CN105632196A - 一种实时智能控制交通信号灯的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种实时智能控制交通信号灯的方法，包括以下步骤：a、设置车辆计量区；b、在车辆计量区的入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置；c、实时计算车辆计量区内的车辆排队长度；d、根据车辆排队长度调整交通信号灯控制参数；e、在车辆计量区的入口处设置系统重置信号灯，用于对车辆计量区的车辆数清零后重新计数。一种实时智能控制交通信号灯的系统，包括设定的车辆计量区、车辆计数检测装置、中央处理器和信号灯。中央处理器按照驶入车辆计量区各车道的车辆数减去驶出该车道的车辆数之差除以相应的车道数的算法实时计算各车道的车辆排队长度，然后据此再计算出信号灯的相关参数并实施。本发明可以实时地智能管理交通信号灯，有效提高交通效率。

Description

一种实时智能控制交通信号灯的方法及系统
技术领域
本发明涉及交通管理领域，尤其涉及智能控制交通信号灯技术。
技术背景
随着社会的进步，交通资源与交通需求的矛盾日益突出，特别是在城市。为解决这一矛盾，智能交通系统(ITS)应运而生，它们为不断提高交通资源的利用率发挥了重要作用。但是，作为智能交通系统(ITS)的出发点和落脚点，目前对交通信号灯的控制都存在一个明显的弱点，那就是现在的智能交通系统(ITS)无法同步实时获取并应用诸如道路车辆排队长度等数据，因此它们对交通信号灯的相位、周期长和绿信比的调整都是基于历史的数据，即只能把事先采集的数据通过建模来实现调控，无法实时获取数据并同步加以应用，即使是一些所谓的交通实时测控系统也都只能把现实采集的数据当作“前车之辙”用于对“后车”进行管理，不同的只是所使用的数据是刚刚发生过的，似乎更接近同步而已。由此不难看出，目前对交通信号灯的控制多是根据以往的数据通过建模来实现对现实情况进行管理的，而不是依据现实的情况来实时进行调整，这样试图用一个或几个模式来推测所有的交通状况，或者用“前车”的数据来管理“后车”，都不可避免地会存在失真，特别是由于建模是阶段性的，无法随时进行调整，因此有些时候失真会很大，从而大大降低了交通信号灯控制的准确性和智能化水平。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种实时智能控制交通信号灯的方法及系统。
本发明的目的将通过以下技术方案加以实现：
一种实时智能控制交通信号灯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a、在交通信号灯前各道路的相应路段设置一个相对封闭的车辆计量区，用于计算交通信号灯前各道路车辆排队长度；
b、在车辆计量区的入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置，用于检测驶入和驶出车辆计量区的车辆数量；
c、在任一时间将驶入车辆计量区的车辆数减去驶出车辆计量区的车辆数并以二者之差除以相应的车道数，从而实时计算出在该车辆计量区内的车辆排队长度；
d、根据交通信号灯前各个车辆计量区内各车道的车辆排队长度，并参考预先设定的其它交通参数，实时智能调整交通信号灯的相位、周期长和绿信比；
e、在车辆计量区的入口处设置系统重置信号灯，用于对车辆计量区的车辆数清零后重新计数。
一种实时智能控制交通信号灯的系统，包括设置的车辆计量区、车辆计数检测装置、信号采集处理系统、中央处理器、信号灯控制装置以及系统重置信号灯和交叉路口信号灯，其特征在于，在车辆计量区的入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置，同时在车辆计量区内可根据道路划分车道情况设置左转车道计量区和右转车道计量区，并在其入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置。中央处理器将按照如下算法计算出车辆计量区内各车道的车辆排队长度：车辆计量区内各车道的车辆排队长度＝(驶入车辆计量区各车道的车辆数-驶出该车道的车辆数)/相应的车道数。根据交通信号灯前各个车辆计量区内各车道的车辆排队长度，中央处理器首先计算出各车道的优先级，然后再结合事先设定的其它交通数据参数，实时计算出交叉路口信号灯的相位、周期长和绿信比参数，并输入交叉路口信号灯控制装置予以执行。为了避免道路车辆排队长度的误差的累积，在车辆计量区的入口处设置系统重置信号灯，用于对车辆计量区内的车辆数清零后重新计数，据此系统可以选择在每天道路车流量较小的时候对系统进行重置。
本发明的优点：不仅可以实时地智能管理交通信号灯，有效提高交通效率，而且可以实时地准确计算出道路上的各个方向的车流量，从而为指挥和疏导城市交通提供实时、精确、客观的基础数据参数。
附图说明
图1为本发明实施例实时智能控制交通信号灯系统的逻辑结构示意图；
图2为本发明实施例车辆计量区设置示意图；
图3为本发明实施例工作流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的特征及优点得到更清楚的了解，结合附图，作详细说明如下：
参照图1：本实施例实时智能控制交通信号灯系统包括设定的车辆计量区、车辆计量区检测装置、信号采集处理系统、中央处理器、信号灯控制装置以及系统启动/重置信号灯和交叉路口信号灯。
参照图2：1-车辆计量区、2-车辆计量区入口车辆计数检测装置、3-直行车道出口车辆计数检测装置、4-右转车道计量区入口车辆计数检测装置、5-右转车道计量区出口车辆计数检测装置、6-左转车道计量区入口车辆计数检测装置、7-左转车道计量区出口车辆计数检测装置、8-右转车道计量区、9-左转车道计量区、10-车辆计量区入口停车线、11-交叉路口停车线、12-系统启动/重置信号灯、13-交叉路口信号灯。
为了准确计算道路车辆排队长度，在交叉路口信号灯13前面的各条道路分别设定一个相对密封的车辆计量区1，车辆计量区1的末端设在交叉路口停车线11处，起始端可根据道路情况设置在适当位置，在车辆计量区1的起始端设置车辆计量区入口车辆计数检测装置2，在车辆计量区1的末端分别设置直行车道出口车辆计数检测装置3、右转车道计量区出口车辆计数检测装置5和左转车道计量区出口车辆计数检测装置7，在右转车道计量区8的入口处和左转车道计量区9的入口处分别设置右转车道计量区入口车辆计数检测装置4和左转车道计量区入口车辆计数检测装置6，在车辆计量区入口车辆计数检测装置2处设置系统启动/重置信号灯12，并设置车辆计量区入口停车线10。参照图3：系统启动时，系统启动/重置信号灯12的红灯亮起，暂时禁止车辆进入车辆计量区1，此时交叉路口信号灯13将会用一个周期来清空此时已经进入车辆计量区1内的车辆，待车辆计量区1内的车辆清零后，系统启动/重置信号灯12的绿灯将亮起，各车辆计数检测装置同时开始计数。目前，车辆计数检测装置有很多种，包括基于光电、红外线、磁感应、视频等技术开发的车辆检测装置，技术也日臻成熟，比如“邦纳M-GAGEQ7M系列车辆检测传感器”检测效果就非常好，完全可以满足本实施例各车辆计数检测装置的技术要求。车辆计数检测装置的输出经信号采集处理系统处理后上传中央处理器，中央处理器将实时计算出车辆计量区1内的车辆数，并换算为各车道的车辆排队长度。具体算法为：直行车道车辆排队长度＝[车辆计量区入口车辆计数检测装置2检测到的车辆数-(直行车道出口车辆计数检测装置3检测到的车辆数+右转车道计量区入口车辆计数检测装置4检测到的车辆数+左转车道计量区入口车辆计数检测装置6检测到的车辆数)]/直行车道数；右转车道车辆排队长度＝(右转车道计量区入口车辆计数检测装置4检测到的车辆数-右转车道计量区出口车辆计数检测装置5检测到的车辆数)/右转车道数；左转车道车辆排队长度＝(左转车道计量区入口车辆计数检测装置6检测到的车辆数-左转车道计量区出口车辆计数检测装置7检测到的车辆数)/左转车道数。中央处理器将根据各条道路上的各车道车辆排队的长度，实时计算出各车道通行的优先级，然后再结合事先设定的其它交通数据参数，计算出交叉路口信号灯13的最佳相位、绿信比和周期长，并将该参数输入信号灯控制装置，从而实时调整交叉路口信号灯13的绿信比和周期长，甚至根据需要和实际情况对其相位进行调整，比如左转车道排队车辆为零时，就可以实时取消左转信号灯，用以延长对面方向直行的时长，反之亦然，余类推。
为了避免道路车辆排队长度的误差的累积，系统可以选择在每天道路车流量较小的时候对系统进行重置。
在道路车流量很小的情况下，系统也可以根据各车辆计量区有无车辆排队实时随机调整信号灯的相位。
本实施例不仅可以实时地智能管理交通信号灯，有效提高交通效率，而且如果将本发明从点控制到线控制再到面控制，应用在城市各交通路口，将一个城市的每一条道路划分为一个个首尾相连的车辆计量区，就可以实时地准确计算出城市每一条道路上的各个方向的车流量，从而为各交通参与者提供实时、精确、客观的基础交通数据。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对应本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的等效变换或修饰，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实时智能控制交通信号灯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a、在交通信号灯前各道路的相应路段设置一个相对封闭的车辆计量区，用于计算交通信号灯前各道路车辆排队长度；
b、在车辆计量区的入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置，用于检测驶入和驶出车辆计量区的车辆数量；
c、在任一时间将驶入车辆计量区的车辆数减去驶出车辆计量区的车辆数并以二者之差除以相应的车道数，从而实时计算出在该车辆计量区内的车辆排队长度；
d、根据交通信号灯前各个车辆计量区内各车道的车辆排队长度，并参考预先设定的其它交通参数，实时智能调整交通信号灯的相位、周期长和绿信比；
e、在车辆计量区的入口处设置系统重置信号灯，用于对车辆计量区的车辆数清零后重新计数。
2.一种实时智能控制交通信号灯的系统，包括设定的车辆计量区、车辆计数检测装置、信号采集处理系统、中央处理器、信号灯控制装置以及系统重置信号灯和交叉路口信号灯，其特征在于，在车辆计量区的入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置。
3.一种基于权力要求2所述的实时智能控制交通信号灯的系统，其特征在于，在车辆计量区内根据道路划分车道情况设置左转车道计量区和右转车道计量区，并在其入口处和出口处分别设置车辆计数检测装置。
4.一种基于权力要求2、3所述的实时智能控制交通信号灯的系统，其特征在于，车辆计量区内各车道的车辆排队长度的算法为：车辆计量区内各车道的车辆排队长度＝(驶入车辆计量区各车道的车辆数-驶出该车道的车辆数)/相应的车道数。
5.一种基于权力要求2、3、4所述的实时智能控制交通信号灯的系统，其特征在于，在车辆计量区的入口处设置有系统重置信号灯，用于对车辆计量区的车辆数清零后重新计数。
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