CN104134355A - 基于北斗技术的智能交通信号控制系统和方法 - Google Patents

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杨建中
冯书武
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Abstract

本发明涉及基于北斗技术的智能交通信号控制系统和方法。该方法包括：获取北斗车载设备的北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息；接收路口信号控制器设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块；将运算处理后北斗数据通过通讯模块发送至主控机；主站机接收所述北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。本发明通过将北斗车载设备与交通控制系统相结合，可有效地解决交通阻塞、交通事故、环境污染以及能源浪费等各种问题。

Description

基于北斗技术的智能交通信号控制系统和方法
 
技术领域
本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种基于北斗技术的智能交通信号控制系统和方法。
 
背景技术
随着我国城市化的发展和汽车持有量的迅速增加，加剧了交通拥挤现象，城市道路交通的供需矛盾日益突出。尽管个城市不断加大道路交通建设力度，但是，交通拥挤阻塞状况仍然十分严重，其原因是城市道路里程的增加速度总是赶不上车辆的增长速度。随着电子技术和信息通信技术的迅速发展，智能交通系统为彻底解决交通阻塞、交通事故、环境污染以及能源浪费等各种社会问题开辟了一条崭新的途径。目前的信号控制系统大多依赖于感应线圈、视频监测器等传感器来获得当前路口的车流数据。但是这些装置往往存在着许多受到外界影响的因素，从而使得到数据可能产生误差。例如，感应线圈会因为长期的压迫以及地下渗水等问题而报废，视频监测器也可能由于天气而产生误差。随着北斗定位设备在民用方面越来越多的发展，如何利用其独特的准确性以及全面性研究发展信号控制系统是我们目前所面临的问题。
 
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服以上缺陷的基于北斗技术的智能交通信号控制系统和方法。
为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了基于北斗技术的智能交通信号控制方法。该方法包括：获取北斗车载设备的北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息；接收路口信号控制器设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块；将运算处理后北斗数据通过通讯模块发送至主控机；主站机接收所述北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。
在第二方面，本发明提供了基于北斗技术的智能交通信号系统。该系统包括主站机、路口信号控制器、北斗车载设备和通讯模块，北斗车载设备，用于获取北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息；路口信号控制器，用于接收设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块；通讯模块，用于将运算处理后北斗数据发送至主控机；主站机，用于接收所述北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。
本发明通过将北斗车载设备与交通控制系统相结合，可有效地解决交通阻塞、交通事故、环境污染以及能源浪费等各种问题。
 
附图说明
图1是根据本发明实施例的基于北斗技术的智能交通信号控制系统框图；
图2是根据本发明实施例的基于北斗技术的智能交通信号控制方法流程图。
 
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1是根据本发明实施例的基于北斗技术的智能交通信号控制系统框图。
如图1所示，该实施例的基于北斗技术的智能交通信号控制系统包括主站机、路口信号控制器、北斗车载设备和通讯模块。北斗车载设备与路口信号控制器采用无线双工通信建立连接，路口信号控制器与主站机之间采用移动通信方式建立连接。
主站机用于接收各种控制信息，向各路口信号控制器发布指令，汇总交通信息并进行运算、分析和处理。根据来自于网络节点各路口信号控制器传来的信息，做出优化处理，并给出最佳信号控制策略指令，实现交通区域信号控制的交互性和智能化。
路口信号控制器由无线接收发送器、无线移动信道、输出控制电路、微处理器等组成。无线接收发送器用于与北斗车载设备双工通信，无线移动通道用于与主站机进行通信；输出控制电路用于控制交通路口的信号灯；微处理器用于无线收发信号、无线移动信道信号、控制输出电路的信号处理。
路口信号控制器一般设置在距离停车线35-45米处，路口控制器将接收到的500米半径内的北斗信号数据视为有效数据，进而对有效数据中的速度、位置、车辆距离路口信号控制器的距离、车辆转向等信息进行简单的在线运算处理后将数据通过无线移动通讯GPRS的方式发送给主站机，主站机根据预测模型预测未来几秒路口的拥堵状况，从而在模糊控制逻辑的基础上选择最有效的优化控制方案。
北斗车载设备有北斗接收芯片、转向传感器、无线收发器和微处理器组成，北斗芯片用来接收北斗的信息得到车辆此时的速度、位置和时间等；转向传感器用于测量汽车到达路口附近时所设定的通过路口后的方向；无线收发器用于与主站机通信；由CPU及外围电路组成的微处理器用于处理各种信息。
通讯模块采用GPRS模块来实现路口信号控制器与GPRS网络的连接、GPRS模块一般是指带有GPRS上网功能的GSM模块。GPRS模块具有连接方便，使用简单，功能强大的特点，同时由于GPRS是基于IP协议的，所以路口信号控制器与GPRS网络通信时，要发送符合IP协议的数据包。
具体原理为：控制机通过无线信道不断发送开放式申请指令，该指令包括控制机的编号和允许所有进入该路口有效范围内的北斗车载设备发送的行进方向申请帧的指令。此时若没有车辆进入该范围，也就是说没有车载机响应，路口控制器将重复发送上述指令；如果有车辆进入该范围，并发出行进方向申请帧，内容包括位置、转向信号、车速信号，控制机将接收到该北斗车载设备发送的信息，之后将该车的信息在控制器中该方向计数器上记录，并同时记录速度，转向信号、位置信号等，并根据不同情况做出相应的处理。对于其他方向无车，本方向上只有一辆车驶入交叉路口的情况，应立即按该车申请的行进方向给出通行信号；对于各方向上都有申请帧的情况，应根据各方向非空车辆排队长度，有选择地给出车辆通行信号；对于交通路口申请方向正在放行的车辆，应根据该方向绿灯持续时间和其它方向等待的车辆排队长度是否达到限值，则就对刚驶入的车辆发禁止信号；如果不是就发送通行信号。
图2是根据本发明实施例的基于北斗技术的智能交通信号控制方法流程图。
在步骤201中，获取北斗车载设备的北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息。
在步骤202中，接收步骤201中路口信号控制器设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块。
在步骤203中，将步骤202中运算处理后北斗数据通过通讯模块发送至主控机。
在步骤204中，主站机接收步骤203的北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。
本发明通过将北斗车载设备与交通控制系统相结合，可有效地解决交通阻塞、交通事故、环境污染以及能源浪费等各种问题。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于北斗技术的智能交通信号控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取北斗车载设备的北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息；
接收路口信号控制器设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块；
将运算处理后北斗数据通过通讯模块发送至主控机；
主站机接收所述北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。
2.根据权利要求1所述的基于北斗技术的智能交通信号控制方法，其特征在于，所述路口信号控制器将接收到的500米半径内的北斗数据视为有效数据，进而对有效数据中的速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息进行在线运算。
3.根据权利要求1所述的基于北斗技术的智能交通信号控制方法，其特征在于，所述通讯模块通过无线移动通讯GPRS方式将运算处理后北斗数据发送至主控机。
4.根据权利要求1所述的基于北斗技术的智能交通信号控制方法，其特征在于，所述主站机通过数据转换对交叉口一定时间内的交通状况进行预测，从而在模糊控制逻辑的基础上确定优化方案。
5.基于北斗技术的智能交通信号系统，其特征在于，包括主站机、路口信号控制器、北斗车载设备和通讯模块，
北斗车载设备，用于获取北斗数据，所述北斗数据包括速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息；
路口信号控制器，用于接收设定范围内的北斗车载设备的北斗数据，并将所述北斗数据进行运算处理后送入通讯模块；
通讯模块，用于将运算处理后北斗数据发送至主控机；
主站机，用于接收所述北斗数据信息，进行汇总、运算、分析和处理，以确定有效的优化方案。
6.根据权利要求5所述的北斗技术的智能交通信号控制系统，其特征在于，所述车载设备包括北斗接收芯片、转向感应器和无线收发器，
北斗接收芯片，用于接收北斗的信息，获取车辆实时的速度、位置和时间信息；
转向感应器，用于测量汽车到达路口附近时所设定的通过路口后的方向；
无线收发器，用于与所述主控机通信。
7.根据权利要求5所述的北斗技术的智能交通信号控制系统，其特征在于，所述通讯模块为GPRS模块。
8.根据权利要求5所述的北斗技术的智能交通信号控制系统，其特征在于，所述路口信号控制器包括无线接收发送器、无线移动信道、输出控制电路和微处理器，
无线接收发送器，用于与北斗车载设备双工通信；
无线移动信道，用于与主站机进行移动通信；
输出控制电路，用于控制交通路口的信号灯；
微处理器，用于无线收发信号、无线移动通道信号、控制输出电路的信号处理。
9.根据权利要求5所述的北斗技术的智能交通信号控制系统，其特征在于，所述路口信号控制器将接收到的500米半径内的北斗数据视为有效数据，进而对有效数据中的速度、位置、车辆距路口信号控制器的距离和车辆转向信息进行在线运算。
10.根据权利要求5所述的北斗技术的智能交通信号控制系统，其特征在于，所述主站机通过数据转换对交叉口一定时间内的交通状况进行预测，从而在模糊控制逻辑的基础上确定优化方案。
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