CN104700632B - 智能交通灯控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能交通灯控制方法和智能交通灯控制系统，属于涉及通信技术领域，该系统包括采集车辆信息的信号采集模块、接收处理车辆信息的交通灯控制器和位于车辆内发送信息给信息采集模块的通信模块，通信模块无线连接信号采集模块，交通灯控制器根据信号采集模块发送的车辆信息调整交通灯的状态。本发明充分考虑了各相位各车道的使用状况，比之现有技术中的交通控制系统提高了道路使用率。而且本发明还能通过检测各车道的车辆，对抢车道的车辆行为发出警报，防止事故的发生，解决了现有技术中智能交通灯感应控制中对非通行相位各车道的排队情况考虑的不足的问题。

Description

智能交通灯控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种智能交通灯控制方法和智能交通灯控制系统。

背景技术

交通控制从最初的定时信号控制，到感应控制，控制效果有了很大提高。但是，它们各有局限性，定时控制主要针对机动车交通的信号配时，对于我国的混合交通的特点有局限性，适合于交叉路口交通流量变化比较有规律的交通情况。感应控制比定时控制更能适应交通流量的随机变化，但是感应控制的系统中只是考虑对当前通行相位时间的延长，而没有考虑其它相位的车辆排队情况。当前相位的车道通行时，如果只有直行或者左转弯车辆，就会浪费其他相位车道的等待时间，因为同时也可以相邻相位中的车道的通行。

同时，在十字路口等待过程中，在黄灯运行中或者绿灯最后一秒，车辆抢车道的现象经常发生，这种行为给将要行驶的互斥或冲突车道的车辆带来很大风险。

发明内容

为了克服现有技术中智能交通灯感应控制中对非通行相位各车道的排队情况考虑的不足的问题，本发明提供一种智能交通灯控制方法及其系统。

本发明的技术方案是：一种智能交通灯控制方法，包括:

步骤一、交通灯控制器接收信号采集模块采集的各车道的车辆信息，车辆信息是车辆内部的通信模块发送的；

步骤二、交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整；

步骤三、交通灯控制器根据并发车道规则控制交通灯状态。

当所述交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，所述交通灯控制器根据车辆先到先走的原则调整交通灯状态，在交通灯控制器设置的最长等待时间内，调整交通灯允许先到达的车辆离开。

当所述交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，所述交通灯控制器根据资源节约原则控制交通灯状态；在交通灯控制器设置的最长空闲时间间隔内没有检测到车辆信息，调整关闭交通灯节约资源；接收到车辆信号后开启交通灯。

当交通灯控制器根据并发车道规则控制交通灯状态时，交通灯控制器考虑每一种并发车道。

所述交通灯控制器接收到信号采集模块发出的车辆抢道信号，交通灯控制器向所述抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。

该系统包括采集车辆信息的信号采集模块、接收处理车辆信息的交通灯控制器和位于车辆内发送信息给信息采集模块的通信模块，通信模块无线连接信号采集模块，交通灯控制器根据信号采集模块发送的车辆信息调整交通灯的状态。

所述信息采集模块位于各车道，采集各车道的车辆信息。

所述信息采集模块包括设于停车线下的压力传感器或者设于各车道的红外传感器。

所述交通灯控制器包括计时单元，记录车道上车辆的等待时间，同时记录交通灯没有检测到车辆的空闲时间间隔。

所述交通灯控制器包括警报单元，当交通灯控制器接收到信号采集模块发出的车辆抢道信号，交通灯控制器向所述抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。

本发明有如下积极效果：本发明充分考虑了各相位各车道的使用状况，比之现有技术中的交通控制系统提高了道路使用率。而且本发明还能通过检测各车道的车辆，对抢车道的车辆行为发出警报，防止事故的发生。此外，本发明还依据节约能源的原则，在晚间或者车道上没有车辆的情况下，关闭交通灯，节省资源。

附图说明

图1 是本发明中的智能交通灯控制系统的原理结构图；

图2 是本发明中的智能交通灯控制方法的流程图；

图3 是本发明中的十字路口的车道示意图；

图4 是本发明中车辆排队等候时控制器的流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，一种智能交通灯控制系统，该系统包括采集车辆信息的信号采集模块、接收处理车辆信息的交通灯控制器和位于车辆内发送信息给信息采集模块的通信模块，通信模块无线连接信号采集模块，交通灯控制器根据信号采集模块发送的车辆信息调整交通灯的状态。

智能交通灯控制系统中还设置有计时单元和警报单元，计时单元连接控制器发送计时信息到控制器，警报单元连接控制器，控制器控制输出警报信号给警报单元。计时单元记录车道上车辆的等待时间，同时记录交通灯没有检测到车辆的空闲时间间隔。

信息采集模块中包括设于停车线下的压力传感器或者设于各车道的红外传感器。传感器接收到的信号首先传递到信号采集模块，然后汇集至控制器进行分析、处理。当交通灯控制器接收到信号采集模块发出的车辆抢道信号，交通灯控制器向所述抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。

如图2所示，智能交通灯控制系统运行的一种智能交通灯控制方法，其步骤包括:

S01步骤一、交通灯控制器接收信号采集模块采集的各车道的车辆信息，车辆信息是车辆内部的通信模块发送的。

信号采集模块可以位于各车道，只接收发送本车道内的车辆信息，方便交通灯控制器对各个车道车辆的数据进行分析、计算。信号采集模块也可以是交通灯控制器中的一部分，信号采集模块的数量与车道的数量最好是一致的，信号采集模块分别只采集对应车道的车辆信息，车辆内的通信模块发送车辆信息到信号采集模块，信号采集模块将接收的信息发送到控制器，控制器根据各车道的车辆信息，调整交通灯的状态。信号采集模块的作用是采集各车道的车辆信息，所以信号采集模块的位置安放可以随意设置，只要能够接收并分离出各车道的车辆信息即可，本文只是对这两种安置进行了简单的介绍，功能达到即可。

S02步骤二、交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整。

交通灯控制器接收到信号采集模块发送的各车道的车辆信息后，对车辆信息进行分析和处理，从而发出改变交通灯的指令。当控制器统计到车道内车辆数量达到一定数量后，就会开启绿灯状态，允许该车道通行。交通灯控制器判断输出指令的依据有并发车道准则、先到先走准则和资源节约等原则，在下文中将详细介绍。

S03步骤三、交通灯控制器根据并发车道规则控制交通灯状态。

本文选用十字路口作为介绍解说对象，由于我国规定向右行驶不受限制，所以车道行驶方向为直行和左转弯，交通灯对应的状态为前行绿灯、左转绿灯和红灯，有时包括黄灯。

如图3所示，图中把车道标记为“0”-“7”号8个车道，根据交通道路规则，如果处于不同车道的车辆能够同时在交叉路口行驶并通过，则把这些车道简称为“并发”车道。另一方面，对于不同车道的车辆若不能同时在交叉路口行驶，则将这些车道定义为“冲突”车道。

现有交通行驶中，只是单相位的车道行驶（如同坐标系，南北为一个相位，东西为一个相位），忽略了当前相位的车道通行时，如果只有直行或者左转弯车辆，就会浪费其他相位车道的等待时间，因为同时也可以相邻允许相位中的车道的通行。如0号车道通行状态中，1号车道也是允许通行的状态，但是如果1号车道内没有车辆，可以允许其他车道的车辆通行以此增大车道使用率，减少其他车辆的等待时间，此时3号车道或者4号车道也是可以运行通行的，不会影响交通秩序的同时，还促进了交通流通。各车道允许同时开放的情况如表1所示，由表1可知，非重复情况有12种，分别为“0、1”，“0、3”，“0、4”，“1、5”，“1、6”，“2、3”，“2、5”，“2、6”，“3、7”，“4、5”，“4、7”和“6、7”等12种并发行驶状态，如果充分利用道路，最大限度地利用道路，将会大大降低交通等待时间。

表1 可允许通行的并发车道

所以当交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，交通灯控制器根据车辆并发车道的原则调整交通灯状态。此12种并发道路状态存储于控制器中，当某一车道内的车辆数量达到控制器允许通行标准，控制器开启该车道绿灯的同时，也会自动分析其他并发车道的车辆信息，如果有并行车道有车辆等待，则根据先到先走的原则，允许其他并行车道的车辆通行。

当交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，交通灯控制器根据车辆先到先走的原则调整交通灯状态，在交通灯控制器中设置的最长等待时间内，调整交通灯允许先到达的车辆离开。如图4所示，当车辆进入车道等候通行时，控制器中的计时单元即已开始对该车辆的等待时间进行计时，如果其他车道的车辆过多，一直处于通行状态，会使得该等待车辆等待时间过长，系统设置既不合理。此时，就会根据先到先走的原则，每个车道的通行时间都是有一个最大值为绿灯时间，当相斥车道的通行时间即绿灯时间结束，即使还有车辆未通行控制器也会发出红灯指令，让先到的车辆通行，先到的车辆行驶过程中，控制器会自动判断并发车道是否有车，当并发车道有车辆时，先到的并发车道的车辆先行，如果绿灯时间还没有结束，则次到的并发车道的车辆继续通行，直到绿灯时间结束，本次车辆通行停止，相斥车道运行。这样就不会造成先到的车辆因为本车道的车辆数量少，而处于一直等待状态中；或者是由于本车道的车辆数量少，相邻相位车道过多处于通行状态中，本车道车辆一直处于等待中。

当交通灯控制器根据车道的车辆信息对车道的交通灯状态进行调整时，所述交通灯控制器根据资源节约原则控制交通灯状态；在交通灯控制器设置的最长空闲时间间隔内没有检测到车辆信息，调整关闭交通灯节约资源；接收到车辆信号后开启交通灯。计时单元记录车辆的等待时间的同时，也在记录交通灯的工作时间，当夜晚的时候，道路上车辆减少，交通灯一直处于工作状态，不但降低了交通灯的使用寿命，同时浪费了电能。所以，计时单元也会记录交通灯的工作时间，当记录交通灯的空闲时间达到一个系统设定值时，控制器输出关闭信号关闭交通灯，交通灯处于休眠状态，当信号采集模块采集到车辆信息时，交通灯重新亮起。

在十字路口等待过程中，还可能有其他问题，如在黄灯运行时或者绿灯最后一秒，车辆抢车道的现象经常发生，这种行为给将要行驶的互斥或冲突车道的车辆带来很大风险。本发明系统中设置的信号采集模块可以采集车辆抢道信号，信息采集模块中可以设置包括有位于停车线下的压力传感器或者红外传感器，传感器也可以位于控制器中，只要检测车辆不超过停车线即可。一旦车辆越过停车线，传感器发送到控制器的信号就会改变，控制器根据传感器信号判断车辆是否抢道，交通灯控制器向抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。从而避免事故的发生，增大安全驾驶系数。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能交通灯控制方法，其特征在于，包括:

步骤一、交通灯控制器接收信号采集模块采集的各车道内的车辆信息，车辆信息是车辆内部的通信模块发送的；

步骤二、交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整；当所述交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，所述交通灯控制器根据车辆先到先走的原则调整交通灯状态，在交通灯控制器设置的最长等待时间内，调整交通灯状态允许先到达的车辆离开；

步骤三、交通灯控制器根据并发车道规则控制交通灯状态；交通灯控制器考虑每一种并发车道。

2.根据权利要求1所述的智能交通灯控制方法，其特征在于，当所述交通灯控制器根据车道的车辆信息对所述车道的交通灯状态进行调整时，所述交通灯控制器根据资源节约原则调整交通灯状态；在交通灯控制器设置的空闲时间间隔内没有检测到车辆信息，调整关闭交通灯节约资源；接收到车辆信号后开启交通灯。

3.根据权利要求1所述的智能交通灯控制方法，其特征在于，所述交通灯控制器接收到信号采集模块发出的车辆抢道信号，交通灯控制器向所述抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。

4.一种智能交通灯控制系统，其特征在于，该系统包括采集车辆信息的信号采集模块、接收处理车辆信息的交通灯控制器和位于车辆内发送信息给信息采集模块的通信模块，通信模块无线连接信号采集模块，交通灯控制器根据信号采集模块发送的车辆信息调整交通灯的状态；所述信息采集模块位于各车道或交通灯控制器内，采集各车道的车辆信息；所述信息采集模块包括设于停车线下的压力传感器或者设于各车道的红外传感器；所述交通灯控制器包括计时单元，记录各车道上车辆的等待时间，同时记录交通灯没有检测到车辆的空闲时间时长；所述交通灯控制器包括警报单元，当交通灯控制器接收到信号采集模块发出的车辆抢道信号，交通灯控制器向所述抢道车辆所在车道的冲突车道的车辆发出警报信号。