CN101572007A - 对交通信号灯切换方式的优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其对同一驶入道路的所有车道同时放行、同时停止，同一道路相对方向的车道分别放行，并允许其他道路上的车辆在不妨碍放行道路车辆行驶的情况下驶过路口，其对同一驶入道路上的不同车道的行驶方向电子显示器显示并随时调整，以均衡各车道或者说各行驶方向车流量的均衡。采用这种方法可以更好地利用道路路口的通行能力，提高通过路口时车辆的行驶速度，改善路口的交通状况。

Description

对交通信号灯切换方式的优化控制方法

技术领域

本发明涉及一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法。

背景技术

现在城市道路交通压力很大。虽然道路条件和交通信号设施有了很大改善，但是，行车难的问题仍然是城市道路交通的主要问题。塞车、堵车现象依然是困扰城市交通的突出问题。特别是在道路通行能力差的大城市老城区道路，塞车、堵车问题更加严重。为解决这些问题，交通管理机关采取了一些相应的道路控管措施，如：单向行驶、部分路段限行等。这些措施虽然缓解了道路交通的压力。但是仍然无法从根本上避免塞车、堵车情况的发生。往往一个路口通行不畅，会很快成为大范围塞车、堵车的诱因。可以说，交通不畅的问题己经成为城市发展的瓶颈。

为克服上述技术的缺陷，中国20061006209.7号发明专利申请案提供了一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其通过车流量检测器实时检测十字路口出口处的车流量信号，当判断上述出口处处于拥堵状态，则驶向该出口方向的信号灯转为红灯，直到上述出口处拥堵状态解除，其车流量检测器检测的位置与对应十字路口出口线的距离与所述出口处车道数目、对应所述十字路口出口处的进口处车道数目、十字路口大小相关。使得当对应该出口处的绿灯转为红灯后，已经从十字路口入口进入十字路口并驶向该出口处的车辆可以全部通过所述出口线。而判断出口处处于拥堵状态的一个标准是该出口处车速小于第一设定值或者是该出口处停车时间大于第二设定值。其目的通过实时检测十字路口出口处车辆状态，当发现出口处处于拥堵时，立即阻止车辆进一步驶向该出口方向，防止车辆堵塞整个路口，保证了其它方向车辆的正常运行。克服了现有技术的偏见。

但是，这种控制方法由于在同一驶入道路不同方向的车道分别放行，各方向的切换周期比较长，并且由于不同道路的不同车辆切换过程中会出现一些交叉，严重影响了车辆通过路口时的行驶速度，严重制约了路口的通行能力。另外，由于将车辆堵在驶入道路上，这些车辆并没有驶过路口，依然给路口的交通造成压力，特别是主干道路车辆的流量大，短时间的限制也将造成长距离的拥堵，特别是高峰期间往往会出现整条道路从一个路口到另一个路口的全面拥堵的现象。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，采用这种方法可以更好地利用道路路口的通行能力，减少拥堵现象，提高通过路口的车辆行驶速度，缓解目前的交通压力。

本发明实现上述目的技术方案是：一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其对同一驶入道路的所有车道同时放行、同时停止，同一道路相对方向的车道分别放行，并允许其他道路上的车辆在不妨碍放行道路车辆行驶的情况下驶过路口。

对同一驶入道路上的不同车道的行驶方向电子显示器或箭头灯显示并随时调整，以均衡各车道或者说各行驶方向车流量的均衡。

由于同一驶入道路各车道同时放行，保证了车辆驶过路口的行驶速度不受其他车辆影响，可以极大的提高车辆的行驶速度和路口的通行能力，减少拥堵，由于其他道路可以根据实际情况在不影响主干道路行驶时放行，可以更好利用路口的通行能力。

附图说明

图1是本发明主干道路同时放行的示意图；

图2是本发明红绿灯控制系统的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明提供了一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其对同一驶入道路的所有车道同时放行、同时停止，同一道路相对方向的车道分别放行，并允许其他道路上的车辆在不妨碍放行道路车辆行驶的情况下驶过路口。

对同一驶入道路上的不同车道的行驶方向电子显示器或箭头灯显示并随时调整，以均衡各车道或者说各行驶方向车流量的均衡。

可以设置能够改变车道行驶方向的路口交通控制和流向疏导系统进行路口的交通控制，该系统包括中央控制单元、本地信号采集单元、远程信号采集单元、红绿灯控制单元和行驶方向控制单元，所述中央控制单元连接有参数设置输入装置，所述本地信号采集单元用于采集各车道的车辆行驶状态信号，转换为所述中央控制单元能够识别的本地交通状态信号送入所述中央控制单元，所述远程信号采集单元用于接受远程信号，转换为所述中央控制单元能够识别的远程交通状态信号送入所述中央控制单元，所述参数设置输入装置用于向所述的中央控制单元输入控制参数，所述中央控制单元在预设程序的支持下，对本地信号采集单元和远程信号采集单元送来的本地交通状态信号和远程交通状态信号进行交通控制的优化计算，自动生成相应状态下的红绿灯控制模式参数和车道行驶方向模式参数，并通过红绿灯控制单元和行驶方向控制单元控制红绿灯的工作状态和车道行驶方向显示器的显示状态。

依据本发明的总体思路，驶入路口的车道行驶方向由车道行驶方向显示器显示，并可以在中央控制单元的控制下随时改变，由此形成灵活的行驶方向控制，采用控制不同车道行驶方向的方法控制不同方向的车流量可以更为有效地利用道路路口通行能力。所述车道行驶方向显示器可以悬挂在驶入道路的上方。可以同时在车道路面上画出行驶方向标示，当车道行驶方向显示器显示与路面标示相矛盾时，优先适应车道行驶方向显示器的显示方向。

本系统还可以设有周边道路和城市主要道路交通状态显示器，用于实时显示周边道路和城市主要道路交通状态，引导驾驶员进行道路选择。

设置交通控制中心收集和处理城市道路的整体或区域的交通状况，这些交通状况信息通过远程信号采集单元接受并经转换后送入所述中央控制单元，并通过中央控制单元送至所述的周边道路和城市主要道路交通状态显示器。所述周边道路和城市主要道路交通状态显示器也可以通过电缆直接接受交通控制中心的信号并进行显示。

所述远程信号采集单元通过有线或无线方式同交通信息中心通信，获得交通信息中心送来的远程道路交通状况信息，经转换后送入所述的中央控制单元。

所述本地信号采集单元可以包括分别设置在各车道上的多级线圈检测装置，所述多级线圈检测装置主要由沿道路延伸方向分布在地面下的多个地感线圈构成，各地感线圈之间留有一定的距离，各地感线圈的信号输出线通过相应的接口电路接入本地信号采集单元的信号处理电路，经过该信号处理单元处理后形成能够显示该车道交通状况的并且能够为所述中央控制单元识别的本地交通状态信号送入中央控制单元。

所述本地信号采集单元的信号处理电路计算本地交通状态(静止车辆排队长度、车辆行驶速度和车辆拥堵长度等)时需要经过下列步骤：

(1)根据地感线圈的输出，判断各地感线圈上方是否有车辆存在；

(2)根据相邻各地感线圈在相邻各时点的输出，判断地感线圈上方车辆的行驶状态；

(3)计算有关各车辆的行驶速度；

(4)计算该道路上的静止车辆排队长度，该距离为最后一辆停止车辆尾部到路口停车的距离。

所述中央控制单元可以根据各车道的交通信息对各车道的交通状态进行分析比较，判断出拥堵车道、拥堵方向以及拥堵程度。

为保障各方向道路静止车辆排队长度判断的可比性，应选择放行周期的同一个时间点上进行计算和比较，一种优选的方式是采用该方向绿灯刚亮时为计算的时间点，因为在这个时间点上，基本上可以认为道路上静止车辆排队长度最大。由此，所述智能控制器应在该时点和其前或后的几个时点上读取各地感线圈的输出，由此判断各地感线圈上是否有车辆静止的车辆。离路口最远的上方停有车辆的地感线圈到路口的距离就可以认做是所述的静止车辆排队长度，当然，这种判断方式是一种简化的方式，为更加精确，也可以根据多个时点上相邻地感线圈上的车辆情况在软件的支持下进行车速和车辆位置判断，以便在车辆停止在两个地感线圈之间时也做出较为精确的判断。

为避免地感线圈的位置恰好在两辆停止的车辆之间，造成漏判，可以将地感线圈两两成对分布或者三三成组分布，综合考虑排队车辆之间的合理距离范围以及各种车辆长度，以便使成对的两个地感线圈上方或成组分布的三个地感线圈上方地面上有停止车辆在排队时，至少其中的一个地感线圈恰好位于一个停止车辆的下方。

在无需改变车道行驶方向时，红绿灯控制参数的调整依据预设的程序或模式进行，可以采用下列原则：

(1)在增大静止车辆排队长度最大的道路和减少静止车辆排队长度最小的道路相互交叉的情况下，增大静止车辆排队长度最大的道路的绿灯开启时间，减少静止车辆排队长度最小的道路的绿灯开启时间；

(2)在增大静止车辆排队长度最大的道路和减少静止车辆排队长度最小的道路为路口两侧的同一道路时，改变双向直行同时放行的方式，采用单向直行和转弯(特别是左转弯)同时放行的方式；

(3)对于同一道路直行、左转弯和右转弯拥堵情况明显不同的情况下，改变转弯和直行的放行时间。

驶入路口的车道行驶方向的改变应依据本地各车道的拥堵状况以及远程各道路的拥堵状态，主要依据时各道路的整体拥堵状况，在本地拥堵而远程不拥堵的情况下，通常可以通过改变红绿灯时间调整各车道的通过路口的时间比例，由此缓解本地的拥堵，而在某一道路整体拥堵(主要是远程信号体现出的长距离拥堵)时，改变驶入该道路的车道数量，进而改变驶入该道路的车流量，同时通过周边道路和城市主要道路交通状态显示器显示不同道路的交通状况，提示驾驶员改变行车道路。

本系统可以设有路口机柜，用于放置所述中央控制单元以及其他可以放置在机柜中的电子电路和装置。所述机柜设有防撬检测接口电路和报警驱动电路，用于接收机柜防撬检测器发来的机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机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。所述中央控制单元接到机柜门被非法开启或破坏的检测信号后，还可以向所述全景摄像机发送指令控制其对机柜及周围进行拍摄，以获得机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机柜的柜门上，可以是一个，也可以是两个或两个以上，以提高可靠性。当防撬机柜的数量是两个或两个以上时，所述机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。

所述机柜设有保温层。

所述机柜可以设有前门或者前门和后门，所述保温层设置在机柜各侧板和所述前门或所述前后门体，机柜的其他面板(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。

所述机柜内可以设有加热装置、制冷装置和/或通风装置，用于调节和机机柜内环境(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机柜内的顶部，这样有利于风在机柜内的流动，所述机柜上可以设有若干通风口，以便内外空气的交换，调节机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机柜两侧侧板内侧的下部，这样有利于热量在机柜内的传递，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)的机柜内加热，以调节机柜内的温度，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机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)，对机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机柜内的电子设备，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，机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，将机柜内的温度、湿度等数据送至所述自动控制装置，以进行相应的控制。

Claims (10)

1.一种对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于其对同一驶入道路的所有车道同时放行、同时停止，同一道路相对方向的车道分别放行，并允许其他道路上的车辆在不妨碍放行道路车辆行驶的情况下驶过路口。

2.如权利要求1所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于对同一驶入道路上的不同车道的行驶方向采用电子显示器或箭头信号灯显示并随时调整，以均衡各车道或者说各行驶方向车流量的均衡。

3.如权利要求1或2所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于采用能够显示和调整不同车道行驶方向的路口交通控制和流向疏导系统进行路口交通控制，该系统包括中央控制单元、本地信号采集单元、远程信号采集单元、红绿灯控制单元和行驶方向控制单元，所述中央控制单元连接有参数设置输入装置，所述本地信号采集单元用于采集各车道的车辆行驶状态信号，转换为所述中央控制单元能够识别的本地交通状态信号送入所述中央控制单元，所述远程信号采集单元用于接受远程信号，转换为所述中央控制单元能够识别的远程交通状态信号送入所述中央控制单元，所述参数设置输入装置用于向所述的中央控制单元输入控制参数，所述中央控制单元在预设程序的支持下，对本地信号采集单元和远程信号采集单元送来的本地交通状态信号和远程交通状态信号进行交通控制的优化计算，自动生成相应状态下的红绿灯控制模式参数和车道行驶方向模式参数，并通过红绿灯控制单元和行驶方向控制单元控制红绿灯的工作状态和车道行驶方向显示器的显示状态。

4.如权利要求3所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于所述车道行驶方向显示器悬挂在驶入道路的上方。

5.如权利要求4所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于还设有周边道路和城市主要道路交通状态显示器，用于实时显示周边道路和城市主要道路交通状态。

6.如权利要求4所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于还设置有交通控制中心用于收集和处理城市道路的整体或区域的交通状况，这些交通状况信息通过远程信号采集单元接受并经转换后送入所述中央控制单元，并通过中央控制单元送至所述的周边道路和城市主要道路交通状态显示器。

7.如权利要求6所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于所述远程信号采集单元通过有线或无线方式同交通信息中心通信。

8.如权利要求7所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于所述本地信号采集单元包括分别设置在各车道上的多级线圈检测装置，所述多级线圈检测装置主要由沿道路延伸方向分布在地面下的多个地感线圈构成，各地感线圈之间留有一定的距离，各地感线圈的信号输出线通过相应的接口电路接入本地信号采集单元的信号处理电路。

9.如权利要求8所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于所述本地信号采集单元的信号处理电路计算本地交通状态时经过下列步骤：

(1)根据地感线圈的输出，判断各地感线圈上方是否有车辆存在；

(2)根据相邻各地感线圈在相邻各时点的输出，判断地感线圈上方车辆的行驶状态；

(3)计算有关各车辆的行驶速度；

(4)计算该道路上的静止车辆排队长度，该距离为最后一辆停止车辆尾部到路口停车的距离。

各方向道路静止车辆排队长度的计算和比较在放行周期的同一个时间点上进行，该时间点为该方向绿灯刚亮时。

10.如权利要求9所述的对交通信号灯切换方式的优化控制方法，其特征在于设有机柜，所述中央控制单元安装在机柜内，所述机柜设有防撬检测接口电路和报警驱动电路，用于接收机柜防撬检测器发来的机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机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，所述中央控制单元接到机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机柜及周围进行拍摄，以获得机柜被非法开启或破坏过程中和以后的现场情况，所述机柜设有保温层，所述保温层设置在机柜各侧板和所述前门或所述前后门体，所述机柜内设有加热装置、制冷装置和/或通风装置，所述通风装置采用对流风扇，所述对流风扇位于所述机柜内的顶部，所述机柜上设有若干通风口，所述加热装置用电加热板，所述电加热板设置在所述机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。

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