CN107103767A - 一种智能交通信号控制装置 - Google Patents

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CN107103767A CN201710446751.XA CN201710446751A CN107103767A CN 107103767 A CN107103767 A CN 107103767A CN 201710446751 A CN201710446751 A CN 201710446751A CN 107103767 A CN107103767 A CN 107103767A
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    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07Controlling traffic signals

Abstract

本发明公开了一种智能交通信号控制装置,一种智能交通信号控制装置,包括信息显示处理装置,所述信息显示处理装置包括载体硬件和控制处理软件,所述载体硬件包括载体外壳支架、主控电路板、信号指挥灯、信息提示档、联网通讯装置和信息采集装置。本发明解决了本行业技术人员一直想解决而又无法解决的交通拥堵问题,尤其是巨量潮汐车流单向拥堵问题,具有单路口的点智能优化,主干道长线智能优化、区域路网全面智能优化等功能,通行效率极高,设备可移动,方便拆装,某些局部区块的损坏不影响整体的通行,是智能交通领域的重大进步。

Description

一种智能交通信号控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及交通信号领域,尤其涉及一种智能交通信号控制装置。
背景技术
[0002] 城市道路交叉口交通信号的控制对于交通流的分配,和道路交通通行流量具有重 要作用,现有的交通信号灯,只依据固定的时间间隔变换红绿灯,不能依据车辆的多少适时 调节,使道路交通经常会出现各种状况,例如交通事故、道路交通瘫痪、道路施工、红绿灯发 生故障等,当遇到这些状况时,一般需要交警到现场执勤。交通事故以及道路施工一般需要 交警在现场拉上警戒线,而对于道路交通瘫痪、红绿灯故障,就需要交警在现场指挥交通, 对交通瘫痪的道路进行车辆分流,缓解交通状况,或者充当红绿灯,指挥交通,这不但给交 警带来巨大的工作量,而且还存在着安全威胁。
[0003]随着城市人口拥有车辆数的快速增长与城市规模的的不断扩大,交通流越来越呈 现高密度的重交通流情况,城市交通道路的发展难以满足交通流量需求的不断增长,拥堵 问题日益严重。一方面,随着城市交通系统的信息化发展,交通管理与控制系统趋于大型 化、复杂化发展,系统涉及的信息和数据已经具备大数据的特点。现有城市交叉口信号控制 系统不能满足城市交通的发展,急需发展新的交通管理控制方法与系统,对高密度的城市 交通流进行管理与控制。另一方面,随着计算机与网络技术的不断发展,特别是智能计算、 数据挖掘、大数据分析算法等技术的不断发展,计算机系统处理海量信息和大数据的能力 不断提高,使得通过云计算、大数据等的信息技术手段实现智能化的交通管理与控制成为 可能。
[0004]授权公告号为CN106355885A的发明专利,公开了基于大数据分析平台的交通信号 动态控制方法及系统,授权公告号为CN2030S4932U的发明,公开了智能交通指示系统,授权 公告号为CN10123178SB的发明专利,公开了车辆分流红绿灯及其应用,授权公告号为 CN204510092U的发明专利,公开了一种多功能交通分流装置,授权公告号为CN1〇4778849B 的发明专利,公开了一种交通枢纽用的智能交通系统,授权公告号为CN104727197A的发明 专利,公开了一种快速公路的设计方法,授权公告号为CN104200683A的发明专利,公开了一 种基于智能交通系统的城市路段实时分流诱导系统,授权公告号为CN102360529B的发明专 利,公开了直接获取城市道路通行速度的系统与方法,授权公告号为CN101727747A的发明 专利,公开了基于流量检测的道路非正常拥堵报警方法,授权公告号为CN103347175A的发 明专利,公开了基于无线网桥的监控系统,授权公告号为CN101409569B的发明专利,公开了 无线收发装置的匹配方法及无线收发装置,授权公告号为CN101800563A的发明专利,公开 了无线收发方法及应用其的无线收发装置,授权公告号为CN103079271A的发明专利,公开 了一种基于无线局域网的定位方法,授权公告号为CN201114138的发明专利,公开了基于无 线局域网的车辆实时管理系统,授权公告号为CN105590450A的发明专利,公开了一种利用 无线网络对城市道路进行管控的方法,授权公告号为CN103413445B的发明专利,公开了一 种智能道路交通信号系统,授权公告号为CN105869413A的发明专利,公开了基于摄像头视 频检测车流量和车速的方法,授权公告号为CN204087488U的发明专利,公开了一种智能交 通系统,授权公告号为CN104637327A的发明专利,公开了一种城市道路交通拥堵信息的新 型提示系统,授权公告号为CN103854492A的发明专利,公开了智能交通灯控制装置的设计, 授权公告号为CN205〇8〇748U的发明专利,公开了一种基于ZigBee的道路交通状态监测系 统,授权公告号为CN102419906A的发明专利,公开了车流量自动检测系统,授权公告号为 CN20548e806U的发明专利,公开了交通车流量智能监测摄像头,授权公告号为 CN203S49870U的发明专利,公开了基于无线网络的车流监测与信号灯智能控制系统,授权 公告号为CN205158624U的发明专利,公开了一种采集交通信息的无线传感器控制系统,授 权公告号CN103164964A的发明专利,公开了智能交通信号灯控制系统,授权号为 CN205680280U的发明专利,公开了一种智能交通电子显示屏诱导系统,授权公告号为 CN105894831A的发明专利,公开了智能交通控制装置,授权公告号为CN101729872B的发明 专利,公开了一种基于视频监控图像自动判别道路交通状态的方法等专利当中,公开了运 用了城市道路的拥堵以及车辆分流方面的技术。
[0005] 虽然人们为路口红绿灯的智能化设计花费了大量的人力物力,但由于着眼点和视 野见识的问题,及自身的知识固化僵化的思维模式,往往只能够较好的解决某一具体化的 问题,并对该问题具有一定的智能处理模式,然而,要么是只解决宏观问题,要么是只解决 微观问题,很难做到点线面的优化整合和不同层次间的立体多维化智能解决,首尾不能兼 顾,本发明则利用路口微观智能优化处理技术,主干路线通行智能微观宏观协调技术及路 网大数据信息实时采集与分析微观宏观智能处理技术,完美低成本的实现了平时节省时间 优化,车流高峰期协调,巨量潮流车流的分流疏导及极大化通行效率提升。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题,提供一种智能交通信号控制装 置,本发明设计独特、立意新颖,解决了目前本行业技术人员一直想解决而又无法解决的交 通拥堵问题和巨量潮汐车流拥堵问题,具有单路口的点智能优化,主干道长线智能优化、区 域路网全面智能优化等功能,信息全面,通行效率极高,设备可移动,方便拆装,某些局部区 块的损坏不影响整体的通彳丁,专用通用皆可,是智能交通领域的重大进步。
[0007] 为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现: 一种智能交通信号控制装置,包括信息显示处理装置,所述信息显示处理装置包括载 体硬件和控制处理软件,所述载体硬件包括载体外壳支架、主控电路板、信号指挥灯、信息 提示档、联网通讯装置和信肩、采集装置,所述主控电路板安装于载体外壳支架内,内有控制 处理软件,所述控制处理软件通过线束和/或无线电波连接并控制信号指挥灯、信息提示 档、联网通讯装置和信息采集装置,所述联网通讯装置本身也是信息采集的来源之一,所述 信息采集装置也设置有联网通讯电路。
[0008] 进一步的,所述载体外壳支架还设置有快速连接装置,所述快速连接装置包括自 攻螺丝孔柱结构、铆钉铆接、螺母螺栓连接结构、卡夹、卡扣、弹性筋条捆绑、磁吸结构、插拔 结构、嵌套结构中的一种或一种以上,位于载体外壳支架的侧面或背面。
[0009] 进一步的,所述控制处理软件包括信息采集存储模块、信息提取分析模块、信号指 挥灯控制软件模块、电源管理软件模块、联网通讯信息交换软件模块、信息提示档显示控制 模块o
[0010] 进一步的,所述控制处理软件连接并用信息采集存储模块控制信息采集装置和联 网通讯装置;连接并用信号指挥灯控制软件模块控制信号指挥灯、连接并用信息提示档M 示控制模块控制信息提示档;连接并用联网通讯信息交换软件模块控制联网通讯装置,所 述快速连接装置位于载体外壳支架的外表面,各所述信息显示处理装置能够与临近的信息 显示处理装置相互连接,生成各自唯一的地址码和顺序码,并实时交换交通通行有关信息。
[0011] 进一步的,所述载体硬件还设置有倒计时显示器,与所述主控电路板连接,并受信 号指挥灯控制软件模块控制显示内容。
[0012] 进一步的,所述载体硬件还包括中继信息辅助采集通讯装置,所述中继信息辅助 采集通讯装置通过有线线缆或电磁波与附近信息显示处理装置连接并交换信息,位于两个 临近的信息显示处理装置之间,数量为一个或一个以上。
[0013] 进一步的,所述中继信息辅助采集通讯装置设置有摄像头、计数传感器、测速传感 器、车辆型号规格识别传感器中的一种或一种以上;并设置有联网通讯装置,分配有唯一的 地址码和顺序码,并实时交换交通通行有关信息。
[0014] 进一步的,所述信息采集装置包括道路交通摄像装置和联网通讯装置,所述道路 交通摄像装置包括常用的车速抓拍摄像装置、车型识别摄像装置、车牌识别摄像装置、常用 电子便携摄像装置中的一种或一种以上,所述联网通讯装置设置有有线线缆或电磁波与附 近信息显示处理装置连接并交换信息的信号发射和接受装置。
[0015] 进一步的,所述信号指挥灯设置有一组、两组、三组或三组以上;所述信号指挥灯 设置有多组时,分别为当前路口交通指挥信号、下一路口交通指挥预告、下下路口交通指挥 预告。
[0016] 进一步的,所述信息提示档设置在载体外壳支架的正面和/或背面,包括常规信息 显示屏和常规显示屏驱动组件,所述信息显示屏包括液晶屏、LED屏或EL屏中的一种或一种 以上,显示的内容包括图案和/或文字,显示方式为整体式、条块式或点阵式中的一种或一 种以上;所述信号指挥灯设置有两面,两面独立显示,且显示的通行内容部分相同或完全相 反;所述载体外壳支架设置有把手、吊环或挂钩。
[0017] 进一步的,交通信号控制模块通过欧姆龙公司的印刷基板用继电器G5NB-1A控制 信号灯状态;交通信号控制模块主控芯片为80C52单片机。
[0018] 进一步的,数字图像处理模块由目标路口的交通摄像头通过视频解码芯片进行车 辆视频信息采集,传输给数字图像处理模块进行视频信息处理分析,利用虚拟线圈车辆计 数算法,便可以获得目标路段流入车流和/或流出的车流。
[0019] 进一步的,数字图像处理模块设置于摄像头支杆保护壳内;或所述数字图像处理 模块采用数字信号处理器DM642;或所述视频解码芯片采用TVP5150或SAA7115芯片。
[0020] 进一步的,无线收发模块包括无线接收模块和无线发射模块,所述无线发射模块 用以发射数字图像处理模块转换的数字信号,所述无线接收模块用以接收相邻路口智能通 行系统发射的数字图像处理模块转换的数字信号;或所述无线收发模块采用433MHz频段无 线数据终端DTD433。
[0021]进一步的,无线收发模块与相邻路口智能通行系统内的无线收发模块之间还设置 有网桥和/或中继器,所述网桥和/或中继器用以通过对数据信号的重新发送或者转发,来 扩大网络传输的距离。
[0022]进一步的,控制系统能够根据接受的数字图像处理模块转换的数字信号和无线收 发模块接收的数字信号,经过初始化后,计算出该路段两端路口的流入车流量和流出车流 量进行联动实时相消,并不断进行结果校正,从而获得较为准确的实时路段车流密度,并通 过控制系统内设定的车流密度控制程序控制交通信号控制模块,由交通信号控制模块控制 交通信号灯的转换时长,微处理器采用8086微处理器。
[0023]进一步的,数字图像处理模块、微处理器和交通信号控制模块内设有动态存储芯 片,所述动态存储芯片用于存储数据信息。
[0024]进一步的,存储模块包括Micro SD卡存储模块,Micro SD卡存储模块通过焊接与 控制电路板连接,所述Micro SD卡存储模块内设置有Micro SD内存卡。
[0025] 进一步的,摄像头把路口采集的交通视频信息传输给数字图像处理模块,由数字 图像处理模块进行视频信息处理分析,利用虚拟线圈计数算法,统计当前路口各种车型的 数量以及行驶的速度,并将统计的数据传输给微处理器,微处理器设置有控制系统,控制系 统接收数字图像处理模块传输的数据后,控制无线收发模块将接收到的数据信号定向传输 到下一个路口,同时接收上一路口定向发送的数据信号,通过控制系统内设置的程序进行 实时相消,并通过不断进行结果效正,从而获得较为准确的实时路段上面的各种车型的数 量以及各种车型行驶的速度,并通过内部设置的程序计算获得各种车型到达路口的时间, 当实时路段上面的车辆数量以及同一时间范围内到达路口的车辆超过系统内设置的初始 值后,由控制系统根据同一时间内到达路口的车流数量启动相应的控制程序,由相应的控 制程序发送相应的指令给交通信号控制模块,交通信号控制模块接受到相应的指令后,驱 动内部相应的控制程序,由相应的控制程序通过交通信号控制模块控制当前路口交通信号 的红灯和/或绿灯的驱动和/或关闭的时间。
[0026] 进一步的,虚拟线圈:首先根据车道绘制虚拟线圈作为感兴趣区域,然后通过对感 兴趣区域进行背景减法来获取运动前景,接着通过阴影去除来提取较为完整的运动车辆。 最后调用车流检测算法、车型检测算法和车速检测算法,根据虚拟线圈中通过的信号计算 出通过虚拟线圈内的车速、车型以及车辆数并获得道路内的车辆情况。
[0027]本发明的有益效果是: 本发明设计独特、立意新颖,解决了目前本行业技术人员一直想解决而又无法解决的 交通拥堵问题和巨量潮汐车流拥堵问题,具有单路口的点智能优化,主干道长线智能优化、 区域路网全面智能优化等功能,信息全面,通行效率极高,设备可移动,方便拆装,某些局部 区块的损坏不影响整体的通行,专用通用皆可,是智能交通领域的重大进步。
[0028] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段, 并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发 明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0029] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中: 图1是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图1; 图2是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图2; 图3是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图3; 图4是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图4; 图5是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图5; 图6是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图6; 图7是本发明涉及的一种主线优先通行的示意图7; 图8是本发明涉及的一种信息提示档1示意图; 图9是本发明涉及的一种信息提示档2示意图; 图10是本发明涉及的一种利于主线通行的连续路口实时导流图; 图11是本发明涉及的一种网状交通枢纽实时智能控制方案示意图; 图12是本发明涉及的一种网状交通枢纽实时智能控制方案示意图; 图13是本发明涉及的一种网状交通枢纽实时智能控制方案示意图; 图14是本发明涉及的一种网状交通枢纽实时智能控制方案示意图; 图15是本发明涉及的一种网状交通枢纽实时智能控制方案示意图; 图16是本发明涉及的一种信息显示处理装置示意图; 图17是本发明涉及的一种中继信息辅助采集通讯装置示意图; 图18是本发明涉及的一种信息显示处理装置逻辑关系及连接示意图; 图19是本发明涉及的一种智能通行系统的电路示意图; 图20是本发明涉及的一种微处理器结构示意图; 图21是本发明涉及的一种图像采集电路示意图; 图22是本发明涉及的一种80C52单片机结构示意图; 图23是本发明涉及的一种道路实施例示意图。
[0030]图中标号说明:信息显示处理装置1、载体外壳支架2、主控电路板3、信号指挥灯4、 快速连接装置5、信息提示档6和联网通讯装置7、倒计时显示器8、中继信息辅助采集通讯装 置9、道路交通摄像装置10、计数传感器11、测速传感器12、车辆型号规格识别传感器I3、中 继器固定支架14、信息采集装置15、当前路口交通指挥信号16、下一路口交通指挥预告17、 下下路口交通指挥预告18、把手19。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本发明作进一步的描述: 参照图1〜图23所不,一种智能交通信号控制装置,包括信息显示处理装置1,所述信息 显示处理装置1包括载体硬件和控制处理软件,所述载体硬件包括载体外壳支架2、主控电 路板3、信号指挥灯4、信息提示档6、联网通讯装置7和信息采集装置15,所述主控电路板3安 装于载体外壳支架2内,内有控制处理软件,所述控制处理软件通过线束和/或无线电波连 接并控制信号指挥灯4、信息提示档6、联网通讯装置7和信息采集装置15,所述联网通讯装 置7本身也是信息采集的来源之一,所述信息采集装置15也设置有联网通讯电路。
[0032]进一步的,所述载体外壳支架2还设置有快速连接装置5,所述快速连接装置5包括 自攻螺丝孔柱结构、铆钉铆接、螺母螺栓连接结构、卡夹、卡扣、弹性筋条捆绑、磁吸结构、插 拔结构、嵌套结构中的一种或一种以上,位于载体外壳支架2的侧面或背面。
[0033] 进一步的,所述控制处理软件包括信息采集存储模块、信息提取分析模块、信号指 挥灯控制软件模块、电源管理软件模块、联网通讯信息交换软件模块、信息提示档显示控制 模块。
[0034] 进一步的,所述控制处理软件连接并用信息采集存储模块控制信息采集装置 联网通讯装置7;连接并用信号指挥灯控制软件模块控制信号指挥灯4、连接并用信息提示 档显示控制模块控制信息提示档6;连接并用联网通讯信息交换软件模块控制联网通讯装 置7,所述快速连接装置5位于载体外壳支架2的外表面,各所述信息显示处理装置1能够与 临近的信息显示处理装置1相互连接,生成各自唯一的地址码和顺序码,并实时交换 行有关信息。
[0035] 进一步的,所述载体硬件还设置有倒计时显示器8,与所述主控电路板3连接,并受 信号指挥灯控制软件模块控制显示内容。
[0036] 进一步的,所述载体硬件还包括中继信息辅助采集通讯装置9,所述中继信息辅助 采集通讯装置9通过有线线缆或电磁波与附近信息显示处理装置连接并交换信息,位于两 个临近的信息显示处理装置1之间,数量为一个或一个以上。
[0037] 进一步的,所述中继信息辅助采集通讯装置设置有摄像头1〇、计数传感器11、测速 传感器12、车辆型号规格识别传感器13中的一种或一种以上;并设置有联网通讯装置7,分 配有唯一的地址码和顺序码,并实时交换交通通行有关信息。
[0038] 进一步的,所述信息采集装置15包括道路交通摄像装置10和联网通讯装置7,所述 道路交通摄像装置10包括常用的车速抓拍摄像装置、车型识别摄像装置、车牌识别摄像装 置、常用电子便携摄像装置中的一种或一种以上,所述联网通讯装置7设置有有线线缆或电 磁波与附近信息显示处理装置1连接并交换信息的信号发射和接受装置。
[0039] 进一步的,所述信号指挥灯4设置有一组、两组、三组或三组以上;所述信号指挥灯 4设置有多组时,分别为当前路口交通指挥信号16、下一路口交通指挥预告I7、下下路口交 通指挥预告18。
[0040] 进一步的,所述信息提示档6设置在载体外壳支架2的正面和/或背面,包括常规信 息显示屏和常规显示屏驱动组件,所述信息显示屏包括液晶屏、LED屏或EL屏中的一种或一 种以上,显示的内容包括图案和/或文字,显示方式为整体式、条块式或点阵式中的一种或 一种以上;所述信号指挥灯4设置有两面,两面独立显示,且显示的通行内容部分相同或完 全相反;所述载体外壳支架2设置有把手、吊环或挂钩19。
[0041] 进一步的,交通信号控制模块通过欧姆龙公司的印刷基板用继电器Gf5NB-lA控制 信号灯状态;交通信号控制模块主控芯片为8〇C52单片机。
[0042] 进一步的,数字图像处理模块由目标路口的交通摄像头通过视频解码芯片进行车 辆视频信息采集,传输给数字图像处理模块进行视频信息处理分析,利用虚拟线圈车辆计 数算法,便可以获得目标路段流入车流和/或流出的车流。
[0043] 进一步的,数字图像处理模块设置于摄像头支杆保护壳内;或所述数字图像处理 模块采用数字信号处理器DM642;或所述视频解码芯片采用TVP515〇或SAA7115芯片。
[0044] 进一步的,无线收发模块包括无线接收模块和无线发射模块,所述无线发射模块 用以发射数字图像处理模块转换的数字信号,所述无线接收模块用以接收相邻路口智能通 行系统发射的数字图像处理模块转换的数字信号;或所述无线收发模块采用433MHz频段无 线数据终端DTD433。
[0045]进一步的,无线收发模块与相邻路口智能通行系统内的无线收发模块之间还设置 有网桥和/或中继器,所述网桥和/或中继器用以通过对数据信号的重新发送或者转发,来 扩大网络传输的距离。
[0046] 进一步的,控制系统能够根据接受的数字图像处理模块转换的数字信号和无线收 发模块接收的数字信号,经过初始化后,计算出该路段两端路口的流入车流量和流出车流 量进行联动实时相消,并不断进行结果校正,从而获得较为准确的实时路段车流密度,并通 过控制系统内设定的车流密度控制程序控制交通信号控制模块,由交通信号控制模块控制 交通信号灯的转换时长,微处理器采用8086微处理器。
[0047] 进一步的,数字图像处理模块、微处理器和交通信号控制模块内设有动态存储芯 片,所述动态存储芯片用于存储数据信息。
[0048] 进一步的,存储模块包括Micro SD卡存储模块,Micro SD卡存储模块通过焊接与 控制电路板连接,所述Micro SD卡存储模块内设置有Micro SD内存卡。
[0049]进一步的,摄像头把路口采集的交通视频信息传输给数字图像处理模块,由数字 图像处理模块进行视频信息处理分析,利用虚拟线圈计数算法,统计当前路口各种车型的 数量以及行驶的速度,并将统计的数据传输给微处理器,微处理器设置有控制系统,控制系 统接收数字图像处理模块传输的数据后,控制无线收发模块将接收到的数据信号定向传输 到下一个路口,同时接收上一路口定向发送的数据信号,通过控制系统内设置的程序进行 实时相消,并通过不断进行结果效正,从而获得较为准确的实时路段上面的各种车型的数 量以及各种车型行驶的速度,并通过内部设置的程序计算获得各种车型到达路口的时间, 当实时路段上面的车辆数量以及同一时间范围内到达路口的车辆超过系统内设置的初始 值后,由控制系统根据同一时间内到达路口的车流数量启动相应的控制程序,由相应的控 制程序发送相应的指令给交通信号控制模块,交通信号控制模块接受到相应的指令后,驱 动内部相应的控制程序,由相应的控制程序通过交通信号控制模块控制当前路口交通信号 的红灯和/或绿灯的驱动和/或关闭的时间。
[0050] 进一步的,虚拟线圈:首先根据车道绘制虚拟线圈作为感兴趣区域,然后通过对感 兴趣区域进行背景减法来获取运动前景,接着通过阴影去除来提取较为完整的运动车辆。 最后调用车流检测算法、车型检测算法和车速检测算法,根据虚拟线圈中通过的信号计算 出通过虚拟线圈内的车速、车型以及车辆数并获得道路内的车辆情况。
[0051] 进一步的,所述信息采集存储模块,包括标准车型影像或照片的数据库,还包括以 下操作步骤: 步骤一,存储预期车流数据,当前路口的信息采集装置通过有线回路或无线信号获取 由道路交通摄像装置、中继信息辅助采集通讯装置、上一路口发送过来的路口动态视频、电 子相片、实时车流数量、车型和行车速度等数据;生成0.5分钟、1分钟、2分钟、3分钟、5分钟、 7分钟、10分钟、及10分钟以上的时间内,当前路口各方向即将需要通行的车流信息大数据, 并定时存储该数据入硬盘、U盘、储存卡或虚拟硬盘、云盘等数据存储装置中; 步骤二,存储实际通行车流数据,当前路口的信息采集装置通过有线回路或无线信号 获取由道路交通摄像装置发送过来的路口动态视频、电子相片,获取当前路口正在通行中 的实时车流数量、车流方向、车型和行车速度等数据,生成0.5分钟、1分钟、2分钟、3分钟内 实际产生的车流数据,并存储; 步骤二,存储短时仍需通行车流任务数据,用预期车流数据减去实际通行车流数据,生 成0.5分钟、1分钟、2分钟、3分钟内短时仍需通行的车流数量、车流方向、车型和行车速度等 车流任务数据,并存储; 步骤四,存储实时车流的历史数据,记录当前路口的的车流数量、车流方向、车型和行 车速度等实际通行情况的历史数据; 步骤五,存储偏差数据,计算并存储实时车流的历史数据与预期车流数据和短时仍需 通行车流任务数据之间的数据差值。
[0052]步骤六,根据存储装置设置的允许容量,循环删除最早的预期车流数据、实际通行 车流数据、短时仍需通行车流任务数据。
[0053]进一步的,所述信息提取分析模块,包括以下操作步骤: 步骤一,通过同一路段同一方向临近的两个信息显示处理装置间的通讯时间,或在电 子地图上虚拟测量,利用信息提取分析模块计算出相邻路口间的距离和车程,并计算出不 同的车速需要耗费的时间; 步骤二,信息提取分析模块调取信息采集存储模块存储的数据,和标准车型影像或照 片的数据库中的影像照片,摄像头摄录的视频和照片; 步骤三,信息提取分析模块对比分析标准车型影像或照片的数据库中的影像照片和摄 像头摄录的视频和照片的差异,按图像的关键区别特征进行捕捉、对比、区分、判断视频和 照片中的车流信息,换算成信息采集装置中反馈的实时车流数量,车流速度,车流方向和车 辆的型号种类。
[0054]步骤四,信息提取分析模块根据信息采集装置的各信息接入口识别的实时信息, 按车型、车速、车数量、行车方向、及信息采集装置与下一必经路口的距离,计算出行驶到下 一路口需要的时间,车流通过下一路口的最大经济通行时间和最小经济通行时间,以及最 佳通行时间间隔等下一路口即将通行的车流预测信息。
[0055]步骤五,信息提取分析模块将车流预测信息和经济通行时间等分析成果,通过中 继信息辅助采集通讯装置和联网通讯装置实时传送给信息显示处理装置,信息显示处理装 置按预测建议的最佳通行方案和当前路口的实际车流汇入与驶出情况,实时计算和优化控 制当前路口的红绿灯显示组合,让当前路口的车流通行速度最快,效率最高,尽量让各方向 的车流都没有阻碍一直通行。
[0056]所述信号指挥灯控制软件模块、 所述电源管理软件模块、 所述联网通讯信息交换软件模块、 所述信息提示档显示控制模块 具体实施例: 单个路口的智能管控模式:信息采集装置15中的道路交通摄像装置1〇和中继信息辅助 采集通讯装置9通过摄像头摄像将数据发送给信息采集存储模块、信息提取分析模块进行 分析后获取,或者通过中继信息辅助采集通讯装置9设置的计数传感器11、测速传感器12、 车辆型号规格识别传感器13获取各方向路口和路段之间的车流数量,车型和行车速度等车 流实时数据,计算各方向最佳的通行信号时间间隔,优化指挥各方向路口的红绿黄信号灯, 并将本路口的实际实时车辆通行信息发送给对应的临近路口相应位置的信息显示处理装 置1,为下一路口规划和优化通行信号提供有益信息,如图1-7所示。
[0057]比如:某一路口,东向西车辆前行50辆,右拐15辆,左拐20辆,路口无停留正常通行 需要时间需要3分钟,西向东车辆前行30辆,右拐5辆,左拐15辆,无停留正常通行需要时间 需要2分钟,南向北前行车辆I5辆,左拐12辆,右拐25辆,无停留正常通行需要时间需要1分 钟,北向南无车辆通行,则可以在本路口优化为,东向西连续直行绿灯2分钟,红灯1.5分钟, 同时左拐绿灯〇. 5分钟后,红灯2分钟,再绿灯1分钟,右拐一直绿灯;同时西向东直行红灯 〇. 5分钟后,绿灯2分钟,在红灯1分钟,左拐绿灯0.5分钟后,红灯2.5分钟,再绿灯0.5分钟; 同时南向北直行红灯2.5分钟后,绿灯0.5分钟,再红灯0.5分钟,左拐红灯2分钟,绿灯0.5分 钟,再红灯1分钟;北向南无车,则一直红灯,按现有智能红绿灯系统,一个路口,一次至少需 要4.5分钟、周期,才能保证完全通行,本发明则压缩到了 3.5分钟,单次提效23%,如此连续 通行,本发明实时计算和改变最佳通行模式,不会出现拥堵现象,而目前的现有智能红绿灯 系统,则会出现第一次未通过率23%,东向西截留车辆20辆,第二次再次增加到40辆,第三次 再次增加到60辆,当未获得无障碍通行的车辆首尾连接长度大于两个路口之间的道路长度 的三分之一时,即必然产生拥堵,当未通行的车辆首位连接长度大于两个路口之间的道路 长度的二分之一时,产生严重拥堵,大于三分之二时,则拥堵到难以继续通行。
[0058]线性方向多个路口的智能管控模式:线性方向路口可以划分为前一路口,当前路 口和后一路口,前一路口通过中继信息辅助采集通讯装置9或联网通讯装置7将前一路口的 统计的各种车辆的数量,车型规格以及行驶的速度等信息实时发送给当前路口,前一路口 包括线性方向上一路口,交叉路口的上一右拐汇入路口和交叉路口的上一左拐汇入路口, 当前路口的主控电路板3根据前一路口提供的信息和本路口的摄像头和各个传感器的实时 监控,优化当前路口通行模式,并将当前路口的车流汇入,车流转出等动态通行数据、车流 数量,车型和行车速度等车流实时数据,通过中继信息辅助采集通讯装置9或联网通讯装置 7发送给后一路口的主控电路板3,供下一路口预紧和及时规划优化下一路口的通行策略, 确保通行效率最大化,必要时能够根据实时各方向的实际车流量将道路所有信息显示处理 装置1切换成长时间主通道不间断绿灯,和副通道的集中短时间的,如果是上下班高峰期, 尤其是主通道某一单向车流过大,另一方向车流稀少时,可以将该道路的局部区段或全部 区段进行短时间或长时间的自动切换为单行道一路绿灯的模式,将通行车道翻倍和将停车 让行的时间压缩至某一或最小化,能够将单向的潮汐式超大流量车流通行效率提高20-80 倍以上,如图8-10所不。
[0059]多个线性方向网状交叉路口的智能管控模式:在类似与春运、长假,小长假,大型 活动,及发达城市内部区间,城际区间,上下班高峰期,经常出现潮汐式巨量车流通行要求, 现有的智能红绿灯系统并不能满足这样的通行要求,打开电子地图,查看实时交通情况,可 以发现密密麻麻的拥堵区段,短短的路程需要花费10倍以上的常规通行时间,并且容易滋 生车辆事故,具2013年新闻报道:美国年堵车损失高达121〇亿美元,中国多个旅游城市有几 天每天的堵车损失超亿元,国内的年堵车损失也有数千亿元之多,严重损失,本发明特别适 合解决这样的复杂问题,本发明可以根据各路口的车流汇入,车流转出等动态通行数据、车 流数量,车型和行车速度等车流实时数据,分析计算出最高效最优化的通行方案,根据车流 特性将整个区域的无数个纵横交错的路网作为一个整体进行统一规划,实时切换通行信 7,引导和计算车流进行分流通行,将中间的车流主方向的道路自动整合优化变更为正向 单行线,两侧边缘的道路优化变更为反向单行线或双向通行线,在中间正向单行线道路的 部分路口设置直行时允许左拐或右拐的路口,确保主线不间断畅通,无红灯阻碍的情况下, 让需要从左到右,或从右到左的车辆无停留不遇红灯的穿越主通道,让整个路网完全照顾 主车流方向的通行道路数量最大化,通行时无红灯约束持续行走,充分利用路面,并兼顾不 过多影响其它方向的通行效率,如图11-15所示。
[0060]在使用本发明其他实施例时,摄像头把路口采集的交通视频信息传输给数字图像 处理模块,由数字图像处理模块进行视频信息处理分析,利用虚拟线圈计数算法,统计当前 路口各种车型的数量以及行驶的速度,并将统计的数据传输给微处理器,微处理器设置有 控制系统,控制系统接收数字图像处理模块传输的数据后,控制无线收发模块将接收到的 数据信号定向传输到下一个路口,同时接收上一路口定向发送的数据信号,通过控制系统 内设置的程序进行实时相消,并通过不断进行结果效正,从而获得较为准确的实时路段上 面的各种车型的数量以及各种车型行驶的速度,并通过内部设置的程序计算获得各种车型 到达路口的时间,当实时路段上面的车辆数量以及同一时间范围内到达路口的车辆超过系 统内设置的初始值后,由控制系统根据同一时间内到达路口的车流数量启动相应的控制程 序,由相应的控制程序发送相应的指令给交通信号控制模块,交通信号控制模块接受到相 应的指令后,驱动内部相应的控制程序,由相应的控制程序通过交通信号控制模块控制当 前路口交通信号的红灯和/或绿灯的驱动和/或关闭的时间。
[0061] 如图4所示,当1号路口上的摄像头拍摄到车辆进入到4号路口的路段时,将拍摄到 的数据信号通过无线收发模块发送到4号路口,由4号路口的无线收发模块接收1号路口发 送的数据信号,由微处理器通过控制系统内设置的程序对当前4号路口和1号路口的数据信 号进行实时相消,并通过不断进行结果效正,从而获得较为准确的实时路段上面的各种车 型的数量以及各种车型行驶的速度,并通过内部设置的程序计算获得各种车型到达4号路 口的时间,当实时路段上面的车辆数量以及同一时间范围内到达4号路口的车辆超过20辆 小于30辆时,由控制系统根据到达的车流量,启动内部设置的V2等级控制程序(如VI级程序 10〜20辆、V2级程序20〜30辆、V3级程序大于30辆),由控制系统将V2指令发送给交通信号 控制模块,交通信号控制模块接受到V2指令后,驱动内部V2指令所对应的T2时间程序(如T1 时间45秒、T2时间90秒、T3时间200秒),由T2时间程序通过交通信号控制模块控制4号路口 交通信号灯启动绿灯的时长。
[0062] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1. 一种智能交通信号控制装置,包括信息显示处理装置(1),所述信息显示处理装置 (1) 包括载体硬件和控制处理软件,其特征在于:所述载体硬件包括载体外壳支架(2)、主控 电路板(3)、信号指挥灯(4)、信息提示档(6)、联网通讯装置(7)和信息采集装置(15),所述 主控电路板(3)安装于载体外壳支架(2)内,内有控制处理软件,所述控制处理软件通过线 束和/或无线电波连接并控制信号指挥灯(4)、信息提示档(6)、联网通讯装置(7)和信息采 集装置(15),所述联网通讯装置(7)本身也是信息采集的来源之一,所述信息采集装置(15) 也设置有联网通讯电路。
2. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述载体外壳支架 (2) 还设置有快速连接装置⑸,所述快速连接装置⑸包括自攻螺丝孔柱结构、铆钉铆接、 螺母螺栓连接结构、卡夹、卡扣、弹性筋条捆绑、磁吸结构、插拔结构、嵌套结构中的一种或 一种以上,位于载体外壳支架(2)的侧面或背面。
3. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述控制处理软件 包括信息采集存储模块、信息提取分析模块、信号指挥灯控制软件模块、电源管理软件模 块、联网通讯信息交换软件模块、信息提示档显示控制模块。
4. 根据权利要求3所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述控制处理软件 连接并用信息采集存储模块控制信息采集装置(15)和联网通讯装置(7);连接并用信号指 挥灯控制软件模块控制信号指挥灯(4)、连接并用信息提示档显示控制模块控制信息提示 档(6);连接并用联网通讯信息交换软件模块控制联网通讯装置(7),所述快速连接装置(5) 位于载体外壳支架(2)的外表面,各所述信息显示处理装置(1)能够与临近的信息显示处理 装置(1)相互连接,生成各自唯一的地址码和顺序码,并实时交换交通通行有关信息。
5. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述载体硬件还设 置有倒计时显示器(8),与所述主控电路板(3)连接,并受信号指挥灯控制软件模块控制显 示内容。
6. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述载体硬件还包 括中继信息辅助采集通讯装置(9),所述中继信息辅助采集通讯装置(9)通过有线线缆或电 磁波与附近信息显示处理装置连接并交换信息,位于两个临近的信息显示处理装置(1)之 间,数量为一个或一个以上。
7. 根据权利要求3所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述中继信息辅助 采集通讯装置设置有摄像头(1〇)、计数传感器(11)、测速传感器(12)、车辆型号规格识别传 感器(13)中的一种或一种以上;并设置有联网通讯装置(7),分配有唯一的地址码和顺序 码,并实时交换交通通行有关信息。 _ >
8. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述信息米集装置 (15)包括道路交通摄像装置(10)和联网通讯装置(7),所述道路交通摄像装置(1〇)包括常 用的车速抓拍摄像装置、车型识别摄像装置、车牌识别摄像装置、常用电子便携摄像^置中 的一种或一种以上,所述联网通讯装置(7)设置有有线线缆或电磁波与附近信息显示处理 装置(1)连接并交换信息的信号发射和接受装置。
9. 根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述彳目号指挥灯 (4)设置有一组、两组、三组或三组以上;所述信号指挥灯(4)设置有多组时,分别为当前路 口交通指挥信号(16)、下一路口交通指挥预告(17)、下下路口交通指挥预告(18)。 1〇_根据权利要求1所述的一种智能交通信号控制装置,其特征在于:所述^息提示档 (6)设置在载体外壳支架(2)的正面和/或背面,包括常规信息显示屏和^规显示屏驱动组 件,所述信息显示屏包括液晶屏、LED屏或EL屏中的一种或一种以上,显示的内容包括图案 和/或文字,显示方式为整体式、条块式或点阵式中的一种或一种以上;所述信号指挥灯(4) 设置有两面,两面独立显示,且显示的通行内容部分相同或完全相反;所述载体外壳支架 (2)设置有把手、吊环或挂钩(19)。
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