CN102521993B - 一种特定车辆路口信号优先控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种特定车辆路口信号优先控制系统及方法，可以自动地、快速地对安装有车辆定位单元的特定车辆实施优先疏导功能，其根据特定车辆的行驶方向判断特定车辆的优先通行相位，根据特定车辆的行驶速度和其与路口中心的距离确定为特定车辆提供优先通行信号的时机，当为特定车辆提供优先通行信号的时机到了时，系统自动为特定车辆提供优先放行信号。而当特定车辆行驶过路口时，优先通行信号会自动解除，以减小对正常交通的影响。

Description

一种特定车辆路口信号优先控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能交通控制技术领域，具体涉及一种特定车辆路口信号优先控制系统及方法。

背景技术

目前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，但是行车难得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，堵车问题更加严重。因此在出现需要优先通行的特定车辆时(如在进行紧急救护的救护车、执行救火任务的救火车、执行特别公务的特勤车等)，往往会由于被拥堵的路口阻挡，造成时间延误。由于路口的信号灯状态时依据设定的程序自动切换的，无法对上述的特定车辆进行识别并且为其提供优先通行的信号。

针对上述问题，现有技术中提出了许多可以为特定车辆提供优先放行信号的系统和方法，如专利文献CN101710451A公开了一种交通通行信号控制方法及控制装置，该系统包括微处理模块、优先通行信号检测模块，信号灯驱动模块，微处理模块通过信号灯驱动模块控制信号灯的状态，微处理模块将信号灯相位集合划分为普通通行相位和优先通行相位；普通通行相位和优先通行相位中均包括一个或多个子集，每个子集中包括一个或多个通行相位；在没有优先通行信号申请时，交通通行信号控制装置以普通通行相位集合运行，当交通通行信号控制装置通过优先通信信号检测模块接收到优先通行信号申请后，则交通通行信号控制装置中断或中止正在运行的普通通行相位集合，以优先通行相位集合运行，控制交通信号灯以优先通行相位集合运行。交通通行信号控制装置接收到优先通行信号申请时，若中断当前运行的相位，则待优先通行相位运行结束后返回原相位继续运行；若中止当前运行的相位，则在优先通行相位运行结束后不再返回原相位，而是选择原相位的下一个相位运行。采用该技术方案可以对提出优先通行申请的车辆实施优先放行。但是还存在以下问题：

上述技术方案中，由于是车辆主动发送优先通行请求，其中存在诸多不确定因素，例如如果车辆行驶速度很快，并且当其已经距离路口很近时才发送优先通行请求，而交通通行信号控制装置接收到该请求并受理需要一定的时间，这一过程中车辆可能早已行驶至路口处而路口信号灯还来不及为其提供优先通行相位；类似的，如果车辆行驶速度很慢，当其距离路口较远时就发送了优先通行请求，而交通通行信号控制装置接收到该请求并受理，为其提供优先通行相位，可是由于车辆行驶速度较慢，为其提供优先通行信号较长时间后车辆还未行驶至路口处，这样为车辆提供优先通行信号已经失去了意义，而且还会对正常的交通通行带来不利的影响。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中交通通行信号控制装置接收车辆主动发送优先通行请求信号后为车辆提供优先通行信号导致的由于车辆行驶速度过快来不及为其提供优先通行信号或者由于车辆行驶过慢而过早为其提供优先通行信号影响正常交通的技术问题进而提供一种可根据车辆实际行驶速度和位置预计其到达路口的时间为其提供优先通行信号的基于GPS定位的特定车辆路口信号优先控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种特定车辆路口信号优先控制系统，包括：

车辆定位单元，设置于特定车辆上，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度；

数据接收处理单元，设置于路口处，与所述车辆定位单元通讯连接，接收所述特定车辆的位置坐标信息和行驶速度信息；其根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

控制指令输出单元：其与所述数据接收处理单元连接，接收所述特定车辆的行驶方向以确定优先通行相位；接收所述特定车辆到达路口所需的时间T₀，与其内部存储的触发控制时间T₁进行比对以确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间；当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

信号灯控制单元：在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号。

所述车辆定位单元为GPS定位模块。

所述数据接收处理单元包括GIS地图模块，通过GIS地图模块获取路口中心的位置坐标。

本发明还提供一种特定车辆路口优先控制方法，包括如下步骤：

I.通过设置于特定车辆上的车辆定位单元，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度并发送至设置于路口的数据接收处理单元；

II.所述数据接收处理单元根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

III.控制指令输出单元接收所述特定车辆的行驶方向及所述特定车辆到达路口所需的时间T₀：

通过所述特定车辆的行驶方向确定优先通行相位；

通过比较所述特定车辆到达路口所需的时间T₀与其内部存储的触发控制时间T₁，确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间：当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

IV.信号灯控制单元在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号。

还包括如下步骤：

V.所述数据接收处理单元继续接收所述特定车辆的位置信息，与路口中心的位置坐标进行比较，以判断所述特定车辆是否已经通过路口；

VI.控制指令输出单元接收到所述特定车辆已经通过路口时，输出结束优先控制指令的信息至所述信号灯控制单元；所述信号灯控制单元解除所述优先通行相位，恢复正常相序方案。

所述数据接收处理单元通过GIS地图模块获取路口中心的位置坐标。

本发明上述的技术方案与现有技术相比具有以下有益效果：

①本发明中通过获取车辆定位单元测得的特定车辆的位置坐标信息的变化判断出特定车辆的行驶方向从而可以判断出为特定车辆提供优先通行信号的相位；通过获取特定车辆的行驶速度以及特定车辆与路口中心的距离，可以推断出特定车辆到达路口的时间，从而选择适当的时机为特定车辆提供优先通行信号。由此，为特定车辆提供优先通信信号的时机是适宜的、恰当的，可以根据特定车辆的实际速度获得的，因此有效避免了由于特定车辆主动发送优先通行请求信号带来的不确定性。

②本发明中当为特定车辆提供优先通行信号之后，还会继续监测特定车辆的位置，当发现特定车辆已经通过路口时，便可以自动将交通信号灯的变化恢复到正常相序表，可以有效减小特定车辆通过时对正常交通的影响。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明特定车辆路口优先控制系统的原理框图；

图2为本发明特定车辆路口优先控制方法的流程图；

图3为本发明实施例中正常的相序方案表；

图4为本发明实施例中插入优先通行相位后的相序表。

具体实施方式

本实施例提供一种特定车辆路口信号优先控制系统，如图1所示，其包括：

车辆定位单元，设置于特定车辆上，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度；

数据接收处理单元，设置于路口处，与所述车辆定位单元通讯连接，接收所述特定车辆的位置坐标信息和行驶速度信息；其根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

控制指令输出单元：其与所述数据接收处理单元连接，接收所述特定车辆的行驶方向以确定优先通行相位；接收所述特定车辆到达路口所需的时间T₀，与其内部存储的触发控制时间T₁进行比对以确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间；当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

信号灯控制单元：在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号。

作为可以实施的方式，所述车辆定位单元为GPS定位模块。

作为可以实施的方式，所述数据接收处理单元包括GIS地图模块，通过GIS地图模块获取路口中心的位置坐标。

本实施例还提供一种车辆路口优先控制方法，包括如下步骤：

I.通过设置于特定车辆上的车辆定位单元，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度并发送至设置于路口的数据接收处理单元；

II.所述数据接收处理单元根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

III.控制指令输出单元接收所述特定车辆的行驶方向及所述特定车辆到达路口所需的时间T₀：

通过所述特定车辆的行驶方向确定优先通行相位；

通过比较所述特定车辆到达路口所需的时间T₀与其内部存储的触发控制时间T₁，确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间：当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

IV.信号灯控制单元在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号。

优选地，上述过程还包括如下步骤：

V.所述数据接收处理单元继续接收所述特定车辆的位置信息，与路口中心的位置坐标进行比较，以判断所述特定车辆是否已经通过路口；

VI.控制指令输出单元接收到所述特定车辆已经通过路口时，输出结束优先控制指令的信息至所述信号灯控制单元；所述信号灯控制单元解除所述优先通行相位，恢复正常相序方案。

本发明上述方法的工作流程图如图2所示，下面以特定车辆从由西向东朝向路口行驶为例说明。

图3所示为正常的相序方案表，若当前正在执行的相位为相位2当检测到从路口西侧行驶过来的特定车辆时，则在相位2的后边插入一个“西左直右”的相位并把相位锁定，插入优先通行相位后的相序表如图4所示。当特定车辆通过路口后，再解除相位锁定并把插入的优先通行相位从相序方案中删除，恢复正常相位表，继续执行相位3。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种特定车辆路口信号优先控制系统，其特征在于:包括：

车辆定位单元，设置于特定车辆上，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度；

数据接收处理单元，设置于路口处，与所述车辆定位单元通讯连接，接收所述特定车辆的位置坐标信息和行驶速度信息；其根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

控制指令输出单元：其与所述数据接收处理单元连接，接收所述特定车辆的行驶方向以确定优先通行相位；接收所述特定车辆到达路口所需的时间T₀，与其内部存储的触发控制时间T₁进行比对以确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间；当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

信号灯控制单元：在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号；

所述数据接收处理单元继续接收所述特定车辆的位置信息，与路口中心的位置坐标进行比较，以判断所述特定车辆是否已经通过路口；控制指令输出单元接收到所述特定车辆已经通过路口时，输出结束优先控制指令的信息至所述信号灯控制单元；所述信号灯控制单元解除所述优先通行相位，恢复正常相序方案。

2.根据权利要求1所述的特定车辆路口信号优先控制系统，其特征在于:

所述车辆定位单元为GPS定位模块。

3.根据权利要求1或2所述的特定车辆路口信号优先控制系统，其特征在于：

所述数据接收处理单元包括GIS地图模块，通过GIS地图模块获取路口中心的位置坐标。

4.一种特定车辆路口优先控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

I.通过设置于特定车辆上的车辆定位单元，实时获取特定车辆的位置坐标信息和行驶速度并发送至设置于路口的数据接收处理单元；

II.所述数据接收处理单元根据所述特定车辆的位置变化判断所述特定车辆的行驶方向，根据所述特定车辆的位置坐标与路口中心的位置坐标计算所述特定车辆与路口间的距离，并结合所述特定车辆的行驶速度判断所述特定车辆到达路口所需的时间T₀；

III.控制指令输出单元接收所述特定车辆的行驶方向及所述特定车辆到达路口所需的时间T₀：

通过所述特定车辆的行驶方向确定优先通行相位；

通过比较所述特定车辆到达路口所需的时间T₀与其内部存储的触发控制时间T₁，确定为所述特定车辆提供优先通行信号的时间：当T₀≤T₁时，输出优先控制指令至信号灯控制单元；

IV.信号灯控制单元在当前相序方案中插入所述控制指令输出单元确定的优先通行相位，控制信号灯为所述特定车辆提供优先通行信号；

V.所述数据接收处理单元继续接收所述特定车辆的位置信息，与路口中心的位置坐标进行比较，以判断所述特定车辆是否已经通过路口；

VI.控制指令输出单元接收到所述特定车辆已经通过路口时，输出结束优先控制指令的信息至所述信号灯控制单元；所述信号灯控制单元解除所述优先通行相位，恢复正常相序方案。

5.根据权利要求4所述的特定车辆路口优先控制方法，其特征在于:

所述数据接收处理单元通过GIS地图模块获取路口中心的位置坐标。

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