CN107154155B - 一种智慧城市交通信号灯管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧城市交通信号灯管控系统，包括交通信号灯现场控制模块、交通现场车速监控模块、GPS数据接收模块、交通管理服务器、交通管理上位机，由交通信号灯现场控制模块监测交通信号灯工作状态数据、交通现场车速监控模块监测车辆车速数据，并由交通管理服务器接收工作状态数据、车辆车速数据和GPS数据，最后由交通管理上位机根据车辆车速数据和GPS数据判断是否存在拥堵，若存在拥堵则由交通管理上位机通过交通信号灯现场控制模块控制各个交通信号灯同步工作。本发明无须耗费过多警力，为解决交通拥堵提供了可靠支撑。

Description

一种智慧城市交通信号灯管控系统
技术领域
本发明涉及智慧城市领域，具体是一种智慧城市交通信号灯管控系统。
背景技术
智慧城市其本质是利用先进的信息技术和通信技术，以实现城市的智慧式管理和运行，其中交通管理是智慧城市的重点关注领域。目前随着社会的发展，城市中交通状况普遍存在拥堵的问题，特别是在一些特定时段如上下班高峰期，交通拥堵的问题更为严重。交通拥堵的主要原因是道路上车流量大，同时道路一个方向上各个交叉路口的交通信号灯工作时长、状态不一致是造成车流量大的重要因素，例如在道路一个方向上，前一个交通信号灯为绿灯车辆通行时，若下一个交通信号灯为红灯，则势必造成两个交通信号灯之前车流量大。
目前解决道路上车流大的主要方式，是交警现场通过交通信号灯控制器控制交叉路口的交通信号灯工作，这种人工干预的方式需要耗费大量警力，并且道路同一方向上各个交叉路口交通信号灯采用人工控制的手段，存在控制步调不一致的问题，仍然无法解决由于交通信号灯不一致造成的车流拥堵的问题。在其他一些国家或地区比如中国台湾，其在道路同一方向上各个交叉路口的交通信号灯是统一转换状态的，即同时为红灯或同时为绿灯，但其是通过现场的交通信号灯控制器预设的程序固化实现的，并不是根据现场的车流情况控制实现的，虽然能够避免出现由于交通信号灯不同步造成的车流量大的问题，但在不拥堵的情况下各个交通信号灯仍为固定的转换时间，显然无法符合车辆快速通行的要求。
发明内容本发明的目的是提供一种智慧城市交通信号灯管控系统，以解决现有技术城市交通由于同一方向上各个交通信号灯状态不一致导致的车流量大的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：包括交通信号灯现场控制模块、交通现场车速监控模块、GPS数据接收模块、交通管理服务器、交通管理上位机，其中：
交通现场车速监控模块布置在道路上各个相邻交叉路口之间，以实时监测道路各方向上各个车辆的车速，并将车辆的车速数据传送至交通管理服务器；
交通信号灯现场控制模块设置在道路上各个交叉路口处，以控制各个交叉路口的交通信号灯工作，同时交通信号灯现场控制模块监测对应的交通信号灯的工作状态，并将工作状态数据传送至交通管理服务器；
交通管理服务器、GPS数据接收模块、交通管理上位机分别设置在城市交通管理部门，交通管理服务器接收各个交通现场车速监控模块传送的多个车速数据并存储，同时交通管理服务器通过GPS数据接收模块接收道路上各车辆的GPS数据，由交通管理服务器对车速数据和GPS数据进行存储，并由交通管理服务器将车速数据和GPS数据传送至交通管理上位机，交通管理上位机对车速数据和GPS数据进行处理，利用车速数据计算获取道路每个方向上相邻交叉路口之间的多个车辆的平均车速，利用GPS数据计算获取道路各方向上的车辆密度，并依据车辆平均车速和车辆密度判断道路在每个方向上是否存在拥堵，若在一个方向上的各个交叉路口之间多个车辆的平均车速小于预设阈值，以及道路上该方向车辆密度大于预设阈值时，则交通管理上位机判断道路在该方向上存在拥堵，此时由交通管理上位机生成管控指令，并将管控指令传送至存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处的交通信号灯现场控制模块；
存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯现场控制模块接收交通管理上位机发出的管控指令后，分别向交通管理上位机发出响应指令，交通管理上位机接收到响应指令后，根据存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯的工作状态数据，计算获取存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯同时转换时各个交通信号灯的工作参数，并将各个交通信号灯的工作参数分别传送至存在拥堵的道路方向上的对应的交通信号灯现场控制模块，交通信号灯现场控制模块依据工作参数控制对应的交通信号灯工作，实现存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处交通信号灯同时转换。
所述的一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：所述的交通现场车速监控模块，其由摄像头、测速仪、处理器和通讯模块构成，摄像头、测速仪、通讯模块分别接入处理器，由测速仪实现测速并将车速数据传送至处理器，由摄像头采集车辆车牌并将车牌图像数据传送至处理器，最后由处理器通过通讯模块将车速数据和车牌图像数据传送至交通管理服务器。
所述的一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：所述的交通现场车速监控模块，分布在相邻交叉路口之间道路每个方向上，且相邻交叉路口之间道路每个方向上至少布置一个交通现场车速监控模块。
所述的一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：所述的交通现场车速监控模块中，测速仪为多普勒测速仪或红外测速仪。
所述的一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：所述的交通信号灯现场控制模块是由处理器构建的交通信号灯控制器，处理器接入有通讯模块，交通信号灯控制器控制交通信号灯工作，由处理器将交通信号灯此时状态信息和时间数据作为交通信号灯的工作状态数据通过通讯模块传送至交通管理服务器，同时交通信号灯控制器中处理器通过通讯模块接收交通管理服务器传送的管控指令和工作参数，当交通信号灯控制器中处理器接收到管控指令时，处理器中程序定义交通管理服务器发送的数据为高优先级，接着处理器接收交通管理服务器发送的工作参数，并以工作参数作为高优先级数据，由处理器根据高优先级的工作参数控制交通信号灯工作。
所述的一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：所述的通讯模块为有线通讯模块，或者无线通讯模块。
本发明中，各个交通信号灯分别由对应的交通信号灯现场控制模块控制，在不拥堵的情况下可以不同步工作，同时交通管理部门的交通管理服务器实时接收交通信号灯现场控制模块发送的交通信号灯工作状态数据、交通现场车速监控模块发送的车速数据，并通过GPS数据接收模块接收车辆的GPS数据，当交通管理上位机判断存在拥堵情况时，各个交通信号灯分别通过对应的交通信号灯现场控制模块由交通管理上位机统一管控，通过交通管理上位机控制各个交通信号灯实现状态同步变换，这样在存在拥堵的道路方向上各个交通信号灯同步为红灯或绿灯，可有效解决由于交通信号灯不同步造成的车流量大的问题，进而可有效缓解交通拥堵情况。
与已有技术相比，本发明无须耗费过多警力，并且是基于实时监测的数据控制各交通信号灯同步工作，不影响交通信号灯在不拥堵情况下的正常工作，为解决交通拥堵提供了可靠支撑。
附图说明
图1为本发明系统原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种智慧城市交通信号灯管控系统，包括交通信号灯现场控制模块、交通现场车速监控模块、GPS数据接收模块、交通管理服务器、交通管理上位机，其中：
交通现场车速监控模块布置在道路上各个相邻交叉路口之间，以实时监测道路各方向上各个车辆的车速，并将车辆的车速数据传送至交通管理服务器；
交通信号灯现场控制模块设置在道路上各个交叉路口处，以控制各个交叉路口的交通信号灯工作，同时交通信号灯现场控制模块监测对应的交通信号灯的工作状态，并将工作状态数据传送至交通管理服务器；
交通管理服务器、GPS数据接收模块、交通管理上位机分别设置在城市交通管理部门，交通管理服务器接收各个交通现场车速监控模块传送的多个车速数据并存储，同时交通管理服务器通过GPS数据接收模块接收道路上各车辆的GPS数据，由交通管理服务器对车速数据和GPS数据进行存储，并由交通管理服务器将车速数据和GPS数据传送至交通管理上位机，交通管理上位机对车速数据和GPS数据进行处理，利用车速数据计算获取道路每个方向上相邻交叉路口之间的多个车辆的平均车速，利用GPS数据计算获取道路各方向上的车辆密度，并依据车辆平均车速和车辆密度判断道路在每个方向上是否存在拥堵，若在一个方向上的各个交叉路口之间多个车辆的平均车速小于预设阈值，以及道路上该方向车辆密度大于预设阈值时，则交通管理上位机判断道路在该方向上存在拥堵，此时由交通管理上位机生成管控指令，并将管控指令传送至存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处的交通信号灯现场控制模块；
存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯现场控制模块接收交通管理上位机发出的管控指令后，分别向交通管理上位机发出响应指令，交通管理上位机接收到响应指令后，根据存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯的工作状态数据，计算获取存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯同时转换时各个交通信号灯的工作参数，并将各个交通信号灯的工作参数分别传送至存在拥堵的道路方向上的对应的交通信号灯现场控制模块，交通信号灯现场控制模块依据工作参数控制对应的交通信号灯工作，实现存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处交通信号灯同时转换。
交通现场车速监控模块，其由摄像头、测速仪、处理器和通讯模块构成，摄像头、测速仪、通讯模块分别接入处理器，由测速仪实现测速并将车速数据传送至处理器，由摄像头采集车辆车牌并将车牌图像数据传送至处理器，最后由处理器通过通讯模块将车速数据和车牌图像数据传送至交通管理服务器。
交通现场车速监控模块，分布在相邻交叉路口之间道路每个方向上，且相邻交叉路口之间道路每个方向上至少布置一个交通现场车速监控模块。
交通现场车速监控模块中，测速仪为多普勒测速仪或红外测速仪。
交通信号灯现场控制模块是由处理器构建的交通信号灯控制器，处理器接入有通讯模块，交通信号灯控制器控制交通信号灯工作，由处理器将交通信号灯此时状态信息和时间数据作为交通信号灯的工作状态数据通过通讯模块传送至交通管理服务器，同时交通信号灯控制器中处理器通过通讯模块接收交通管理服务器传送的管控指令和工作参数，当交通信号灯控制器中处理器接收到管控指令时，处理器中程序定义交通管理服务器发送的数据为高优先级，接着处理器接收交通管理服务器发送的工作参数，并以工作参数作为高优先级数据，由处理器根据高优先级的工作参数控制交通信号灯工作。
通讯模块为有线通讯模块，或者无线通讯模块。本发明中，各模块与远端交通管理服务器之间的通讯可采用无线通讯方式，各模块自身内部的通讯可采用有线通讯方式实现。

Claims (1)

1.一种智慧城市交通信号灯管控系统，其特征在于：包括交通信号灯现场控制模块、交通现场车速监控模块、GPS数据接收模块、交通管理服务器、交通管理上位机，其中：
交通现场车速监控模块布置在道路上各个相邻交叉路口之间，以实时监测道路各方向上各个车辆的车速，并将车辆的车速数据传送至交通管理服务器；
交通信号灯现场控制模块设置在道路上各个交叉路口处，以控制各个交叉路口的交通信号灯工作，同时交通信号灯现场控制模块监测对应的交通信号灯的工作状态，并将工作状态数据传送至交通管理服务器；
交通管理服务器、GPS数据接收模块、交通管理上位机分别设置在城市交通管理部门，交通管理服务器接收各个交通现场车速监控模块传送的多个车速数据并存储，同时交通管理服务器通过GPS数据接收模块接收道路上各车辆的GPS数据，由交通管理服务器对车速数据和GPS数据进行存储，并由交通管理服务器将车速数据和GPS数据传送至交通管理上位机，交通管理上位机对车速数据和GPS数据进行处理，利用车速数据计算获取道路每个方向上相邻交叉路口之间的多个车辆的平均车速，利用GPS数据计算获取道路各方向上的车辆密度，并依据车辆平均车速和车辆密度判断道路在每个方向上是否存在拥堵，若在一个方向上的各个交叉路口之间多个车辆的平均车速小于预设阈值，以及道路上该方向车辆密度大于预设阈值时，则交通管理上位机判断道路在该方向上存在拥堵，此时由交通管理上位机生成管控指令，并将管控指令传送至存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处的交通信号灯现场控制模块；
存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯现场控制模块接收交通管理上位机发出的管控指令后，分别向交通管理上位机发出响应指令，交通管理上位机接收到响应指令后，根据存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯的工作状态数据，计算获取存在拥堵的道路方向上的各个交通信号灯同时转换时各个交通信号灯的工作参数，并将各个交通信号灯的工作参数分别传送至存在拥堵的道路方向上的对应的交通信号灯现场控制模块，交通信号灯现场控制模块依据工作参数控制对应的交通信号灯工作，实现存在拥堵的道路方向上各个交叉路口处交通信号灯同时转换；
所述的交通现场车速监控模块，其由摄像头、测速仪、处理器和通讯模块构成，摄像头、测速仪、通讯模块分别接入处理器，由测速仪实现测速并将车速数据传送至处理器，由摄像头采集车辆车牌并将车牌图像数据传送至处理器，最后由处理器通过通讯模块将车速数据和车牌图像数据传送至交通管理服务器；
所述的交通现场车速监控模块，分布在相邻交叉路口之间道路每个方向上，且相邻交叉路口之间道路每个方向上至少布置一个交通现场车速监控模块；
所述的交通现场车速监控模块中，测速仪为多普勒测速仪或红外测速仪；
所述的交通信号灯现场控制模块是由处理器构建的交通信号灯控制器，处理器接入有通讯模块，交通信号灯控制器控制交通信号灯工作，由处理器将交通信号灯此时状态信息和时间数据作为交通信号灯的工作状态数据通过通讯模块传送至交通管理服务器，同时交通信号灯控制器中处理器通过通讯模块接收交通管理服务器传送的管控指令和工作参数，当交通信号灯控制器中处理器接收到管控指令时，处理器中程序定义交通管理服务器发送的数据为高优先级，接着处理器接收交通管理服务器发送的工作参数，并以工作参数作为高优先级数据，由处理器根据高优先级的工作参数控制交通信号灯工作；
所述的通讯模块为有线通讯模块，或者无线通讯模块。
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