CN104361762A - 一种自适应交通信号灯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应交通信号灯，包含信号灯模块、显示模块、控制模块和流量计算模块，且每股行车道的路面下均设有第一压力感应器和第二压力感应器，其中，第一压力感应器设置在停车线下，且第一压力感应器和第二压力感应器之间的距离等于预设的最大堵车长度。工作时，第一压力感应器和第二压力感应器在汽车压过时传递信号给流量计算模块；流量计算模块在预设的流量采样时间内统计每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量，并将其传递给所述控制模块；控制模块根据接收到的车流量信息自动调节各个方向的绿灯时间。本发明能够自动调节路口各个方向红绿灯的时间，使得各条道路负载均衡，并在拥挤时最大程度地调整交通状况。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通信号灯，尤其涉及一种自适应交通信号灯。
背景技术
交通指挥灯是非裔美国人加莱特摩根在1923年发明的。此前，铁路交通已经使用自动转换的灯光信号有一段时间了。但是由于火车是按固定的时刻表以单列方式运行的，而且火车要停下来不是很容易，因此铁路上使用的信号只有一种命令：通行。公路交通的红绿灯则不一样，它的职责在很大程度上是要告诉汽车司机把车辆停下来。
交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示慢行或警示。
近些年来，随着经济和社会快速发展，我国很多市区面积开始逐渐扩大，道路建设不断增多，出行车辆不断增加，城市交通已经进入一个快速发展的阶段。但是，很多城市市区交通却开始出现我国很多城市发展过程中普遍遇到的城市交通拥堵问题。
人们想出很多办法来改善交通情况，其中就有很多采用调整交通信号灯的红绿灯间隔。
专利“自动调整红绿灯间隔的交通信号灯”（申请号：201110144473.5）公开了一种自动调整红绿灯间隔的交通信号灯，包括信号灯，其中，还包括控制装置和车流量分析装置，所述控制装置与所述信号灯连接，所述车流量分析装置与所述控制装置连接。其目的是根据道路状况自动调整红绿灯间隔，减轻道路拥堵。
其中所述车流量分析装置可以为图像处理装置，所述图像处理装置包括图像采集装置和图像分析装置，所述图像采集装置与所述图像分析装置连接，所述图像分析装置与所述控制装置连接。
所述车流量分析装置还可以为红外线计数装置，所述红外线装置包括红外线发射装置、红外线接收装置和计数装置，所述红外线发射装置和红外线接收装置分别与所述计数装置连接，所述计数装置与所述控制装置连接。
这种方式一方面没有给出具体的红绿灯时间的控制方式，另一方面，需要额外安装的部件较多。
发明“控时红绿灯”（申请号：201210041135.3）公开了一种交通信号灯，该控时红绿灯包括信号灯体、定时器，信号灯体顶部装有定时器，定时器下方装有电阻器，定时器右侧装有显示屏，定时器顶部装有电子眼，信号灯体终端连接装有电子板，电子板左侧装有控制开关。目的是通过电子眼监控路面情况，再手动调控红绿灯变灯时间来疏导车辆，大大缓解了严重的交通压力，节约了人们的时间。
这种方式无法脱离人为控制，无法达到自动调节的结果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷，提供一种自适应交通信号灯。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种自适应交通信号灯，包含信号灯模块、显示模块、控制模块和流量计算模块，且每股行车道的路面下均设有第一压力感应器和第二压力感应器；
所述第一压力感应器设置在停车线下；
所述第一压力感应器和第二压力感应器之间的距离等于预设的最大堵车长度；
所述第一压力感应器和第二压力感应器均用于在汽车压过时传递信号给所述流量计算模块；
所述流量计算模块用于在预设的流量采样时间内统计每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量，并将其传递给所述控制模块；
所述控制模块包含判断模块、第一调整模块和第二调整模块；
所述判断模块用于根据每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量判断其是否处于堵车状态；
所述第一调整模块用于在所有行车道均不堵车时，以每股行车道在第一压力感应器处的车流量为该行车道的车流量，调整红绿灯的显示时间使得路口各个方向的绿灯时间之比等于各个方向的车流量之比；
所述第二调整模块用于在有行车道的状态为堵车时，在每个流量采样时间内为处于堵车状态下的行车道的所在方向增加预设的延长时间的绿灯时间，并以在第一压力感应器处的车流量为处于通常状态下行车道的车流量、调整剩余各个方向的绿灯时间使其时间之比等于剩余各个方向的车流量之比，直至所有方向的行车道均通畅或者均拥堵。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述信号灯模块的信号灯采用发光二极管。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述预设的流量采样时间的范围为3分钟到60分钟。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述预设的流量采样时间为7分钟。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 仅需要在原来的结构上多添加一组压力感应器，无需大幅度改变现有的结构，简单方便；
2. 能够自动调节路口各个方向红绿灯的时间，使得各条道路负载均衡，极大地提高车主对道路的用户体验；
3. 能够在拥挤时最大程度地调整交通状况，节省人力资源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1-信号灯模块，2-显示模块，3-摄像模块，4-控制模块，5-流量计算模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本发明公开了一种自适应交通信号灯，包含信号灯模块、显示模块和摄像模块，此外还包含控制模块和流量计算模块，且每股行车道的路面下均设有第一压力感应器和第二压力感应器；
所述第一压力感应器设置在停车线下；
所述第一压力感应器和第二压力感应器之间的距离等于预设的最大堵车长度；
所述第一压力感应器和第二压力感应器均用于在汽车压过时传递信号给所述流量计算模块；
所述流量计算模块用于在预设的流量采样时间内统计每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量，并将其传递给所述控制模块；
所述控制模块包含判断模块、第一调整模块和第二调整模块；
所述判断模块用于根据每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量判断其是否处于堵车状态；
所述第一调整模块用于在所有行车道均不堵车时，以每股行车道在第一压力感应器处的车流量为该行车道的车流量，调整红绿灯的显示时间使得路口各个方向的绿灯时间之比等于各个方向的车流量之比；
所述第二调整模块用于在有行车道的状态为堵车时，在每个流量采样时间内为处于堵车状态下的行车道的所在方向增加预设的延长时间的绿灯时间，并以在第一压力感应器处的车流量为处于通常状态下行车道的车流量、调整剩余各个方向的绿灯时间使其时间之比等于剩余各个方向的车流量之比，直至所有方向的行车道均通畅或者均拥堵。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述信号灯模块的信号灯采用发光二极管。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述预设的流量采样时间的范围为3分钟到60分钟。
作为本发明一种自适应交通信号灯进一步的优化方案，所述预设的流量采样时间为7分钟。
工作时，其具体流程如下：
步骤1），在路口的各股行车道上，第一压力感应器采集行车道在停车线处车辆经过时的压力信号，第二压力感应器采集行车道在预设的最大堵车长度处车辆经过时的压力信号，这些压力信号都被传递给流量计算模块；
步骤2），流量计算模块在预设的流量采样时间内统计每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量，并将其传递给控制模块；
步骤3），控制模块将每股行车道在第一压力感应器处的车流量和第二压力感应器处的车流量与预设的最低车流量比较，如果第一压力感应器处的车流量和第二压力感应器处的车流量均小于预设的最低车流量，则判断该行车道的状态为堵车，反之，则判断行车道的状态为通畅；
步骤4），如果所有行车道的状态都为通畅，控制模块以每股行车道在第一压力感应器处的车流量为该行车道的车流量计算路口各个方向的车流量，并调整路口各个方向红绿灯的显示时间，使得路口各个方向的绿灯时间之比等于各个方向的车流量之比；
步骤5），如果有行车道的状态为堵车时，控制模块首先以在第一压力感应器处的车流量为处于通常状态下行车道的车流量计算路口各个方向的车流量，接着为处于堵车状态下的行车道的所在方向增加预设的延长时间的绿灯时间，并使得剩余各个方向的绿灯时间之比等于剩余各个方向的车流量之比，直至所有方向的行车道均通畅或者均拥堵。
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，并不用于限制本发明，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 (7)
1. 一种自适应交通信号灯，包含信号灯模块和显示模块，其特征在于，还包含控制模块和流量计算模块，且每股行车道的路面下均设有第一压力感应器和第二压力感应器；
所述第一压力感应器设置在停车线下；
所述第一压力感应器和第二压力感应器之间的距离等于预设的最大堵车长度；
所述第一压力感应器和第二压力感应器均用于在汽车压过时传递信号给所述流量计算模块；
所述流量计算模块用于在预设的流量采样时间内统计每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量，并将其传递给所述控制模块；
所述控制模块包含判断模块、第一调整模块和第二调整模块；
所述判断模块用于根据每股行车道在第一压力感应器处和第二压力感应器处的车流量判断其是否处于堵车状态；
所述第一调整模块用于在所有行车道均不堵车时，以每股行车道在第一压力感应器处的车流量为该行车道的车流量，调整红绿灯的显示时间使得路口各个方向的绿灯时间之比等于各个方向的车流量之比；
所述第二调整模块用于在有行车道的状态为堵车时，在每个流量采样时间内为处于堵车状态下的行车道的所在方向增加预设的延长时间的绿灯时间，并以在第一压力感应器处的车流量为处于通常状态下行车道的车流量、调整剩余各个方向的绿灯时间使其时间之比等于剩余各个方向的车流量之比，直至所有方向的行车道均通畅或者均拥堵。
2. 根据权利要求1所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示器。
3. 根据权利要求1所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述信号灯模块的信号灯采用发光二极管。
4. 根据权利要求1所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
5. 根据权利要求4所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
6. 根据权利要求1所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述预设的流量采样时间的范围为3分钟到60分钟。
7. 根据权利要求6所述的自适应交通信号灯，其特征在于，所述预设的流量采样时间为7分钟。
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