CN105046985A - 基于大数据的主干道全路段的交通控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，该主干道包括第一至第N路口，该控制系统包括：计算机控制子系统；分别设于该主干道上第一至第N路口内的第一至第N定位及流量密度采集装置，分别用于实时采集即将通过所属路口的第一方向的第一车流量信息并发送至计算机控制子系统；计算机控制子系统，用于根据第一车流量信息分析得到通过当前路口的第一车流密度、第一平均速度，并根据第一平均速度、当前路口至下一路口的距离计算出第一方向上的车辆从当前路口驶入下一路口的时间，根据时间控制下一路口的绿灯开启时间，以方便从第一方向上通过当前路口的车辆能够顺利通过下一路口，直至第一方向的车辆通过位于该主干道上的第N路口。

Description

基于大数据的主干道全路段的交通控制系统

技术领域

本发明涉及一种交通控制系统，特别涉及一种每一组交通信号灯所属的主干道全路段的交通控制系统。

背景技术

当前，城市道路的结构及交通设计、整个城市出行的供需关系等因素带来的城市道路交通安全、交通拥堵及交通污染排放等城市交通管理与交通控制问题，依靠现行设置的交通管理与信号控制路面通行时间的管理模式，不能按照所控制的路面的汽车流量、路面通行状况等进行实时采集并分析控制。建立城市交通、交通管理与交通控制等相关的大数据应用模式，基于大数据的汽车路面流量统计、交通控制，以及实现自适应交通信号管理、实时控制与路面汽车车流量相适应的的智能控制技术是本发明解决的关键技术问题。当前运行应用的交通信号控制系统实现道路控制主要存在以下问题：

一是不具备通讯功能，由于城市各区域内各个交通控制系统建设开发时间的先后不同，道路建设规划的差异，使得市内各个区域的交通信号控制系统多样化，且系统之间兼容性差，数据通讯方式也不统一，不便于交通信号控制数据的整体管理与分析。

二是区域交通信号控制系统中自适应合理配置信号控制参数实现协调控制，对大量的路口控制器实施实时监控和管理的技术问题需要大量的资金投入和时间投入，不能做到随联随调解决问题。

三是由于区域路网无法实现基础时钟的自动校准，基准时钟易出现误差，造成连续多路口路带绿波带控制失效。

四是信号机智能性差，缺少故障自行诊断功能，当路口信号机出现故障时，信号机应该对故障进行分类，对不同的故障进行不同的处理，并把发生的故障上传给控制系统。

五是不具备对路面通行状况及行人过街请求功能，安装在路段的行人过街信号机，如果不能与主干道连续多路口路带绿波协调控制，对主干道的绿波控制效果影响很大，甚至造成主干道连续多路口路带绿波带控制失效。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供了一种能够根据采集到的车流量自适应调节各个方向的红绿灯亮起时间，以使一方向的车辆以连续绿波的方式通过该方向的主干道上的多个红绿灯的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，该主干道包括第一至第N个路口，该控制系统包括：计算机控制子系统；分别设于该主干道上第一至第N个路口内的第一至第N定位及流量密度采集装置，分别用于实时采集即将通过所属路口的第一方向的第一车流量信息并发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，用于根据第一车流量信息分析得到通过当前路口的第一车流密度、第一平均速度，并根据该第一平均速度、当前路口至下一路口的距离，计算出第一方向上的车辆从当前路口驶入下一路口的时间，根据该时间控制下一路口的绿灯开启时间，以方便从第一方向上通过当前路口的车辆能够顺利通过下一路口，直至所述第一方向的车辆以连续绿波方式顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

作为优化，所述第一定位及流量密度采集装置101，还用于采集即将通过所属的第一路口且与第一车流量呈相垂直的第二方向12的第二车流量信息，并发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，还用于根据所述第二车流量信息分析得到即将通过该第一路口的第二车流密度以及第二平均速度，将该第二车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第一车流密度大于第二车流密度，则优先控制该第一方向对应的绿灯开启以使该第一方向的车辆通过；若第二车流密度大于第一车流密度，则优先控制该第二方向12对应的绿灯开启以使该第二方向12的车辆通过。

作为优化，所述第二至第N定位及流量密度采集装置，还分别用于当所述第一方向的车辆即将到达该定位及流量密度采集装置所属的路口时，实时采集与所述第一方向相垂直的第二方向12的干道上即将通过该路口的第三车流量信息；所述计算机控制子系统，用于根据第三车流量信息分析得到即将从该第二方向12通过的第三车流密度以及第三平均速度,在非实施连续绿波方式通行的情况下，采取将第三车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第三车流密度大于第一车流密度，则优先控制该三方向对应的绿灯开启以使该第二方向12的车辆通过，并调整第一方向上的车辆的通过时间以使第一方向上的车辆的通过时间变慢；若第一车流密度大于第三车流密度，则优先控制所述第一方向对应的绿灯开启以使第一方向的车辆顺利通过，直至所述第一方向的车辆顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

作为优化，所述第一至第N定位及流量密度采集装置包括卫星定位检测装置，通过检测位于车辆内且与该卫星定位检测装置相互感应的车载GPS，以分别实时采集并分析检测到第一至第三车流量信息。

作为优化，所述第一定位及流量密度采集装置101用于实时采集并分析检测从第一方向及第二方向12上与第一路口具有第一预定距离的第一车流量信息及第二车流量信息，并将第一车流量信息及第二车流量信息发送至所述计算机控制子系统进行分析处理，所述第二至第N定位及流量密度采集装置分别用于检测从第一方向上与所属路口具有第一预定距离的第一车流量信息。

作为优化，所述第二至第N定位及流量密度采集装置还分别用于实时采集并分析检测在第二方向12上的分别与第一至第N路口具有第二预定距离的第三车流量信息，并将第三车流量信息发送至所述计算机控制子系统进行分析处理。

作为优化，还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N故障检测系统，分别实时采集并分析检测在各自的通过时间内，绿灯是否开启，若分析检测到在各自的通过时间内，绿灯未开启，则判断交通信号灯出现故障并将该故障信号发送至计算机控制子系统进行处理。

作为优化，还包括第一至第N违章抓拍装置，分别设于第一至第N个路口，用于在红灯开启时仍然通过所属路口的车辆。

作为优化，还包括分别埋于第一至第N个路口的路面感知传感器，用于感测所属路口的红灯开启的情况下仍然通过的车辆，并将该感知信息发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，还用于在接收到所述感知信息时判断所述交通信号灯是否出上述的故障，若判断得到未出现所述故障，则将上述感知信息所对应的车辆视为违章车辆。

作为优化，还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N行人过街请求装置，用于接收行人按下的过街请求信号，并将该过街请求信号发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，还用于在接收到第一至第N中任意一个或多个过街请求信号后,判断与该过街方向垂直的方向的绿灯是否处于开启状态，若是，则暂时忽略该过街请求信号并待绿灯处于关闭状态时，控制相应的过街信号灯呈绿灯通行状态。

上述基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，使得主干道路的停车次数明显减少、提高了道路的安全性、提高主干道路的行车速度、提高了车辆驾驶员遵守交通信号的自觉性，实时统计主干道的通行路况、拥堵情况、车流量大小，方便主干道上的车主实时的了解主干道的交通情况，方便车主实时的选择更好的通行道路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第一实施例的框图。

图2是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第一实施例的结构示意图。

图3是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第二实施例的结构示意图。

图4是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

关于实施例：

请参见图1，图1是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第一实施例的框图。本实施例的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，该主干道包括第一至第N个路口，该控制系统包括：

计算机控制子系统；

一种基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，该主干道包括第一至第N个路口，该控制系统包括：

计算机控制子系统；

分别设于该主干道上第一至第N个路口内的第一至第N定位及流量密度采集装置，分别用于实时采集即将通过所属路口的第一方向11的第一车流量信息并发送至所述计算机控制子系统；

所述计算机控制子系统，用于根据第一车流量信息分析得到通过当前路口的第一车流密度、第一平均速度，并根据该第一平均速度、当前路口至下一路口的距离，计算出第一方向11上的车辆从当前路口驶入下一路口的时间，根据该时间控制下一路口的绿灯开启时间，以方便从第一方向11上通过当前路口的车辆能够顺利通过下一路口，直至所述第一方向11的车辆以连续绿波方式顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

所述第一至第N定位及流量密度采集装置可以采用卫星定位系统的方式来采集即将通过第一路口的第一方向11的第一车流量信息，即可以采用GPS或北斗卫星进行定位测速、以及区间定位测速。那么，所述第一至第N定位及流量密度采集装置即可为分别设置在第一至第N路口的卫星定位检测装置，通过检测位于第一方向11上的车辆内且与该卫星定位检测装置相互感应的车载GPS，以实时检测到第一车流量信息。具体地，所述第一至第N定位及流量密度采集装置可以设定为检测该第一方向11上与所属路口具有第一预定距离的第一车流量信息。所述第一预定距离可以预先设定。本实施例中，所述第一至第N定位及流量密度采集装置可以采用卫星定位测速、拍照测速、区间测速的方式进行组合，更能确保对第一车流量信息的精确采集。

所述第一车流量信息包括在上述第一方向11、第一预定距离内即将通过第一路口的第一车流密度、每一车辆的速度、采集当前时刻每一车辆的位置以及实时跟踪控制，所述计算机控制子系统根据第一车流密度以及每一车辆的速度计算机得出平均速度。

可以理解的，该主干道并非狭义上的主干道，本例中，主干道可以作以下解释：当以一个路口为当前第一路口时，该路口所在的一个方向上的干道均可被称为主干道。例如第一个路口所在的路段具有朝四个方向延伸的干道，如由东至西干道、由西至东干道、由南至北干道以及由北至南干道，假设将由南至北的干道定义为第一方向11，那么，该由南至北的干道则被称为主干道。

所述计算机控制子系统可以设置在控制中心，可以是任何一种具有用于高速计算的电子计算机器，其可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备，由硬件系统和软件系统所组成。本计算机控制子系统内预存储有纵多预警备案数据库，在每遇到与预警备案数据库相关联的时间段时，该计算机控制子系统则按照该备案数据库规定的方式去控制主干道上的交通信号灯的状态。

述计算机控制子系统具有记忆功能，比如在今天以前的几天时间，第一方向11的第一车流密度以及平均速度均较快，例如60公里/小时，而在今天采集到的第一路口的速度仍然是60公里左右，那么计算机控制子系统则不需要再进行重复运算，仅需要根据之前处理的轨迹在记忆库里面调取处理数据直接对后续的第二至第N路口的交通信号灯进行处理即可。采用这种方式仅需要计算机控制子系统内部所设有预定天数，例如5天，例如在今天之前的5天的平均速度均是在60公里/小时左右，那么计算机控制子系统则根据之前5天的处理轨迹，直接调取记忆库内的处理数据对第一方向11上的主干道的交通信号灯进行控制即可。采用这种方式，可以使计算机控制子系统的处理方式变得更简单，处理时间更快，效率更高。

具体结合实例：

请参见图2，假设路面上有一条主干道、在该主干道上由南至北的方向（以下称第一方向11）有三个路口，即第一路口、第二路口以及第三路口，在第一至第三路口分别设有与之匹配的第一至第三交通信号灯，在第一路口至第三路口分别设有第一至第三定位及流量密度采集装置102，第一至第三定位及流量密度采集装置102分别用于采集从第一方向11上距第一路口、第二路口、第三路口500米至200米以内的第一车流量信息（即该500米至200米以内的第一车流密度、每一车辆的速度）。本实施例中，第一至第三定位及流量密度采集装置102通过每一个车辆的区间车辆定位测速为主，与每一车辆内的GPS系统定位测速相辅助，以获取第一车流密度、每一车辆的行驶速度以及车辆的位置移动信息，第一定位及流量密度采集装置101将所述第一车流量信息传送给计算机控制子系统，计算机控制子系统根据500米至200米路段的第一车流密度，以及对应的行驶速度计算该500米至200米路段的第一平均速度，假设计算出的第一平均速度为50里/小时，那么，根据第一路口至第二路口的距离以及第一平均速度来求取若干通过第一路口后的车辆通过第二路口的时间。当第一方向11的车辆在通过第一路口后，第二路口的交通信号灯处于等待放行的状态，计算机控制子系统则计算出第一方向11的车辆从第一路口至第二路口的通行时间来计算第二路口的交通信号灯的转换放行的时间，以使得当第一方向11的车辆即将驶入第二路口时，第二路口的交通信号灯处于准备转换绿灯放行状态。具体地，假设第一路口至第二路口的距离为1000米，第一方向11车辆通过第一路口之后的定位区间测速值为40公里/小时（11米/秒），在从第一路口到第二路口的通行时间约90秒，当车辆行驶至距第二路口20秒时，计算机控制子系统根据该时间控制第二路口的交通灯控制系统，并将第二方向12绿灯转换为红灯（禁行），再将第一方向11的交通灯转换为绿灯通行状态。如此，即可方便第一方向11的车辆可以顺利、无减速、无停车等待地通过第二路口。可以理解的，在其他的实施例中，第一至第三路口还可以根据时间段来检测，即通过检测位于当前路口的车辆的速度，根据该检测到的速度推算距当前路口例如20秒之前的车距时的第一车流量信息。

当第一方向11的车辆在通过第二路口时，第三路口的交通信号灯可根据车辆通过第二路口后的定位区间测速值、第二路口至第三路口的通行时间，在第一方向11的车辆到达第三定位及流量密度检测装置所检测的距离范围内时（例如当前车辆蹑第三路口的行驶时间为20秒以内，或者当前车辆为距第三路口为500米至200米），计算机控制子系统将第三路口的第二方向12的当前通行状况转换为红灯禁行状态，之后，将第一方向11的第三路口的交通灯状态转换为绿灯放行状态，使之处于放行状态。该计算机控制子系统控制第三路口的交通信号灯放行时间同上述第二路口的方式相同，采用第二路口至第三路口的距离以及行驶速度来求取第一方向11的车辆从第二路口至第三路口的通行时间，再根据该通行时间得出第三路口的交通信号灯的放行时间，以使第一方向11的车辆可以顺利、无减速、无停车等待地通过第二路口，此处便不再进行一一赘述。

本发明实施方式，通过检测即将到达第一个路口的第一方向11的第一车流量信息以求出第一平均速度，在第一路口的交通信号灯放行时，第二路口的交通信号灯等待放行，根据第一平均速度、第一路口至第二路口的距离求出车辆从第一路口至第二路口所需要的时间，再根据该时间控制第二路口的交通信号灯作放行准备，以此类推，直至该第一方向11的车辆顺利的、无阻碍地、无停车等待地通过该主干道的全部路口。该实施方式仅需要通过少量的设备、通过简单的计算公式、简单的软件处理、即可控制该主干道实现连续绿波通行，极大的增加了车辆的通行速度、减少了停车等待时间，智能地、较为准确地调节该主干道上的交通信号灯放行时间，与传统的红绿灯系统相比，本实施方式的交通控制系统的更能展现车辆通过效率、节约车主的时间。

请参见图3，图3是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第二实施例的结构示意图。本实施例的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统包括与第一实施例结构或功能相同或相似的计算机控制子系统、第一至第N定位及流量密度采集装置，本实施例与第一实施例的区别在于：

本实施例的第一定位及流量密度采集装置101，还用于采集即将通过所属的第一路口且与第一车流量呈相垂直的第二方向12的第二车流量信息，并发送至所述计算机控制子系统。

所述计算机控制子系统，还用于根据所述第二车流量信息分析得到即将通过该第一路口的第二车流密度以及第二平均速度，将该第二车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第一车流密度大于第二车流密度，并且它们的比例大于某个预定的比值时，则优先控制该第一方向11对应的绿灯开启以使该第一方向11的车辆通过；若第二车流密度大于第一车流密度，并且它们的比例大于某个预定比值时，则优先控制该第二方向12对应的绿灯开启以使该第二方向12的车辆通过。

具体结合实例：

仍设第一路口的第一方向11为南北方向，设第一路口的第二方向12为由东向西方向以及由西向东的方向。本实施例中，第二方向12是指与第一方向11相垂直的两个方向。设第一定位及流量密度采集装置101采集第一方向11上距第一路口路段的第一车流量信息，还采集第二方向12上距第一路口路段的第二车流量信息。第一定位及流量密度采集装置101采集到第一车流量信息及第二车流量信息后，将它们发送至计算机控制子系统，假设采集到第一方向11的车辆数为50辆，第二方向12的车辆数超过第一方向11车流量密度的50%以上时，那么计算机控制子系统经过比对处理之后，得到第二方向12上的车流量大于第一方向11上的车流量，则该路口交通信号灯在计算机控制子系统控制下，不管当前该路口的交通灯当前状态如何，都将第一方向11向切换为红灯禁行状态，之后，将第二方向12交通信号灯切换为绿灯放行状态。如此，则控制第一路口的交通信号灯对第二方向12上的车辆进行放行，以使第二方向12车辆优选通过。当缓解了第二方向12的交通压力后，再继续控制第一方向11上的车辆绿波控制通过。

当第二方向12的车流量先经过时，该第二方向12上的干道也可被称之为主干道，在该第二方向12上，位于第一路口之后的第二至第N个路口的处理方式与上述实施例相同，此处不再赘述。

本发明实施方式，当路口为十字路口时且交通较为复杂时，通过不同方向上的车流量的检测，智能的控制车流量较大的一个方向的车通过，而非像传统的交通控制系统中严格按照预设时间来控制，本实施方式的交通控制实时的根据当前的流量进行改变，使该交通控制系统具有自适应的应变功能。

请参见图4，图4是本发明基于大数据的主干道全路段的交通控制系统第三实施例的结构示意图。本实施例包括第二实施例结构或功能相同或相似的第一定位及流量密度采集装置101以及计算机控制子系统，本实施例中的：

与第一方向11相同的第二至第N个路口的第二至第N定位及流量密度采集装置还分别用于当所述第一方向11的车辆即将到达该定位及流量密度采集装置所属的路口时，实时采集并分析检测与所述第一方向11相垂直的第二方向12的干道上即将通过该路口的第三车流量信息。

所述计算机控制子系统，用于根据第三车流量信息分析得到即将从该第二方向12通过的第三车流密度、第三平均速度、以及车辆位置移动信息,将第三车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第三车流密度大于第一车流密度，则优先控制该三方向对应的绿灯开启以使该第二方向12的车辆通过，并调整第一方向11上的车辆的通过时间以使第一方向11上的车辆的通过时间变慢；若第一车流密度大于第三车流密度，则优先控制所述第一方向11对应的绿灯开启以使第一方向11的车辆顺利通过，直至所述第一方向11的车辆顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

具体结合实施：

仍设主干道上包括第一至第三个路口、与第一至第三个路口，以及对应的每个路口所设置的计算机控制子系统，假设主干道的第一方向11若干车辆通过第一路口后，根据车流量密度、车辆定位与区间测速，以及第一路口至第二路口之间的距离和路况情况，在第一方向11的车辆来到第二路口之前20秒时，不管当前第二路口的交通信号灯工作状态如何，都将对第二路口的三方向的交通信号灯转换为红灯进行状态，之后，对第一方向11的交通信号灯转换为绿灯放行状态。同样的，采集车辆通过第二路口之后的车辆定位区间测速、第二路口至第三路口之间的距离、路况情况，在第一方向11的车辆距第三路口20秒车距时，计算机控制子系统不管第三路口当前的交通信号灯工作状况如何，都将第三路口的第二方向12向的交通信号灯控制转换为红灯禁行状态，之后将第三路口的第一方向11的交通信号灯切换为绿灯放行状态。

第一方向11进入连续绿波方式控制通行工作状况时，不管第一路口、第二路口、第三路口的第二方向12的车流量密度状况如何，都将以保证绿波通行为最高优先级。这时，计算机控制子系统的工作状况：（1）第一方向11车辆在进入第一路口之前的20秒的车距之前，对车辆定位区间测速、车流量密度、道路状况测定，在车辆进入第一路口之前的20秒的车距时，不管第一路口当前交通信号灯当前的工作状况如何，都首先将第一路口第二方向12的交通信号灯转换为红灯禁行工作状态，之后，将第一方向11的交通信号灯转换为绿灯放行工作状态，而此时的第二路口、或第三路口的的交通信号灯的工作状况仍维持原工作状况，且不受第一路口交通信号灯工作状况的变化而变化。（2）第一方向11车辆通过第一路口之后，第一路口交通信号灯恢复到第一方向11的连续绿波方式通行之前的控制工作状况。而对通过第一路口的车辆，通过进行定位区间测速、并根据第二路口与第一路口之间的距离、路况情况，由第二路口计算机控制子系统对第二路口交通信号灯工作状态进行控制，在车辆到达第二路口之前20秒车程时，不管第二路口的第二方向12的当前交通信号灯的工作状况如何，都将其切换成红灯禁行工作状况，之后，将第一方向11交通信号灯转换为绿灯工作状况。（3）第一方向11车辆通过第二路口之后，第二路口的交通信号灯恢复到第一方向11的绿波通行之前的控制工作状况。而对通过第二路口的车辆，通过进行定位区间测速、并根据第二路口与第一路口之间的距离、路况情况，由第三路口计算机控制子系统对第三路口交通信号灯工作状态进行控制，在车辆到达第三路口之前20秒车程时，不管第三路口的第二方向12向的当前交通信号灯的工作状况如何，都将其切换成红灯禁行工作状况，之后，将第一方向11交通信号灯转换为绿灯工作状况。如此，实现了第一方向11的连续绿波方式连续通行工作状况的实时控制。

根据大数据实时交通控制工作状况，当第一方向11为实施连续绿波方式的连续通行工作状况控制时，其各个路口的第一方向11、第二方向12向交通信号控制可以按照预先设定的模式进行。当第一方向11不实施连续绿波方式的连续通行工作状况控制时，也可以通过根据各路口的大数据（每个路口，以及路口的各个方向）所获取的车流量密度，路况，环境状况、车速测速状况等，对单个路口的第一方向11、第二方向12交通信号控制实施实时的优先通行控制。即，哪个路口的哪个方向的车流量密度大，则优先放行该向的车辆，实时调整，使路面缓行、缓堵现象得到有效的疏解。

本实施例中，在主干道全路段还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N故障检测系统，分别检测在计算机控制系统算出后的各自路口的通过时间内，绿灯是否开启，若检测到在各自的通过时间内，绿灯未开启，则判断交通信号灯出现故障并将该故障信号发送至计算机控制子系统进行处理。计算机控制子系统可以连接报警装置进行报警，或者可以在其内存储有地图数据库，当某一个路口的交通信号灯出现问题时，计算机控制系统调取地图数据库中与其相关的地图位置，并在显示的地图中，通过高亮显示出现问题的交通信号灯，同时在高亮显示处还可关联地理位置，以方便维修人员指点到该处时，可以直接的得知具体位置。

本实施例中，还包括第一至第N违章抓拍装置，分别设于第一至第N个路口，用于在红灯开启时仍然通过所属路口的车辆。

本实施例中，还包括分别埋于第一至第N个路口的路面感知传感器，用于感测所属路口的红灯开启的情况下仍然通过的车辆，并将该感知信息发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，还用于在接收到所述感知信息时判断所述交通信号灯是否出上述的故障，若判断得到未出现所述故障，则将上述感知信息所对应的车辆视为违章车辆。

为了使本交通控制系统的功能更广，通用性更高，本实施例还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N行人过街请求装置，用于接收行人按下的过街请求信号，并将该过街请求信号发送至所述计算机控制子系统；所述计算机控制子系统，还用于在接收到第一至第N中任意一个或多个过街请求信号后,判断与该过街方向垂直的方向的绿灯是否处于开启状态，若是，则暂时忽略该过街请求信号并待绿灯处于关闭状态时，控制相应的过街信号灯呈绿灯通行状态。

另外，本实施例还包括位于每一个路口的智能显示墙，与计算机控制子系统通讯连接，根据计算机控制子系统发送的显示数据进行显示。例如，该显示墙可以显示当前路口的车流量数据、速度数据，显示位于该路口的下一个路口的车流量情况，给出改道的合理化建议等等。计算机控制子系统由于控制每一条路上的每一个路口的交通信号灯以及每一个定位及流量密度采集装置，因此可以实时的得知每一个路口的交通情况，根据每一个路口的车流量情况进行分析，与此前的交通情况进行对比分析，得出车流量的大小，以得出当前主干道的车流量状态，例如是否处于拥堵状态，若处于拥堵状态，计算机控制子系统则通过地址链接，发送至位于当前主干道上的显示墙，以方便当前主干道上的车辆可以根据合理化建议更改车道，减轻当前主干道上的缓行、缓堵，甚至拥堵现象。

结合各个路口的计算机控制子系统对不同方向的实时车流量密度情况、车速区间测速，路况，环境（学校门口、医院门口、影剧院、商场人流密集区域）状况，将获取信息经大数据实时分析，在对绿波通行、路口实时交通信号灯优先通行分配控制的同时，也实时传输到路面信息管理系统（视频显示、交通广播等），使即将进入该区域道路交通的车辆（包括行人）能够预先得到该区域路面通行（缓行、缓堵、拥堵等）状况，其优点是使车辆运行提前得到分流，大大提高行车道使用率。

可以理解的，在其他的实施例中，计算机控制子系统还可以通过电台广播、手机、车载终端等形式将当前主干道的实时路况发送至位于当前主干道上的车辆上。如此，则需要使上述终端与计算机控制子系统产生通讯连接，计算机控制子系统根据每一路口的定位及流量采集系统得到每一车辆的具体位置，例如该车辆位于哪条主干道，位于该主干道上的哪个路口，根据具体位置分析得到该车辆的行驶方向、该方向上，根据位于该路口的下一个路口至下N个路口的定位及流量检测装置得到下一个至下N个路口的通行情况或车流量，将得到的通行情况或车流量与此前处理过的通行情况或车流量进行分析对比，得到车流量的大小等级，进而得到拥堵等级或情况，将得到的拥堵情况通过上述设备告知于车主。计算机控制子系统还根据城市内的各个大商圈、地名以及地图数据库和每一主干道的交通信号灯、定位及流量检测系统进行相关联，进而可以分析到每个商圈或地名道路中拥堵情况不严重的一条或者多条主干道，并通过上述设备告知车主，以使车主有更合理的选择。

本发明实施方式，可以分别设于主干道上各个路口的定位及流量密度采集装置与计算机控制子系统的通讯、使计算机控制子系统作为主控制，各交通信号灯作为执行，通过相互关联，使得该主干道上的各个交通信号灯能够智能的、自适应的根据不同方向上的车流量，根据优先级选择性的控制车流量较大的一个方向的车辆优先通过，在不存在优先级的情况下，控制在一个方向上的车辆，在该主干道上能够连续的通过该主干道上的所有路口，使得该车辆能够顺利地、无停留等待地通过。本实施例的交通控制系统还具有自检功能，车辆抓拍功能，行人智能过街功能，与传统的行人过街相比，本实施例，在该交通信号灯处于放行状态时，忽略行人过街请求，直至交通信号灯处于等待旅行状态时才执行行人过街请求，与传统的相比，它更智能。本发明实施例还提供行驶的主干道的实时路况情况，并提供到达城市大商圈或者地方的可选择的备选干道。

本发明实施方式，每一定位及流量密度采集装置，它们所采集的距离范围或者时间范围可以独立设定，例如第一定位及流量密度采集装置101采集的距离为500米至200米或者20秒以内，第二定位及流量密度采集装置102采集的距离为400米至150米或者15秒以内，第三定位及流量密度采集装置102采集的距离为300米至100米以内或者10秒以内等等。

综上所述，本发明相比传统的交通信号控制系统，具有以下优势：

一、主干道路的停车次数明显减少：

经过实验后，据不完全统计，由于采用了上述实施例的交通控制系统，在主干道上的每个路口的红绿灯进行关联控制，使主干道上实现连续绿波方式通行，试行的方案中，沿主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制方向遇红灯次数，降低了47％以上。

二、提高了道路的安全性

（1）在试用道路上，在未实施主干道连续多路口路带连续绿波方式控制以前，为确保主干道路的畅通，有许多相邻路口的信号灯不能安装，使横过主干道路的车辆和行人非常不安全。主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制实施后，主干道路上所有平面交叉路口通过安装自助式人行信号灯控制装置，当行人按下绿灯按钮后,行人的过街请求信号实时传输到上一路口的计算机控制子系统，经计算机控制子系统分析、处理，在主干道实施连续绿波方式通行控制期间，所有在上一路口与下一路口之间的自助式人行信号灯不管是否有按下绿灯按钮，都将其控制转换设成行人红灯禁行；

（2）在实施连续绿波方式通行之后，自助式人行信号灯根据上一路口的交通信号灯转换控制，在主干道（A向）处于红灯禁行期间，使该路口至下一路口之间的自助式人行信号灯控制装置在有绿灯按钮装置按下的路口，都转换为绿灯行人通行状况。通过实时交通信号灯装置是否按下的检测控制，综合实施连续绿波方式通行优先的情况，以及路况、环境（学校门口、医院门口、影剧院、商场人流密集区域）状况，保证横过主干道的车辆和行人有了自己的通行时间，提高了道路安全性。

三、提高主干道路的行车速度

据运行测量，主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制路段，车速提高了26％。

四、提高了车辆驾驶员遵守交通信号的自觉性

在主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制点位中，有许多非警力控制点位，在主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制实施之前，车辆驾驶员在黄灯和红灯初期容易出现闯红灯现象。主干道连续多路口路带实施连续绿波方式控制运行一段时间后，驾驶员逐渐就会意识到，即使闯过红灯通过一个路口，到下一个路口也必然遇到红灯。因此，减少了驾驶员闯红灯的现象。

五、实时统计主干道的通行路况、拥堵情况、车流量大小，方便主干道上的车主实时的了解主干道的交通情况，方便车主实时的选择更好的通行道路。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，该主干道包括第一至第N个路口，该控制系统包括：

计算机控制子系统；

分别设于该主干道上第一至第N个路口内的第一至第N定位及流量密度采集装置，分别用于实时采集即将通过所属路口的第一方向的第一车流量信息并发送至所述计算机控制子系统；

所述计算机控制子系统，用于根据第一车流量信息分析得到通过当前路口的第一车流密度、第一平均速度，并根据该第一平均速度、当前路口至下一路口的距离，计算出第一方向上的车辆从当前路口驶入下一路口的时间，根据该时间控制下一路口的绿灯开启时间，以方便从第一方向上通过当前路口的车辆能够顺利通过下一路口，直至所述第一方向的车辆以连续绿波方式顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

2.如权利要求1所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：

所述第一定位及流量密度采集装置，还用于采集即将通过所属的第一路口且与第一车流量呈相垂直的第二方向的第二车流量信息，并发送至所述计算机控制子系统；

所述计算机控制子系统，还用于根据所述第二车流量信息分析得到即将通过该第一路口的第二车流密度以及第二平均速度，将该第二车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第一车流密度大于第二车流密度，则优先控制该第一方向对应的绿灯开启以使该第一方向的车辆通过；若第二车流密度大于第一车流密度，则优先控制该第二方向对应的绿灯开启以使该第二方向的车辆通过。

3.如权利要求2所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：

所述第二至第N定位及流量密度采集装置，还分别用于当所述第一方向的车辆即将到达该定位及流量密度采集装置所属的路口时，实时采集与所述第一方向相垂直的第二方向的干道上即将通过该路口的第三车流量信息；

所述计算机控制子系统，用于根据第三车流量信息分析得到即将从该第二方向通过的第三车流密度以及第三平均速度,在非实施连续绿波方式通行的情况下，采取将第三车流密度与第一车流密度进行优先级对比，若第三车流密度大于第一车流密度，则优先控制该三方向对应的绿灯开启以使该第二方向的车辆通过，并调整第一方向上的车辆的通过时间以使第一方向上的车辆的通过时间变慢；若第一车流密度大于第三车流密度，则优先控制所述第一方向对应的绿灯开启以使第一方向的车辆顺利通过，直至所述第一方向的车辆顺利通过位于该主干道上的第N个路口。

4.如权利要求3所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：所述第一至第N定位及流量密度采集装置包括卫星定位检测装置，通过检测位于车辆内且与该卫星定位检测装置相互感应的车载GPS，以分别实时采集并分析检测到第一至第三车流量信息。

5.如权利要求4所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：所述第一定位及流量密度采集装置用于实时采集并分析检测从第一方向及第二方向上与第一路口具有第一预定距离的第一车流量信息及第二车流量信息，并将第一车流量信息及第二车流量信息发送至所述计算机控制子系统进行分析处理，所述第二至第N定位及流量密度采集装置分别用于检测从第一方向上与所属路口具有第一预定距离的第一车流量信息。

6.如权利要求5所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：所述第二至第N定位及流量密度采集装置还分别用于实时采集并分析检测在第二方向上的分别与第一至第N路口具有第二预定距离的第三车流量信息，并将第三车流量信息发送至所述计算机控制子系统进行分析处理。

7.如权利要求1至6中任一项权利要求所述的基于大数据的主干道全路段的交通控制系统，其特征在于：还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N故障检测系统，分别实时采集并分析检测在各自的通过时间内，绿灯是否开启，若分析检测到在各自的通过时间内，绿灯未开启，则判断交通信号灯出现故障并将该故障信号发送至计算机控制子系统进行处理。

8.如权利要求7所述的基于大数据的主干道全路段交通控制系统，其特征在于：还包括第一至第N违章抓拍装置，分别设于第一至第N个路口，用于在红灯开启时仍然通过所属路口的车辆。

9.如权利要求8所述的基于大数据的主干道全路段交通控制系统，其特征在于：还包括分别埋于第一至第N个路口的路面感知传感器，用于感测所属路口的红灯开启的情况下仍然通过的车辆，并将该感知信息发送至所述计算机控制子系统；

所述计算机控制子系统，还用于在接收到所述感知信息时判断所述交通信号灯是否出上述的故障，若判断得到未出现所述故障，则将上述感知信息所对应的车辆视为违章车辆。

10.如权利要求1至6中任一项权利要求所述的基于大数据的主干道全路段交通控制系统，其特征在于：还包括分别设于第一至第N路口的第一至第N行人过街请求装置，用于接收行人按下的过街请求信号，并将该过街请求信号发送至所述计算机控制子系统；

所述计算机控制子系统，还用于在接收到第一至第N中任意一个或多个过街请求信号后,判断与该过街方向垂直的方向的绿灯是否处于开启状态，若是，则暂时忽略该过街请求信号并待绿灯处于关闭状态时，控制相应的过街信号灯呈绿灯通行状态。