CN101470956A - 采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法及采用这种方法的交通信号灯控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法及采用这种方法的交通信号灯控制系统。该方法在路口内和/或路口边缘附近的道路上埋设多个地感线圈，所述地感线圈依据其上方是否存在车辆发送不同的状态信号，所述地感线圈的埋设位置为正常行驶车辆不经过的位置，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论。该系统包括中央控制单元和多个地感线圈，地感线圈输出信号线路通过接口电路连接所述中央处理单元，所述中央控制单元依据上述方法对路口拥堵状态进行判断，并在拥堵时控制红绿灯禁止车辆驶入路口，由此保证了路口的畅通。

Description

采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法及采用这种方法的交通信号灯控制系统

技术领域

本发明涉及一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，还涉及采用这种方法的交通信号灯控制系统，主要用于控制交通信号灯，属于交通管理技术领域。

技术背景

交通信号灯或红绿灯控制的是否合理是影响道路路口通行能力的一个重要因素，现有红绿灯控制系统设置在位于红绿灯路边的红绿灯控制柜里，通过中央控制单元控制红绿灯开关的动作，实现红绿灯的依次转换，该控制系统设有模式设置装置和人工开关装置，通过模式设置装置输入控制红绿灯转换顺序和转换时间等控制参数，通过人工开关装置实现人对红绿灯的直接控制，在没有人工操作的情况下，红绿灯将依据设定的程序安装固定的周期进行信号变化，控制各方向道路上的车辆驶过路口。这种技术的缺陷是当对面道路拥堵、使驶入路口的车辆无法继续行驶时，就是阻挡其他方向的车辆行驶，各方向车辆驶入并停止在路口内，将整个路口“插死”。为避免这种情况的出现，有关部门规定对面道路拥堵出现车辆可能无法驶出路口的情况时，即使在绿灯亮的状态下也不允许未驶入路口的车辆驶入路口，但这个规定实际实施起来有一定的困难，因为驾驶员的视野被前方车辆阻挡，无法对整个道路情况进行准确的判断，出现行驶缓慢时不能确定驶入路口后是否能够进行驶出路口，这时驾驶员如果进行行驶，可能要冒因造成路口拥堵妨碍道路交通并面临处罚，如果停止行驶，有可能会造成不必要的时间浪费并阻挡后续车辆的行驶，同样也形成对道路交通的妨碍。

针对上述问题，申请人提出了一种采用地感线圈检测道路路口以及驶离方向道路的拥堵状态，并根据检测结果进行红绿灯控制的交通信号灯控制系统，该控制系统包括中央控制单元和若干地感线圈，所述各地感线圈埋设在路口和驶离方向的道路上，其输出信号线路通过接口电路连接所述中央处理单元，所述中央处理单元接收地感线圈的车辆感应信号，分析和计算出路口和驶离方向道路上的车辆和车辆行驶状态，依据车辆间隔和车辆行驶速度进行路口和驶离方向道路拥堵程度的判断，在拥堵状态下控制相应驶入方向的红绿灯状态为红灯亮，直至拥堵状态消失，其中所述地感线圈在车辆行驶的方向上的分布密度应保证获得在选定区域内该行驶方向上的全部车辆信息。这种系统可以有效的解决现有技术在路口拥堵时依然依据设定的模式进行放行的缺陷，保证了道路路口不被插死。但由于其要求设置的地感线圈数量较多，并且要求对车辆行驶状态进行分析，需要处理的数据量较大，因此其投资额、施工量和维护成本都比较大。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，并基于这种方法提出了一种交通信号灯控制系统，采用本发明可以有效地较少地感线圈的数量和数据处理量，并基本上可以有效的避免路口被插死的现象，保证路口的车辆行驶基本畅通。

本发明实现上述目的技术方案是：一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，其在路口内和/或路口边缘附近的道路上埋设多个地感线圈，所述地感线圈依据其上方是否存在车辆发送不同的状态信号，所述地感线圈的埋设位置为正常行驶车辆不经过的位置，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论。

一种交通信号灯控制系统，包括中央控制单元和多个地感线圈，所述各地感线圈分别埋设在路口内和/或路口边缘附近的道路上，其输出信号线路通过接口电路连接所述中央处理单元，所述中央处理单元接收地感线圈送来的上方是否存在车辆的状态信号，根据在一段时间内其上方存在车辆的地感线圈的数量判断路口拥堵状态，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论，并控制路口的红绿灯状态呈红灯亮的状态，禁止车辆驶入路口，直至拥堵状态消失。

由于本发明只在路口内和/或路口边缘附近的道路上的少量地点埋设地感线圈，并且在分析路口拥堵状态只需确认这些地点是否存在车辆，而不需要计算出车辆的行驶速度，因此使地感线圈的数量特别是数据处理量大幅度减少，由此不仅可以降低地感线圈的购置费用和施工费用，而且还可以降低中央处理单元的成本，并保证快速的得出运算结果，在拥堵状态下快速地进行红绿灯的控制，提高了效率，降低了成本，有利于这种技术的推广和使用，进而促进整个交通状况的改善。

附图说明

图1是本发明地感线圈埋设地点的示意图；

图2是本发明系统结构的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供了一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，其在路口内和/或路口边缘附近的道路上埋设多个地感线圈，所述地感线圈依据其上方是否存在车辆发送不同的状态信号，所述地感线圈的埋设位置为正常行驶车辆不经过的位置，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论。

所述埋设地感线圈的地点可以选择在路口中央1、路口内直行车道分界线的中间2、临近路口处的车道分界线中间3以及其他车辆正常行驶时不经过的地方，由于在正常行驶状态下车辆不经过这些地点，当持续一段时间内多个这种地点同时存在车辆时，则表明路口已经开始出现行驶不畅或拥堵的状况，多个驾驶员因正常行驶路径不能快速通行开始寻找道路上的其他空间穿行，在这种情况下暂时禁止车辆驶入，可以有效地保证路口不会被插死，如果继续允许车辆驶入，则极可能因车辆无法快速驶离路口而相互妨碍，将路口插死。

认定拥堵的数量标准根据路口状况、线圈数量以及线圈的分布确定。当其上方存在车辆的地感线圈数量较少，可能是个别车辆偏离正常行驶路线造成的，不应认定为路口拥堵。

一般而言，可以将超过半数的地感线圈上方存在车辆作为确认拥堵的数量标准。

当多个地感线圈上方存在车辆的持续时间较短，则可能起因于个别车辆行驶不正常造成的对其他车辆的临时阻碍，或者因红灯等待，或者即使出现拥堵也不很严重，不采取禁止驶入路口的措施也可能自动消除，这时为避免妨碍车辆通行，应以不认定为路口拥堵为易。一般情况下，一个红绿灯周期可以作为确认拥堵的时间标准。

参见图1和图2，本发明还提供了一种采用上述方法的交通信号灯控制系统，该系统包括中央控制单元和多个地感线圈，所述各地感线圈分别埋设在路口内和/或路口边缘附近的道路上，其输出信号线路通过接口电路连接所述中央处理单元，所述中央处理单元接收地感线圈送来的上方是否存在车辆的状态信号，根据在一段时间内其上方存在车辆的地感线圈的数量判断路口拥堵状态，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论，并控制路口的红绿灯状态呈红灯亮的状态，禁止车辆驶入路口，直至拥堵状态消失。

所述中央控制单元可以采用微处理器，所述各地感线圈根据其上方是否存在车辆分别向所速中央车辆单元送入高电平或低电平。

所述埋设地感线圈的地点可以选择在路口中央1、路口内直行车道分界线的中间2、临近路口处的车道分界线中间3以及其他车辆正常行驶时不经过的地方，由于在正常行驶状态下车辆不经过这些地点，当持续一段时间内多个这种地点同时存在车辆时，则表明路口已经开始出现行驶不畅或拥堵的状况，多个驾驶员因正常行驶路径不能快速通行开始寻找道路上的其他空间穿行，在这种情况下暂时禁止车辆驶入，可以有效地保证路口不会被插死，如果继续允许车辆驶入，则极可能因车辆无法快速驶离路口而相互妨碍，将路口插死。

认定拥堵的数量标准根据路口状况、线圈数量以及线圈的分布确定。当其上方存在车辆的地感线圈数量较少，可能是个别车辆偏离正常行驶路线造成的，不应认定为路口拥堵。

一般而言，可以将超过半数的地感线圈上方存在车辆作为确认拥堵的数量标准。

当多个地感线圈上方存在车辆的持续时间较短，则可能起因于个别车辆行驶不正常造成的对其他车辆的临时阻碍，或者因红灯等待，或者即使出现拥堵也不很严重，不采取禁止驶入路口的措施也可能自动消除，这时为避免妨碍车辆通行，应以不认定为路口拥堵为易。一般情况下，一个红绿灯周期可以作为确认拥堵的时间标准。

所述中央控制单元设有模式设置装置和人工开关装置，所述模式设置装置用于人工设置各方向红绿灯的转换方式和各方向红绿灯切换时间等红绿灯工作参数，所述人工开关装置用于进行人工开关控制，当启动人工开关功能时，红绿灯依据人工开关进行工作。

所述中央控制单元、模式设置装置、人工开关装置以及接口电路均可以安装在红绿灯控制柜内，其中模式设置装置和人工开关装置用于人工操作的部分应设有露在红绿灯控制柜面板上。

所述红绿灯控制柜可以设有防撬检测接口电路和报警驱动电路，用于接收红绿灯控制柜防撬检测器发来的红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号，所述中央控制单元接到红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号后，生成报警驱动信号送至报警驱动电路，所述报警驱动电路连接报警器(例如各种声光报警器)，控制报警器进行报警，并且还可以向由此控制的任意摄像机发送指令控制其对红绿灯控制柜及周围进行拍摄，以获得红绿灯控制柜被非法开启或破坏过程中和以后的现场情况。所述防撬检测器通常可以安装在红绿灯控制柜的柜门上，可以是一个，也可以是两个或两个以上，以提高可靠性。当防撬红绿灯控制柜的数量是两个或两个以上时，所述红绿灯控制柜防撬检测接口电路也可以采用相同的数量，以分别连接各防撬检测器，为避免漏报，在一个检测器送来非法开启或破坏的检测信号时，就进行报警和拍摄。

所述红绿灯控制柜设有保温层。

所述红绿灯控制柜可以设有前门或者前门和后门，所述保温层设置在红绿灯控制柜各侧板和所述前门或所述前后门体，红绿灯控制柜的其他面板(例如顶板)也可以设有保温层。所述保温层一般可以采用岩棉材料，以同时具有保温和防火等优点。

所述红绿灯控制柜内可以设有加热装置、制冷装置和/或通风装置，用于调节和机红绿灯控制柜内环境(空气)条件，使电子设备始终处于适宜的环境条件下。

所述通风装置可以采用对流风扇，所述对流风扇一般可以位于所述红绿灯控制柜内的顶部，这样有利于风在红绿灯控制柜内的流动，所述红绿灯控制柜上可以设有若干通风口，以便内外空气的交换，调节红绿灯控制柜内的温度以及湿度。

所述加热装置可以采用电加热板，所述电加热板可以设置在所述红绿灯控制柜两侧侧板内侧的下部，这样有利于热量在红绿灯控制柜内的传递，并且有利于减少空间占用。

所述电加热板可以采用石英加热板，这种加热板体积小巧，以减少空间占用。加热装置可以用于在冬季温度过低时(例如≤-15℃时)的红绿灯控制柜内加热，以调节红绿灯控制柜内的温度，确保系统的稳定运行。此项功能特别适合在我国北方，尤其是东北、内蒙等寒冷地区。

所述制冷装置可以采用微型空调或其他形式的电制冷板4，以减少空间占用并方便安装。所述电制冷板可以设置在所述红绿灯控制柜两侧侧板内侧的上部，这样有利于冷气的传递。制冷装置可用于在夏季温度过高时(例如≥45℃时)，对红绿灯控制柜内的温度进行调节，确保系统的稳定运行。

所述对流风扇、加热装置、制冷装置均可以设有自动控制装置，所述自动控制装置的处理器可以采用红绿灯控制柜内的电子设备，通过设置相应的软件实现对所述对流风扇、加热装置、制冷装置的控制，红绿灯控制柜内可以设有温度传感器，还可以根据控制需要再设有湿度传感器，这些传感器与所述对流风扇、加热装置、制冷装置的自动控制装置连接，将红绿灯控制柜内的温度、湿度等数据送至所述自动控制装置，以进行相应的控制。

本发明所述红绿灯泛指交通信号灯，从颜色上包括红灯、绿灯和黄灯，从指示方向上包括直行灯、左转弯灯、右转弯灯、调头灯和无箭头指示的灯。

Claims (10)

1.一种采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，其在路口内和/或路口边缘附近的道路上埋设多个地感线圈，所述地感线圈依据其上方是否存在车辆发送不同的状态信号，所述地感线圈的埋设位置为正常行驶车辆不经过的位置，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论。

2.如权利要求1所述的采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，其特征在于所述埋设地感线圈的地点选择在路口中央、路口内直行车道分界线的中间和/或临近路口处的车道分界线中间。

3.如权利要求1所述的采用地感线圈检测路口拥堵状态的简易方法，其特征在于所述确认拥堵的数量标准为超过半数的地感线圈，所述确认拥堵的时间标准为一个红绿灯周期。

4.一种交通信号灯控制系统，包括中央控制单元，其特征在于还包括多个地感线圈，所述各地感线圈分别埋设在路口内和/或路口边缘附近的道路上，其输出信号线路通过接口电路连接所述中央处理单元，所述中央处理单元接收地感线圈送来的上方是否存在车辆的状态信号，根据在一段时间内其上方存在车辆的地感线圈的数量判断路口拥堵状态，当送出其上方存在车辆的地感线圈数量达到或超过认定拥堵的数量标准、并且持续时间达到或超过认定拥堵的时间标准时，做出路口出现拥堵的结论，并控制路口的红绿灯状态呈红灯亮的状态，禁止车辆驶入路口，直至拥堵状态消失。

5.如权利要求4所述的交通信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制单元采用微处理器，所述各地感线圈的状态信号是高电平或低电平，所述埋设地感线圈的地点选择在路口中央、路口内直行车道分界线的中间和/或临近路口处的车道分界线中间，所述确认拥堵的数量标准为超过半数的地感线圈，所述确认拥堵的时间标准为一个红绿灯周期。

6.如权利要求4或5所述的基于地感线圈的防拥堵交通信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制单元设有模式设置装置和人工开关装置，所述模式设置装置用于人工设置各方向红绿灯的转换方式和各方向红绿灯切换时间等红绿灯工作参数，所述人工开关装置用于进行人工开关控制，当启动人工开关功能时，红绿灯依据人工开关进行工作。

7.如权利要求6所述的基于地感线圈的防拥堵交通信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制单元、模式设置装置、人工开关装置以及接口电路均可以安装在红绿灯控制柜内，其中模式设置装置和人工开关装置用于人工操作的部分露在红绿灯控制柜面板上。

8.如权利要求7所述的基于地感线圈的防拥堵交通信号灯控制系统，其特征在于所述红绿灯控制柜设有防撬检测接口电路和报警驱动电路，用于接收红绿灯控制柜防撬检测器发来的红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号，所述中央控制单元接到红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号后，生成报警驱动信号送至报警驱动电路，所述报警驱动电路连接报警器，控制报警器进行报警。

9.如权利要求8所述的基于地感线圈的防拥堵交通信号灯控制系统，其特征在于所述中央控制单元接到红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号后，还向所述全景摄像机发送指令控制其对红绿灯控制柜及周围进行拍摄，以获得红绿灯控制柜被非法开启或破坏过程中和以后的现场情况。

10.如权利要求9所述的基于地感线圈的防拥堵交通信号灯控制系统，其特征在于所述红绿灯控制柜设有保温层，所述保温层设置在红绿灯控制柜各侧板和所述前门或所述前后门体，所述红绿灯控制柜内还设有加热装置、制冷装置和/或通风装置，所述通风装置采用对流风扇，所述加热装置用电加热板，所述对流风扇位于所述红绿灯控制柜内的顶部，所述电加热板设置在所述红绿灯控制柜两侧侧板内侧的下部，并采用石英加热板，所述制冷装置用微型空调或电制冷板，所述红绿灯控制柜上设有若干通风口。

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