CN104036647B

CN104036647B - 基于射频识别技术的交通信号全局控制方法及系统

Info

Publication number: CN104036647B
Application number: CN201410315585.6A
Authority: CN
Inventors: 赵明
Original assignee: Chongqing Chengtou Gold Card Information Industry Co Ltd
Current assignee: Chongqing Chengtou Gold Card Information Industry Co Ltd
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2018-01-02
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: CN104036647A

Abstract

本发明提供了一种基于射频识别技术的交通信号全局控制方法及系统。其中方法包括：采集本红绿灯路口各方向上的交通信息，该交通信息用于反映该方向上的交通拥堵情况；接收相邻红绿灯路口发送的交通协调信息，该交通协调信息用于指示该相邻的红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况；根据所述采集的交通信息以及接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况。本发明实施例可以达到全面的交通优化控制，相较于仅考虑自身拥堵进行红绿灯控制的方案，可以进一步的缓解交通拥堵。

Description

基于射频识别技术的交通信号全局控制方法及系统

技术领域

本发明涉及智能交通信号控制领域，尤其涉及一种基于射频识别技术的交通信号全局控制方法及系统。

背景技术

城市车辆的增多，直接导致的问题是交通拥堵，尤其是一些关键的交叉路口，拥堵情况更加严重，而红绿灯是调节交叉路口车流量、缓解拥堵的有效手段。

现有的一类红绿灯控制方案是根据经验设置红绿灯的工作时间，此类方式存在的问题是：可能与实际的交通情况不符，导致某些车流量少的方向长时间占用绿灯时间，而某些车流量高的方向却占用较短的绿灯时间，从而加剧交通拥堵情况。

现有的另一类红绿灯控制方案是采用地磁线圈、视频监测或RFID(RadioFrequency Identification，射频识别)等技术来监测交叉路口各方向上的车流量，然后根据实际的车流量对红绿灯进行控制，以此提高道路的通行率、缓解交通拥堵，但是此类方案通常仅考虑本交叉路口的车流量信息，而未考虑相邻交叉路口的车流量信息，因此其仅是针对单个点进行交通优化控制，而无法针对全局进行交通优化控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于射频识别技术的交通信号全局控制方法及系统，可以实现对各交叉路口的全面交通优化控制，显著缓解交通拥堵的问题。

本发明提供了一种基于射频识别技术的交通信号全局控制方法，包括：

采集本红绿灯路口各方向上的交通信息，该交通信息用于反映该方向上的交通拥堵情况；

接收相邻红绿灯路口发送的交通协调信息，该交通协调信息用于指示该相邻的红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况；

根据所述采集的交通信息以及接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况。

进一步，所述交通信息包括如下至少一项或组合：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率，所述道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献总值与该条车道设置的总的道路供献值的比值。

进一步，所述采集本红绿灯路口各方向的道路容积率包括：

采集本红绿灯路口沿同一方向行驶的道路上的车辆的属性信息，该属性信息用于区分车辆的类型；

提取所述属性信息对应的道路贡献值；

根据提取的道路贡献值和预置的该条道路的道路贡献阈值，计算该道路上的道路容积率。

进一步，所述根据所述采集的交通信息以及接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况，包括：

根据所述采集的交通信息，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，交通拥堵情况包括：畅行、缓行和拥堵；

根据所述当前行驶方向的交通拥堵情况，结合前方或后方的红绿灯路口的交通协调控制器所反应的控制情况，延长或降低该行驶方向上的绿灯时间。

进一步，所述根据所述采集的交通信息，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，包括：

根据道路容积率，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，且具体包括：设定容积率限值PR1、PR2，其中PR1<PR2，则当道路容积率PR<PR1时，该道路的拥堵情况为畅通；当PR1<PR<PR2时，则该道路的拥堵情况为缓行；当PR>PR2时，则该道路的拥堵情况为拥堵。

进一步，还包括：

根据采集的车辆的属性信息，将车辆分为大型、中型以及小型三种类型；

在当前红绿灯路口和当前行驶方向上相邻的红绿灯路口之间出现缓行状况，则在当前行驶方向上的道路入口处提示大型车辆改道行驶；以及

已有大型车辆驶入当前行驶方向的道路时，则在该大型车即将达到的路口提示改道。

本发明实施例还提供了一种基于射频识别技术的交通信号控制系统，包括：

读写子系统，用于读取进出本红绿灯路口控制区域内的车辆的信息；

交换机，用于获取所述读写子系统读取的车辆的信息，以及获取相邻的红绿灯路口的工控机发送的交通协调信息，该交通协调信息用于指示该相邻的红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况；

工控机，用于根据交换机获取的车辆的信息，计算本红绿灯路口各方向上的交通信息，该交通信息用于反映该方向上的交通拥堵情况，以及根据所述计算的交通信息以及交换机获取的交通协调信息，生成用于控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况的控制指令；

红绿灯控制子系统，用于响应所述工作控制机的控制指令，对本红绿灯路口的红绿灯进行控制。

进一步，所述交通信息包括：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率，其中所述道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献值之和与该条车道设置的道路贡献阈值的比值。

进一步，在计算道路容积率时：

所述读写子系统，用于读取本红绿灯路口沿同一方向行驶的道路上的车辆的属性信息，该属性信息用于区分车辆的类型；

所述工控机，用于提取所述属性信息对应的道路贡献值，根据提取的道路贡献值和预置的该条道路的道路贡献阈值，计算该道路上的道路容积率。

进一步，所述交通拥堵情况包括：畅行、缓行和拥堵；所述工控机，用于根据道路容积率，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，且具体用于设定容积率限值PR1、PR2，其中PR1<PR2，则当道路容积率PR<PR1时，该道路的拥堵情况为畅通；当PR1<PR<PR2时，则该道路的拥堵情况为缓行；当PR>PR2时，则该道路的拥堵情况为拥堵。

本发明的有益效果：

本发明实施例，不仅根据本红绿灯路口的交通拥堵情况进行红绿灯控制，以缓解拥堵，同时考虑相邻的红绿灯路口对交通拥堵的控制情况，以进行协调控制，从而帮助相邻红绿灯路口缓解拥堵或者利用相邻红绿灯路口使自身更快的解决拥堵问题，从而达到全面的交通优化控制，相较于仅考虑自身拥堵进行红绿灯控制的方案，可以进一步的缓解交通拥堵。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明提供的基于射频识别技术的交通信号全局控制方法的实施例的流程示意图。

图2是本发明提供的基于射频识别技术的交通信号控制系统的实施例的结构示意图。

图3是红绿灯路口的示意图。

具体实施方式

请参考图1，是本发明提供的基于射频识别技术的交通信号全局控制方法的实施例的流程示意图，其包括：

步骤S11、采集本红绿灯路口各方向上的交通信息，该交通信息用于反映该方向上的交通拥堵情况。

步骤S12、接收相邻红绿灯路口发送的交通协调信息，该交通协调信息用于指示该相邻的红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况。

步骤S13、根据步骤S11采集的交通信息和步骤S12接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况。

本实施例，不仅根据本红绿灯路口的交通拥堵情况进行红绿灯优化控制，以缓解拥堵，同时考虑相邻的红绿灯路口对交通拥堵的控制情况，以进行协调控制，从而缓解相邻红绿灯路口的交通压力或者利用相邻红绿灯路口缓解自身的交通压力，从而达到全面的交通优化控制，其相较于仅考虑自身拥堵情况进行红绿灯控制的方案，可以显著的提高道路的通行效率，缓解交通拥堵。

在图1实施例中，交通信息可以包括如下至少一项或者组合：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率，等等。

在图1实施例，可以在通向交叉路口的各车道的边沿设置多个射频读写器，利用射频读写器读取车辆上安装的车辆标签中的与车辆相关的信息，例如：车辆ID(标识)、车辆类型等信息，并同时记录读取的时间，如此，根据各个射频读写器读取的车辆信息和对应的时间信息，可以计算得到车辆的行驶方向、平均车速和道路容积率，等信息。下面具体结合图3说明。

如图3所示，在某车道边沿设置两射频读写器a1和a2，用于读取车辆的信息和记录对应的时间，这样根据a1和a2读取到的同一车辆的时间先后顺序，可以判断出车辆的行驶方向，例如：在t1时刻a1读取某车辆，在t2时刻a2也读取到该车辆，并且t1早于t2，则说明该车辆由a1向a2方向行驶。

如图3所示，可以根据a1和a2读取到的同一车辆的时间差，结合预置的a1和a2覆盖范围的距离差，计算出该车辆的平均车速，然后由所有方向相同的车辆的平均车速，可以计算出该行驶方向上的平均车速。例如：在t1时刻a1读取初次读取到车辆A的信息，在t2时刻a1最后一次读取到车辆A的信息，在t3时刻a2初读取到车辆A的信息，在t4时刻a2最后一次读取到车辆A的信息，并且系统中预置有a1和a2的覆盖范围在车道内的最短距离为s1,最长距离为s2，则可以由公式：可以计算出该车辆通过该红绿灯路口的平均车速。

其中，道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献值之和与该条车道设置的道路贡献阈值的比值。此处，确定道路容积率可以考虑车型，这样更准确，例如：在确定道路容积率时，利用RFID技术读取本红绿灯路口沿同一方向行驶的道路上的车辆的属性信息，该属性信息用于区分车辆的类型(大型车、中型车、小型车)，然后提取属性信息对应的道路贡献值，车型与道路贡献值关系如表一所示，最后根据提取的道路贡献值，计算该道路上的道路容积率。

表一

车辆类型	道路贡献值
		大型车	3
中型车	2
		小型车	1

图1实施例中，交通信息主要用于判别该道路的拥堵情况。例如：根据道路容积率确定道路拥堵情况时，具体的，设定容积率限值PR1、PR2，其中PR1<PR2，则当道路容积率PR<PR1时，该道路的拥堵情况为畅通；当PR1<PR<PR2时，则该道路的拥堵情况为缓行；当PR>PR2时，则该道路的拥堵情况为拥堵。

另外，除了主要以道路容积率作为判别道路的拥堵情况的依据，也可以采取平均车速等其它信息作为判别道路的拥堵情况的依据。或者主要以道路容积率为主，以其它信息为辅进行修正的方式。

例如：当道路容积率PR<PR1时，初步判断道路的拥堵情况为畅通，然后分析该道路上的平均车速，若平均车速v小于第一阈值，则将该道路的拥堵情况提升一个等级为缓行，若平均车速v大于第一阈值，则判断该道路的拥堵情况即为拥堵。

下面通过表二具体说明道路拥堵的判断规则。表二中v1为第一阈值，v2为第二阈值，其中v1<v2，对于不同的道路，v1和v2可以不相同，这可以根据经验设定。

表二

在图1实施例，步骤S12的优化交通拥堵控制，并不是让每条路都完全实现畅通，而是通过控制，实现每条道路上的车辆都以一个速度在行径，而不是停滞不前。因此，通过获取平均车速可以反向验证本发明实施例的交通优化效果，如果优化后根据发现平均车速依旧维持在较慢的水平，则可以加强优化控制。

具体的，根据交通信息和的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况时，可以包括：首先，根据交通信息获取当前道路的拥堵情况，其中拥堵情况包括：畅通、缓行和拥堵。然后，根据当前道路的拥堵情况，并结合交通协调信息所反映的相邻红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况，进行红绿灯控制。

例如：若当前道路的拥堵情况为畅通，而前方红绿灯路口的交通协调信息反映的信息为其出现拥堵，控制已达上限值，则可以调低当前道路绿灯时间(例如：10s)，延长红灯时间(例如：10s)，以减轻前方道路的压力。

例如：若当前道路的拥堵情况为拥堵，而前方交通协调信息反映的信息为前方红绿灯路口畅通，控制压力较小，则而可以延长当前道路的绿灯时间，降低红灯时间，以减轻本道路的压力，提高交方红绿灯路口的交通压力。

另外，根据采集的车辆的属性信息，将车辆分为大型、中型以及小型三种类型；其中大型车辆主要指大型货车，公交车、客车以及中型货车均可以归于中型车中。

已有大型车辆驶入当前行驶方向的道路时，则在该大型车即将达到的路口提示改道；由于大型车本身的特性，往往容易造成交通堵塞或者通行过缓，尤其是载重大型货车对交通带来的压力更为巨大，因此，如图3所示，若A路口到B路口之间的路段出现缓行状况，则A路口到B路口的该道路的入口(该入口与A路口间可以间隔多个路口，也可以是A路口即为当前道路的入口)提示大型车辆进行改道行驶，减轻该行驶方向道路的交通压力，如果已有大型车辆驶入该方向的道路后，则在大型车即将达到的路口进行提示，提示大型车就近改道。

请参考图2，是本发明提供的基于射频识别技术的交通信号控制系统的实施例的结构示意图，其包括：

读写子系统1，用于读取进行本红绿灯路口控制区域内的车辆的信息。

交换机2，用于获取读写子系统1读取的车辆的信息，以及获取相邻的红绿灯路口的工控机发送的交通协调信息，该交通协调信息用于指示该相邻的红绿灯路口当前对交通拥堵的控制情况。

工控机3，用于根据交换机2获取的车辆的信息，计算本红绿灯路口各方向上的交通信息，该交通信息用于反映该方向上的交通拥堵情况，以及根据计算的交通信息以及交换机获取的交通协调信息，生成用于控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况的控制指令。

红绿灯控制子系统4，用于响应工作控制机3的控制指令，对本红绿灯路口的红绿灯进行控制。

本实施例，工控机3不仅根据本红绿灯路口的交通拥堵情况进行红绿灯控制，以缓解拥堵，同时考虑相邻的红绿灯路口对交通拥堵的控制情况，以进行协调控制，从而帮助相邻红绿灯路口缓解拥堵或者利用相邻红绿灯路口使自身更快的解决拥堵问题，从而达到全面的交通优化控制，相较于仅考虑自身拥堵进行红绿灯控制的方案，可以进一步的缓解交通拥堵。

图2实施例中，交通信息包括：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率。

此处，道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献值之和与该条车道设置的道路贡献阈值的比值。进一步，在计算道路容积率时：读写子系统，用于读取本绿灯路口沿同一方向行驶的道路上的车辆的属性信息，该属性信息用于区分车辆的类型；工控机，用于提取所述属性信息对应的道路贡献值，并根据提取的道路贡献值，计算该道路上的道路容积率。

本实施例，不仅根据本红绿灯路口的交通拥堵情况进行红绿灯控制，以缓解拥堵，同时考虑相邻的红绿灯路口对交通拥堵的控制情况，以进行协调控制，从而帮助相邻红绿灯路口缓解拥堵或者利用相邻红绿灯路口使自身更快的解决拥堵问题，从而达到全面的交通优化控制，相较于仅考虑自身拥堵进行红绿灯控制的方案，可以进一步的缓解交通拥堵。

下面结合图3举一实例，对本发明实施例进行详细说明。

出于节约成本的考虑，一个工控机可以控制一定领域内的多个卡口的红绿灯控制子系统和读写子系统。

具体的，当安装有电子标签的车辆进入辖区时，通过卡口a1处安装的读写子系统记录其进入时间和车辆属性。通过卡口a2处的读写子系统记录其离开时间和车辆属性。a1和a2处的相应交通参数实时的上传至所属的工控机2。工控机2根据汇总的信息，计算该条道路的道路容积率、车辆行驶方向和车辆平均车速，并根据存储的参数(可以预置，也可以由交通管理平台下发)判断该条道路的拥堵情况。相应的，在工控机的辖区内的其他卡口处也以类似方式将相应交通参数上传至工控机。工控机汇总各方向的拥堵情况，结合交通处理平台给出的各项交通管理参数，以及其它路口的工控机发送的交通协调信息，以本路口和相邻路口红绿灯控制达到最大利用率为原则，通过工控机控制本辖区内的各卡口处的红绿灯控制子系统实现对该辖区内交通的有效控制。当然，若当前路口无法做出有效控制时(判断的依据可以是车辆的平均车速、容积率的上限值等)，工控机可以向相邻的前一路段和/或后一路段的工控机发出指令，以提示该路段的交通情况，其相邻的工控机接收到指令后，对其进行分析判断，然后控制本领域内的红绿灯信号，以减轻后一路段或前一路段的交通压力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种基于射频识别技术的交通信号全局控制方法，其特征在于：包括：

根据所述采集的交通信息以及接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况；

所述交通信息包括：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率，所述道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献总值与该条道路设置的总的道路贡献阈值的比值；

采集本红绿灯路口各方向的道路容积率包括：

提取所述属性信息对应的道路贡献值；

根据提取的道路贡献值和预置的该条道路的道路贡献阈值，计算该道路上的道路容积率；

还包括：

已有大型车辆驶入当前行驶方向的道路时，则在该大型车即将达到的路口提示改道；

根据所述采集的交通信息以及接收的交通协调信息，控制本红绿灯路口各方向上的红绿灯的工作情况，包括：

根据所述当前行驶方向的交通拥堵情况，结合前方或后方的红绿灯路口的交通协调控制器所反应的控制情况，延长或降低该行驶方向上的绿灯时间；

所述根据所述采集的交通信息，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，包括：

2.一种基于射频识别技术的交通信号控制系统，其特征在于：包括：

红绿灯控制子系统，用于响应所述工控机的控制指令，对本红绿灯路口的红绿灯进行控制；

所述交通信息包括：车辆行驶方向、平均车速和道路容积率，其中所述道路容积率为在相邻的两个红绿灯之间车辆沿同一方向行驶的道路上，当前容纳的车辆的道路贡献值之和与该条道路设置的道路贡献阈值的比值；

所述工控机，用于提取所述属性信息对应的道路贡献值，根据提取的道路贡献值和预置的该条道路的道路贡献阈值，计算该道路上的道路容积率；

所述交通拥堵情况包括畅行、缓行和拥堵；所述工控机，用于根据道路容积率，判断当前行驶方向的交通拥堵情况，且具体用于设定容积率限值PR1、PR2，其中PR1<PR2，则当道路容积率PR<PR1时，该道路的拥堵情况为畅通；当PR1<PR<PR2时，则该道路的拥堵情况为缓行；当PR>PR2时，则该道路的拥堵情况为拥堵。