CN105389999A - 一种基于覆盖网的道路交通协调系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于覆盖网的道路交通协调系统，所述系统包括移动终端、信号灯控制中心、交通信号灯及分析中心，交警可借助移动终端控制所辖路口交通信号灯，另外，通过信号灯控制中心采集各交警所辖路口的交通控制指令信息，并通过分析中心处理后，将该路口的控制策略传输给其他相关路口的移动终端，让其他路口的交警调整其交通控制指令。相应地，本发明还提出了与系统对应的方法。本发明有效解决了道路交通人工无序、路口拥堵的问题，进一步提高了道路交通协调的可操作性及道路交通信息交换的实时性，为解决道路非规则交通的交通控制策略提供支撑。

Description

一种基于覆盖网的道路交通协调系统及方法

技术领域

本发明属于智能交通领域，更具体地，涉及一种基于覆盖网的道路交通协调系统及方法。

背景技术

近几年来城市机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，而城镇道路建设的速度往往落后于机动车增长的速度，造成城市拥堵，这是现今所有大中城市在发展过程中的通病。在城镇的街道各十字路口，特别是在上班高峰时段，成为城市道路交通网中拥堵的主要拥堵源。为此，在早晚高峰时段，交管部门不得不派遣大量的交警到拥堵路口，让每个交警观察实时各路口的车流量，凭借交通指挥的经验，主观判断，手动控制信号各路口各方向的红绿灯时长，来协调各路口的车流量，指挥交通通行，从而达到缓解路口交通压力，避免道路被堵死的现象。

然而，由于各交警均根据各自所辖路口车流量来调整信号控制策略，各路口交警之间不能及时进行信息交流与沟通，因此，各路口交警无法知晓与其相关的路口信号灯控制信息，从而使得早晚高峰的交通调整人工无序地。

另外，在早晚高峰时段，城市各路口属于非规则性交通，遇到突发事件，例如两车擦碰，会很快造成车辆拥堵。拥堵道路的上一路口，并不了解情况，还会按照既往的规则释放过往这个路口的车辆，会加剧该路口拥堵，从而影响整个区域交通状况。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或不足，本发明提供了一种基于覆盖网的道路交通协调系统及方法，其中通过移动终端，与各路口的交通信号灯建立链接，让各路口交警通过操作移动终端就可以控制所辖路口的交通信号灯。同时，在各路口交警控制交通信号灯的过程中，本发明系统还可以通过后台分析中心得到各相关路口控制策略，各路口交警根据对应的相关路口控制策略对所辖路口的交通控制指令进行调整，从而确保道路交通的协调有序进行。通过执行本发明系统及方法，相应能够有效解决道路交通人工无序、路口拥堵的问题。本发明系统及方法，显著提高了各路口道路交通信息交换的实时性，同时便于操作，因而尤其适用于早晚高峰时段道路交通协调的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种基于覆盖网的道路交通协调系统，其特征在于，所述系统包括移动终端、信号灯控制中心、交通信号灯及分析中心：

所述移动终端，用于向信号灯控制中心或向直接建立连接的所辖路口交通信号灯发送所辖路口的交通控制指令，同时根据由信号灯控制中心发送的相关路口交通控制指令调整所辖路口的交通控制指令；

所述信号灯控制中心，用于对移动终端进行安全验证，采集各移动终端发送的各所辖路口的交通控制指令并发送至分析中心，同时，还用于向所辖路口交通信号灯转发对应所辖路口的交通控制指令及向各移动终端转发相关路口控制策略；

所述分析中心，用于接收各所辖路口的交通控制指令，对各路口的交通控制指令进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略并将其发送至信号灯控制中心。

作为进一步优选的，所述交通信号灯可支持无线链接。

作为进一步优选的，所述移动终端通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，与信号灯控制中心建立连接，并以相应权限对所辖路口交通信号灯进行控制。

作为进一步优选的，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

按照本发明的另一个方面，提出了一种基于覆盖网的道路交通协调方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立连接，并向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，再发送至信号灯控制中心；

(6)信号灯控制中心将调整后的所辖路口的交通控制指令转发至对应的所辖路口交通信号灯；

(7)所辖路口的交通信号灯执行调整后的交通控制指令。

作为进一步优选的，所述移动终端通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，与信号灯控制中心建立连接，并以相应权限对所辖路口交通信号灯进行控制。

作为进一步优选的，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

按照本发明的另一个方面，提出了一种基于覆盖网的道路交通协调方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立连接，并向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令，同时移动终端与所辖路口的交通信号灯进行认证链接；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，将调整后的所辖路口的交通控制指令直接发送至所辖路口的交通信号灯；

(6)所辖路口的交通信号灯执行调整后的所辖路口的交通控制指令。

作为进一步优选的，所述所述交通信号灯可支持无线链接。

作为进一步优选的，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

总体而言，按照本发明点的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、本发明中通过移动终端与各路口的交通信号灯建立链接，让各路口交警通过操作移动终端就可以控制所辖路口的交通信号灯，从而达到指挥交通的目的；同时，还通过后台分析中心得到各相关路口控制策略，根据对应的相关路口控制策略对所辖路口的交通控制指令进行调整，从而确保道路交通的协调有序进行；本发明提出的系统及方法，有效解决了道路交通人工无序、路口拥堵的问题，进一步提高了道路交通协调的可操作性及道路交通信息交换的实时性；

2、按照本发明提出的基于覆盖网的道路交通协调系统及方法，在提高道路交通信息交换的实时性的同时，又便于操控及管理，因而具有一定的可实施性及实用推广价值。

附图说明

图1为基于覆盖网的道路交通协调系统的结构示意图；

图2为基于覆盖网的道路交通协调方法的流程图：移动终端与交通信号灯间接链接；

图3为基于覆盖网的道路交通协调方法的流程图：移动终端与交通信号灯直接链接；

图4为实施例中的道路交通协调示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

随着移动互联网技术和交通信号灯控制技术的发展，使得通过移动终端控制交通信号灯成为可能。若每个路口的交警通过移动终端控制交通信号灯，从而建立一个系统，收集各路口交警的控制车辆，并把该路口的控制策略通知到其下一个路口的移动控制终端，让下一个路口根据这些信息对路口的信号灯进行调整，从而实现早晚高峰时段信号灯有序调整，缓解早晚高峰的交通压力。

如图1所示为基于覆盖网的道路交通协调系统的结构示意图。所述系统包括移动终端、信号灯控制中心、交通信号灯及分析中心，所述交通信号灯可支持无线链接。

所述移动终端，用于向信号灯控制中心或向直接建立连接的所辖路口交通信号灯发送所辖路口的交通控制指令，同时所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令，并根据由信号灯控制中心发送的相关路口交通控制指令调整所辖路口的交通控制指令；另外，所述移动终端可以为智能手机、平板电脑、PC等。

所述信号灯控制中心，用于对移动终端进行安全验证，采集各移动终端发送的各所辖路口的交通控制指令并发送至分析中心，同时，还用于向所辖路口交通信号灯转发对应所辖路口的交通控制指令及向各移动终端转发相关路口控制策略；

所述分析中心，用于接收各所辖路口的交通控制指令，对各路口的交通控制指令进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略并将其发送至信号灯控制中心。

分析中心还可为移动终端提供当前路口的实时车流量和平均数据，由信号灯控制中心依据交警所辖路口进行分发。另外，分析中心可通过历史策略分析，为早晚高峰的路口推荐相应的交通控制策略。

优选的，所述移动终端通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，与信号灯控制中心建立连接，并以相应权限对所辖路口交通信号灯进行控制。

基于覆盖网的道路交通协调方法流程图如图2和图3所示，取决于移动终端与交通信号灯是否直接链接。首先，如图2所示的基于覆盖网的道路交通协调方法，包括如下步骤：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立链接，通过信号灯控制中心，间接实现移动终端对交通信号灯的控制；通过移动终端向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令；由于交通信号灯在公安设备内网，移动终端首先通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，进入信号灯控制中心，以一定权限对所辖路口交通信号灯进行控制；通过移动终端实现了各路口交警的交通控制信息的共享，使得道路交通协调由无组织、混沌的方式向自组织控制方式转变；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；信号灯控制中心主要负责与不同厂商、不同型号的交通信号灯进行通信，借助信号灯控制中心，让交警在移动终端上实现实时地控制所辖路口交通信号灯；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端可根据需要显示相关路口交通控制指令，并根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，再发送至信号灯控制中心；

(6)信号灯控制中心将调整后的所辖路口的交通控制指令转发至对应的所辖路口交通信号灯；

(7)所辖路口的交通信号灯执行调整后的交通控制指令。

如图3所示的一种基于覆盖网的道路交通协调方法，所述方法包括：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立连接，并向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令，同时移动终端与所辖路口的交通信号灯进行认证链接；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，将调整后的所辖路口的交通控制指令直接发送至所辖路口的交通信号灯；同时，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

通过移动终端直接与路口交通信号灯建立无线控制链接，这需要交通信号灯支持无线链接，若移动终端直接控制信号灯，就不需要信号灯控制中心的指令中转来完成的交通信号灯控制。

(6)所辖路口的交通信号灯执行调整后的所辖路口的交通控制指令。

本发明通过组建早晚高峰的全覆盖的道路交通协调系统，原单个交警只能通过所辖路口车流量来手工控制信号灯，到获得相关路口其他交警控制信号灯的控制策略信息，更合理调整该路口信号灯控制策略，对该路口交通车流量实现进一步调整。当所有路口交警都实现了调整，进而优化整个城市交通的控制策略，由高峰时段的混沌控制到有组织控制，改善高峰时段交通控制策略。

在交通高峰时段，容易造成交通拥堵，很容易在某一个路段发生交通事故，进而进一步影响道路拥堵；若上一个路口放行了一些车辆，在预计的时间，放行车辆没有达到下一个路口，说明这两个路口之间可能出现交通事故，可以协调距离最近的交警前往控制处理。本发明方法可以有效避免造成交通进一步拥堵而出现堵死的情况，因此非常适用于非规则交通状况。

另外，建立移动终端交警交通控制指令的分析中心，收集交警在早晚高峰时段对路口红绿灯的控制策略。把控制策略结果传输到后台分析系统，根据路口关联性分析，实时把交警在路口控制信号灯的策略发送到相关联路口的移动终端上，再由其他路口的交警通过这些信息，手动调整该路口的控制策略。借助移动终端，让在早晚高峰手动执行信号灯的交警组成了一个覆盖道路交通各主要路口的局域网，在这个网络中，交警对各路口信号灯的控制策略都能共享，并对自身的控制策略进行实施调整，协助交警缓解早晚高峰的交通压力。

通过本发明中的方法，让交警通过操作移动终端就可以控制所辖路口的交通信号灯。在交警控制交通信号灯的过程中，道路交通协调系统可以通过后台数据分析中心得到该路口及相关路口的车流量和平均速度，即相关路口控制策略。在交警手动控制某一路口的信号灯时，将会影响其他路口车流量，并将这些影响通过网络实时传输到正在其他路口进行交通指挥的交警的移动终端上，这样其他路口的交警就能了解上一个路口的交通控制策略，以及这个路口信号灯控制的策略建议。

如图4所示：若一名交警通过移动终端控制路口1在某一个时刻使B方向车辆通行1分钟；若车辆以30公里的平均时速从路口1到路口2需要2分钟，则在路口2的民警可通过移动终端了解到在2分钟后，将会有一批车辆到达路口2，他可以选择在2分钟后继续放行B方向的车辆。同理，路口1控制E和G的方向的车流量会对路口3的信号灯控制策略有影响，反过来，路口3的控制E和G方向的车流量也会对路口1也产生影响。这样，通过所有移动终端，在早晚高峰时段，就组建了一个临时的相互影响的覆盖整个城市交通的控制网络，通过这些相互影响的路口控制策略，交警可以手动调整其所辖路口的交通控制策略，实现了早晚高峰时段，道路交通相互协调。

总之，在早晚高峰时段，通过路口交警的移动终端，形成了覆盖整个城市交通的覆盖网络，每个路口的交警既是这个网络信息的提供者，又是执行者，通过这种方式协调解决高峰时段的交通压力。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于覆盖网的道路交通协调系统，其特征在于，所述系统包括移动终端、信号灯控制中心、交通信号灯及分析中心：

所述移动终端，用于向信号灯控制中心或向直接建立连接的所辖路口交通信号灯发送所辖路口的交通控制指令，同时根据由信号灯控制中心发送的相关路口交通控制指令调整所辖路口的交通控制指令；

所述信号灯控制中心，用于对移动终端进行安全验证，采集各移动终端发送的各所辖路口的交通控制指令并发送至分析中心，同时，还用于向所辖路口交通信号灯转发对应所辖路口的交通控制指令及向各移动终端转发相关路口控制策略；

所述分析中心，用于接收各所辖路口的交通控制指令，对各路口的交通控制指令进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略并将其发送至信号灯控制中心。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交通信号灯可支持无线链接。

3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述移动终端通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，与信号灯控制中心建立连接，并以相应权限对所辖路口交通信号灯进行控制。

4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

5.一种基于覆盖网的道路交通协调方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立连接，并向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，再发送至信号灯控制中心；

(6)信号灯控制中心将调整后的所辖路口的交通控制指令转发至对应的所辖路口交通信号灯；

(7)所辖路口的交通信号灯执行调整后的交通控制指令。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动终端通过虚拟专用网络VPN登录公安设备内网，通过安全验证后，与信号灯控制中心建立连接，并以相应权限对所辖路口交通信号灯进行控制。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。

8.一种基于覆盖网的道路交通协调方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)通过移动终端与信号灯控制中心建立连接，并向信号灯控制中心发送所辖路口的交通控制指令，同时移动终端与所辖路口的交通信号灯进行认证链接；

(2)信号灯控制中心采集由各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令；

(3)信号灯控制中心将采集到的各移动终端发送的所辖路口的交通控制指令汇总后，再发送至分析中心，分析中心对其进行路口关联性分析，得到相关路口控制策略后并将相关路口控制策略反馈至信号灯控制中心；

(4)信号灯控制中心向各移动终端转发对应的相关路口控制策略；

(5)移动终端根据对应的相关路口控制策略，对所辖路口的交通控制指令进行调整后，将调整后的所辖路口的交通控制指令直接发送至所辖路口的交通信号灯；

(6)所辖路口的交通信号灯执行调整后的所辖路口的交通控制指令。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述移动终端可支持无线链接。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述移动终端还用于显示相关路口交通控制指令。