作為周期的開始，將參數(shù)轉變?yōu)榻煌ㄐ盘枱艨刂菩盘?，當通行相位各車道車輛已全部通過 或超過設定的最大通行時間，則該相位通行結束，然后重新開始檢測各車道排隊長度，在同 一相位組里確定下一通行相位，在一個周期內(nèi)相位不重復，依此在一個周期內(nèi)讓此組內(nèi)相 位全部通行一遍;在周期結束時，再根據(jù)各車道排隊長度再重新匹配新的最優(yōu)的相位，并確 定該最優(yōu)相位所在的相位組為下一個信號周期。
[0010] 在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0011] 進一步地，當由于事故或其它原因造成道路發(fā)生堵塞，車輛無法通過時，則無論此 時后面的隊伍有多長，對應車道的相位都保持為紅燈，不放車輛通過。
[0012] 本發(fā)明的城市道路交通智能控制方法，通過獲得每一個車道上車輛的排隊長度， 從而確定相位，再根據(jù)車輛的通行情況控制紅綠燈的切換，沒有倒計時模塊，只要滿足通行 條件，有車即放行，車輛全部通過后，切換相位，不浪費通行時間，此外，本發(fā)明還將擁堵檢 測的結果用于交通燈的控制，當路口中某個車道由于交通事故或者施工，已經(jīng)不通的情況 下，暫時就不給本方向切換綠燈時間，避免了進一步加劇擁堵。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種利用上述城市道路交通智能控制方法進行交通控制的城市 道路交通智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括路口控制子系統(tǒng)、交通信息控制中心、終端用戶設備。
[0014] 每個路口都有一個路口控制子系統(tǒng)，用于采集路口交通信息，實時控制信號燈，并 將路況信息和交通燈狀態(tài)上傳給交通信息控制中心。所述路口控制子系統(tǒng)包括交通信號 燈、車輛檢測裝置、路口控制器、存儲模塊、通訊模塊，車輛檢測裝置用于獲取各方向各車道 的車輛排隊長度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送到路口控制器;路口控制器用于對數(shù)據(jù)進行分析處理， 選擇最優(yōu)的相位以及相位組，將參數(shù)轉變?yōu)榻煌ㄐ盘枱艨刂菩盘?，實時控制信號燈;通訊模 塊用于上傳信息到交通信息控制中心，接收交通信息控制中心下發(fā)的指令;存儲模塊用于 存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。
[0015] 所述交通信息控制中心包括通訊模塊、輸入模塊、顯示模塊、算法庫、存儲模塊、服 務器，用于處理各路口上傳的信息并存儲，向路口控制子系統(tǒng)下發(fā)指令，同時根據(jù)用戶的請 求，將對應的信息發(fā)送給請求用戶。
[0016] 所述終端用戶設備為具有GPS定位功能、上網(wǎng)功能的智能設備。
[0017] 進一步地，所述車輛檢測裝置為安裝在每個道路方向上的高清攝像機，每個高清 攝像機監(jiān)控一個方向上的道路交通情況，路口控制器根據(jù)高清攝像機采集的圖像，將車道 區(qū)分開并計算出每個車道車輛排隊的長度。
[0018] 進一步地，所述車輛檢測裝置為安裝在每個道路方向上的區(qū)域掃描傳感器，每個 方向上安裝兩個或兩個以上區(qū)域掃描傳感器，路口控制器根據(jù)區(qū)域掃描傳感器掃描回來的 信號，將車道區(qū)分開并計算出每個車道車輛排隊的長度。
[0019] 進一步地，所述交通信息控制中心還包括導航控制模型，用于智能導航的路徑規(guī) 劃，接收用戶的出行請求，提供智能導航計算，確定最佳線路。
[0020] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點： 1、控制實時性、靈活性高，本發(fā)明在選擇相位時，采用的是分割車道獲取各車道排隊長 度來確定相位，而不是分析車流量來控制相位，因此實時性更高;在交通燈控制上，本發(fā)明 沒有采用傳統(tǒng)的紅綠燈倒計時方式，也不是動態(tài)的調(diào)整紅綠燈時間，而是根據(jù)車輛的通行 情況來控制紅綠燈，在通行相位內(nèi)，只要滿足通行條件，有車即放行，使車輛的通行率達到 最高；當車輛全部通過時，切換相位，不會浪費綠燈時間。本發(fā)明的紅綠燈完全由現(xiàn)場的交 通狀況來控制，沒有提前預設紅綠燈時間，因此本發(fā)明所述系統(tǒng)沒有紅綠燈倒計時模塊。
[0021] 2、本發(fā)明還將擁堵檢測的結果用于交通燈的控制，當路口中某個車道由于交通事 故或者施工，已經(jīng)不通的情況下，暫時就不給本方向切換綠燈時間，避免了進一步加劇擁 堵。
[0022] 3、智能導航，本發(fā)明采用的智能導航數(shù)據(jù)是依據(jù)各路口采集到的視頻數(shù)據(jù)，因此 用戶可以在確定出行路線后，查看所要經(jīng)過路口的實時圖像和視頻，用戶可以獲得更加準 確的信息，做出合理的判斷，同時，有身臨其境的感覺，用戶體驗得到提升。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明的城市道路交通智能控制系統(tǒng)的總體結構圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明的路口控制子系統(tǒng)結構圖。
[0025] 圖3是本發(fā)明的交通信息控制中心結構圖。
[0026] 圖4是實施例中十字路口平面示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0029] 如圖1所示，本發(fā)明的城市道路交通智能控制系統(tǒng)由路口控制子系統(tǒng)、交通信息控 制中心、終端用戶設備三部分組成。
[0030] 路口控制子系統(tǒng):每個路口都有一個路口控制子系統(tǒng)，用于采集路口交通信息，實 時控制信號燈，并將路況信息和交通燈狀態(tài)上傳給交通信息控制中心。
[0031] 交通信息控制中心:處理各路口上傳的信息，處理并存儲。當終端用戶請求相關服 務時，將對應的信息發(fā)送給請求用戶。
[0032] 終端用戶設備：智能手機、平板電腦等，其特征為:有GPS定位功能、上網(wǎng)功能、可安 裝APP軟件。
[0033] 本發(fā)明以一個標準的十字路口為例對路口子系統(tǒng)進行詳細說明。在實際實施過程 中，可能存在T型路口、Y型路口等非標準路口，只要按照本發(fā)明的說明稍作修改即可實施。 [0034] 標準的十字路口平面圖如圖4所示，其中：1^1、1^、1^3、1^4、1^5、1^6、1^7、1^8為道路 ;31、 S2、S3、S4為交通信號燈;(：1、02工3、04為高清攝像機。交通信號燈控制規(guī)則為:在1^1上由北 往南行駛的車輛由信號燈S1控制;在L3上由南往北行駛的車輛由信號燈S2控制；在L5上由 西往東行駛的車輛由信號燈S3控制;在L7上由東往西行駛的車輛由信號燈S4控制。
[0035]路口控制子系統(tǒng)結構如圖2、圖4所示，包括交通信號燈、車輛檢測裝置、路口控制 器、存儲模塊、通訊模塊。
[0036]交通信號燈:紅、綠、黃三色交通燈，執(zhí)行路口控制器發(fā)出的信號。
[0037]車輛檢測裝置:本實施例中采用高清攝像機，用于實時采集視頻信號，每個方向安 裝