CN104021688B - 一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统及方法 - Google Patents
一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统，当视频跟踪检测单元检测到支线道路有车要通过路口时，立即判断主干线道路的视频跟踪检测单元是否检测到有车正要通过路口，如果主干线道路有车通过路口，且其位置已到达监测位置则让主干线道路车辆优先通过，如果主干线道路无车通过路口，或没有到达监测位置则转换信号灯色，让支线道路为绿灯让支线车辆通过路口，支线车辆通过路口后，立即转回主干线为绿灯，这样当主干线道路有车通行时，可以确保车辆不用减速安全通过路口，真正意义上的实现主干线道路双向绿波通行。
Description
技术领域
本发明涉及智能交通控制领域，具体是一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统及方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，城市道路交通日益繁忙，为了规范路口交通秩序，预防和减少因路口无序导致的交通事故，提高路口通行效率，国内外的大中城市一般都采用具有区域自适应协调功能的交通信号控制系统。
当人们驾驶车辆行驶在有信号灯控制的主干线道路时，都希望能一路绿灯不停车，这在交通的高峰时间或平峰时间，是不可能实现的。但是在夜间或者支线道路流量小时，应该能实现主干线道路双向绿波，也就是主干线道路双向通行的车辆均实现全程绿灯不停车。目前，在低峰时间，各地所采用的控制系统，往往做不到让主干线道路通行的车辆连续通过多个路口时不停车，一些城市在部分路口也设置了具有感应功能的路口交通信号控制机，其决定控制效果的关键检测技术采用了多种模式，如：地磁、线圈、微波、视频等，其基本原理都是采用横断面检测，用车辆通过横断面时所检测的数据，推算车辆在通过路口的整个路段运行状态。由于车辆的车况不同、驾驶人的水平差异、天气环境等因素影响，导致车辆通过路口时的速度是在变化的，用事先设定的固定速度，推算车辆在各种不同道路条件下通过路口的时间，不是绿灯时间损失过长，就是车辆接近路口时需要急刹车，或者有车在等红灯却没有检测到，不能及时得到绿灯，绿灯时间依然存在较大程度的浪费。
发明内容
本发明要解决现有技术不能实现低峰时间主干线道路的车辆连续通过多个路口时，做到一路绿灯不停车的问题，从而提供一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统,包括用于控制信号灯灯色变化的信号控制单元，还包括：
视频跟踪检测单元，分布设置于主干线道路上和支线道路上，用于对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪；
第一判断单元,判断是否是信号周期的起点；
第二判断单元，在第一判断单元判断结果为是时进一步判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q；
所述信号控制单元，在第二判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式；在第二判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯进入正常切换模式；
第三判断单元，在所述第一判断单元判断结果为否时进一步判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式；
所述信号控制单元，在第三判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持正常切换模式；
第四判断单元，在第三判断单元的判断结果为是时，进一步判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处；
所述信号控制单元，在第四判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式；
第五判断单元，在第四判断单元的判断结果为是时，进一步判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置；
所述信号控制单元，在第五判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式；在第五判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯。
所述监测位置与路口停止线之间的距离为：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间转换成主干线道路绿灯时所需要的时间。
所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。
本发明还提供一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法,其包括如下步骤：
S1：采用视频跟踪技术对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪；
S2：判断是否是信号周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S6；
S3：判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q，若是则进入步骤S4，否则进入步骤S5；
S4：控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S5：控制相应路口的信号灯进入正常切换模式，之后返回步骤S1；
S6：判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S7；
S7：控制相应路口的信号灯保持正常切换模式，之后返回步骤S1；
S8：判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处，若是则进入步骤S10，否则进入步骤S9；
S9：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S10：判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置，若是则进入步骤S11，否则进入步骤S12；
S11：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S12：控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯，之后返回步骤S1。
所述步骤S10中：
所述监测位置与路口停止线之间的距离为：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间转换成主干线道路绿灯时所需要的时间。
所述步骤S10中：
所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统及方法，采用视频跟踪检测单元对主干线道路和支线道路上的车辆进行连续跟踪，与现有技术中的横断面检测的检测方式相比，能够准确获得每一辆车的实际位置和道路的实际路况信息，根据视频跟踪检测的结果取控制信号灯能够尽最大可能的避免绿灯损失，避免车辆到达路口时出现急刹车的情况。本发明中的上述方案，当视频跟踪检测单元检测到支线道路有车要通过路口时，立即判断主干线道路的视频跟踪检测单元是否检测到有车正要通过路口，如果主干线道路有车通过路口，且其位置已到达监测位置则让主干线道路车辆优先通过，如果主干线道路无车通过路口，或没有到达监测位置则转换信号灯色，让支线道路为绿灯让支线车辆通过路口，支线车辆通过路口后，立即转回主干线为绿灯，这样当主干线道路有车通行时，可以确保车辆不用减速安全通过路口，真正意义上的实现主干线道路双向绿波通行。
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，其中
图1是本发明一个实施例所述能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统的原理框图；
图2是本发明一个实施例所述能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法流程图；
图3是本发明一个实施例所述视频跟踪检测单元设置方式示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统,如图1所示,包括用于控制信号灯灯色变化的信号控制单元，还包括视频跟踪检测单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元、第四判断单元和第五判断单元，其中：
所述检测单元，分布设置于主干线道路上和支线道路上，用于对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪。
所述第一判断单元,判断是否是信号周期的起点。
所述第二判断单元，在第一判断单元判断结果为是时进一步判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q。此处针对每一个路口均进行判断，只要有一个路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值，便，控制该路口的信号灯进入主干线双向绿波模式。这一判断的主要目的是保证支线道路上的车辆较少时采用主干线道路的双向绿波模式，这样可以尽量减小主干线道路双向绿波模式对支线道路的车辆通行带来影响。此处的切换阈值Q的设置为2，这里的切换阈值是针对一个信号周期来设定的。
所述信号控制单元，在第二判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式；在第二判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯进入正常切换模式。
所述第三判断单元，在所述第一判断单元判断结果为否时进一步判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式。
所述信号控制单元，在第三判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持正常切换模式。
第四判断单元，在第三判断单元的判断结果为是时，进一步判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处，只要有一条直线道路上有车辆到达路口处，此处输出的结果便为是。
所述信号控制单元，在第四判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式。
所述第五判断单元，在第四判断单元的判断结果为是时，进一步判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置。
所述信号控制单元，在第五判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式；在第五判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯。
如图3所示，视频跟踪检测单元设置于每一个路口上对主干线道路和支线道路上的车辆进行连续跟踪。图中每一个路口分别设置了四个视频跟踪检测单元，分别对不同方向的车辆进行监控。如果设备条件允许，也可以采用一个视频跟踪检测单元对不同方向上的车辆同时进行连续跟踪。
从图3中可以看出，在主干线道路上设置有监测位置，所述监测位置与路口停止线之间的距离为：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间转换成主干线道路绿灯时所需要的时间。其中，所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。当然，所述正常速度和所述最小绿灯时间，是根据不同路段的路况来灵活选择的。一般情况下，在主干线道路上的限速值为60km/小时，但是高峰时间段车辆较多行驶速度缓慢，这时可以选择正常速度为35km/小时、40km/小时等。设置监测位置是为了能够提前为主干线道路上的车辆提供绿灯信号，使主干线道路上的车辆行驶到路口时不需要减速即可通过路口。这时，需要考虑，当前信号灯状态为支线道路刚刚转为绿灯信号，那么如果要再次为主干线道路提供绿灯，则至少要等到支线道路上的绿灯信号持续最小绿灯时间后才可变灯，最小绿灯时间可以选择为6秒、8秒。
采用本实施例中提供的技术方案，利用视频跟踪检测单元对主干线道路和支线道路上的车辆进行连续跟踪，与现有技术中的横断面检测的检测方式相比，能够准确获得每一辆车的实际位置和道路的实际路况信息，根据视频跟踪检测的结果取控制信号灯能够尽最大可能的避免绿灯损失，避免车辆到达路口时出现急刹车的情况。本发明中的上述方案，当视频跟踪检测单元检测到支线道路有车要通过路口时，立即判断主干线道路的视频跟踪检测单元是否检测到有车正要通过路口，如果主干线道路有车通过路口，且其位置已到达监测位置则让主干线道路车辆优先通过，如果主干线道路无车通过路口，或没有到达监测位置则转换信号灯色，让支线道路为绿灯让支线车辆通过路口，支线车辆通过路口后，立即转回主干线为绿灯，这样当主干线道路有车通行时，可以确保车辆不用减速安全通过路口，真正意义上的实现主干线道路双向绿波通行。
实施例2
本实施例提供一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法,如图2所示，包括如下步骤：
S1：采用视频跟踪技术对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪。
S2：判断是否是信号周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S6。
S3：判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q，若是则进入步骤S4，否则进入步骤S5。
S4：控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1。
S5：控制相应路口的信号灯进入正常切换模式，之后返回步骤S1。
S6：判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S7。
S7：控制相应路口的信号灯保持正常切换模式，之后返回步骤S1。
S8：判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处，若是则进入步骤S10，否则进入步骤S9。
S9：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1。
S10：判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置，若是则进入步骤S11，否则进入步骤S12。
S11：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1。
S12：控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯，之后返回步骤S1。
如图3所示，可以采用视频跟踪检测单元设置于每一个路口上对主干线道路和支线道路上的车辆进行连续跟踪。图中每一个路口分别设置了四个视频跟踪检测单元，分别对不同方向的车辆进行监控。如果设备条件允许，也可以采用一个视频跟踪检测单元对不同方向上的车辆同时进行连续跟踪。
从图3中可以看出，在主干线道路上设置有监测位置，所述监测位置与路口停止线之间的距离为：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间转换成主干线道路绿灯时所需要的时间。其中，所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。当然，所述正常速度和所述最小绿灯时间，是根据不同路段的路况来灵活选择的。一般情况下，在主干线道路上的限速值为60km/小时，但是高峰时间段车辆较多行驶速度缓慢，这时可以选择正常速度为35km/小时、40km/小时等。设置监测位置是为了能够提前为主干线道路上的车辆提供绿灯信号，使主干线道路上的车辆行驶到路口时不需要减速即可通过路口。这时，需要考虑，当前信号灯状态为支线道路刚刚转为绿灯信号，那么如果要再次为主干线道路提供绿灯，则至少要等到支线道路上的绿灯信号持续最小绿灯时间后才可变灯，最小绿灯时间可以选择为6秒、8秒。
采用本实施例中提供的技术方案，利用视频跟踪检测单元对主干线道路和支线道路上的车辆进行连续跟踪，与现有技术中的横断面检测的检测方式相比，能够准确获得每一辆车的实际位置和道路的实际路况信息，根据视频跟踪检测的结果取控制信号灯能够尽最大可能的避免绿灯损失，避免车辆到达路口时出现急刹车的情况。本发明中的上述方案，当视频跟踪检测单元检测到支线道路有车要通过路口时，立即判断主干线道路的视频跟踪检测单元是否检测到有车正要通过路口，如果主干线道路有车通过路口，且其位置已到达监测位置则让主干线道路车辆优先通过，如果主干线道路无车通过路口，或没有到达监测位置则转换信号灯色，让支线道路为绿灯让支线车辆通过路口，支线车辆通过路口后，立即转回主干线为绿灯，这样当主干线道路有车通行时，可以确保车辆不用减速安全通过路口，真正意义上的实现主干线道路双向绿波通行。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (6)
1.一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统,其特征在于,包括用于控制信号灯灯色变化的信号控制单元，还包括：
视频跟踪检测单元，分布设置于主干线道路上和支线道路上，用于对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪；
第一判断单元,判断是否是信号周期的起点；
第二判断单元，在第一判断单元判断结果为是时进一步判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q；
所述信号控制单元，在第二判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式；在第二判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯进入正常切换模式；
第三判断单元，在所述第一判断单元判断结果为否时进一步判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式；
所述信号控制单元，在第三判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持正常切换模式；
第四判断单元，在第三判断单元的判断结果为是时，进一步判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处；
所述信号控制单元，在第四判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式；
第五判断单元，在第四判断单元的判断结果为是时，进一步判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置；
所述信号控制单元，在第五判断单元的判断结果为是时，控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式；在第五判断单元的判断结果为否时，控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯。
2.根据权利要求1所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统,其特征在于：
所述监测位置与路口停止线之间的距离满足如下条件：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间。
3.根据权利要求2所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制系统,其特征在于：
所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。
4.一种能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法,其特征在于，包括如下步骤：
S1：采用视频跟踪技术对主干线道路和支线道路上的每一台车辆进行实时连续跟踪；
S2：判断是否是信号周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S6；
S3：判断是否有路口支线道路上的车辆台数小于或等于切换阈值Q，若是则进入步骤S4，否则进入步骤S5；
S4：控制相应路口的信号灯进入主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S5：控制相应路口的信号灯进入正常切换模式，之后返回步骤S1；
S6：判断各个路口的信号灯是否处于主干线双向绿波模式，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S7；
S7：控制相应路口的信号灯保持正常切换模式，之后返回步骤S1；
S8：判断每一条支线道路上是否有车辆到达路口处，若是则进入步骤S10，否则进入步骤S9；
S9：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S10：判断相应路口对应的主干线道路上是否有车辆到达监测位置，若是则进入步骤S11，否则进入步骤S12；
S11：控制相应路口的信号灯保持主干线双向绿波模式，之后返回步骤S1；
S12：控制相应路口的信号灯为支线道路置绿灯，之后返回步骤S1。
5.根据权利要求4所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法,其特征在于，所述步骤S10中：
所述监测位置与路口停止线之间的距离满足如下条件：当车辆以正常速度行驶时，从监测位置到达停止线所需时间等于支线道路信号灯的最小绿灯时间。
6.根据权利要求5所述的能实现主干线道路双向绿波通行的控制方法,其特征在于，所述步骤S10中：
所述正常速度为50km/小时，所述最小绿灯时间为6秒钟。
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