CN107545743A - 远程控制的调整交通绿波带的信号机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了远程控制的调整交通绿波带的信号机，包括多个子控制器以及遥控控制终端，子控制器包括车流量统计传感器模块、CPU模块、LED信号灯模块、无线通讯模块，子控制器至少控制一处路口的交通信号灯，传感器还分布在每段道路的中部，传感器使用的是地感线圈，通过CPU统计每个路口待通过的车数量，然后根据车数量控制LED模块，从而控制每个方向的通行时间；通过无线通讯模块将实时的车流量上传遥控控制终端，实现遥控控制终端与现场子控制器之间的信息交互，遥控控制终端自动或手动对交通进行控制，实现交通的实时远程整体指挥，解决目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行自动调整通行时间的问题。

Description

远程控制的调整交通绿波带的信号机

技术领域

本发明涉及交通信号机，具体涉及远程控制的调整交通绿波带的信号机。

背景技术

随着我国经济的高速发展,人们对各种交通车辆的需求越来越大，城市的交通拥挤问题日趋严重,许多大城市出现了道路交通超负荷运行的状况，城市交通堵塞滞后与现代快节奏生活的矛盾日益凸现，因此提高城市路网的通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。

交通信号“绿波”控制是一项比较特殊的系统。这项系统一般被称为“绿波带”。城市交叉口信号绿波控制一般是指一条主干道中若干个连续交叉口交通信号间的协调控制。目的是使行驶在主干道协调控制的交叉口的车辆，可以不遇红灯或者少遇红灯而通过这个协调控制系统中的各交叉口。从被控制的主干道路各交叉口的灯色来看，绿灯就像波浪一样向前行而形成绿波，我们称这种交通信号协调控制方式为“绿波带”控制。

此外，绿波带所带来的并不只是安全和畅通，其实绿波带还潜移默化的让交通参与者形成了一种出行时间的规律性。走在没有绿波带控制的一条路上，红绿灯的启动是随机无序的，你不能算出自己到达目的地的大概时间，当交通参与者习惯了绿波带，就能大体知道从出发地到目的地的大概时间，甚至是比较准确的时间，这就方便了大家对出行时间的估计。

在现代城市交通信号控制中，为了保证主要路线的畅通，经常会使用干线协调控制，即“绿波带”控制模式。有了“绿波带”，那么其优先保持畅通的车流，就可以“一路绿灯”地通过其道路控制区域，尽量减少路口的停留时间。当然，“绿波带”主要还是为了保证某个交通流的畅通。

目前,大部分城市的十字路口交通控制灯，通常的做法是：事先经过车辆流量的调查，用模拟信号定时控制，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好，但这样的控制已逐渐不能适应日益繁忙的交通。然而，实际上车辆流量的变化往往是不确定的,有的路口在不同的时段甚至可能产生很大的差异。即使是经过长期运行、较适用的方案，仍然会发生这样的现象:绿波带方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据实际车流流量变化情况自适应控制的智能交通灯控制系统。与模拟信号定时控制的普通交通灯相比，智能交通灯具有人性化、智能化，创新化等众多优点，因此智能交通灯的研究已成为世界各国的研究热点之一，智能交通信号灯指挥着人和各种车辆的安全运行，实现对红、黄、绿灯的正常自动指挥和在紧急情况下能够远程手动强制控制切换信号灯让特殊车辆优先通行和手动强制延长车流量繁忙方向的绿灯倒计时时间，以及根据车流量的大小自动控制是城乡交通管理现代化的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行远程手动调整或自动调整绿波带通行时间以及绿波带的方向，目的在于提供远程控制的调整交通绿波带的信号机，解决目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行远程手动调整或自动调整绿波带通行时间以及绿波带的方向的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

远程控制的调整交通绿波带的信号机，包括多个子控制器以及遥控控制终端，子控制器包括车流量统计传感器模块、CPU模块、LED信号灯模块、无线通讯模块，其中：车流量统计传感器模块，用于统计通过的车流量，然后将信号传给CPU模块，车流量传感器模块的传感器分布在绿波带交叉路口各个方向各段道路的入口处以及出口处；CPU模块，用于接收车流量统计传感器模块传来的信号，然后再同时将信息传给无线通讯模块、LED信号灯模块；CPU模块也用于接收无线通讯模块传来的控制信号对LED模块进行控制；LED模块，用于接收CPU模块传来的信号并对信号进行相应的显示；无线通讯模块，用于CPU模块与遥控控制终端之间的信号交互；遥控控制终端，用于接收各子控制器的无线通讯模块传来的信号，并根据信号进行综合判断后，做出相应的控制，并将控制信号传给各子控制器的无线通讯模块。目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行自动调整通行时间，经常出现绿灯方向几乎没有什么车辆,而红灯方向却排着长队等候通过，这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的,统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状，更为现实的需要是能有一种能够根据实际车流流量变化情况自适应控制的智能交通灯控制系统，因此，通过在绿波带交叉路口各方向的每个路段的入口处和出口处设置车流量的传感器，入口处通过的车数量减去出口处通过的车数量，即可得到目前待通过的车数量，模块统计实时的车流量，通过CPU统计每个路口待通过的车数量，然后根据车数量控制LED模块，从而控制信号灯的通行时间；通过无线通讯模块将实时的车流量上传遥控控制终端，实现遥控控制终端与现场子控制器之间的信息交互，当交通出现拥堵、或出现突发事件，比如救护车、火警车通过时，可以通过遥控控制终端自动或手动对交通进行控制，实现交通的实时远程整体指挥，解决目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行远程手动调整或自动调整绿波带通行时间以及绿波带的方向的问题。

进一步的，一个子控制器至少控制一处路口的交通信号灯。再实际使用时，有的路口相差距离不远，这种临近的路口可以共同使用一个子控制器，增加车流量传感器模块以及LED模块达到对交通的实时控制，使使用成本更低，相互之间使用同一个控制器，也是相邻几个相近的交通信号灯可以相互配合，使疏导效果更好。

进一步的，传感器还分布在每段道路的中部。在道路中断位置设置传感器统计通过道路中断的车数量，由此可以得出入口处至中断处的车数量，若车数量过载，说明上一路口的车无法驶入，那么控制器系统将会延迟通行，使上一路口的车辆不会驶出，等到道路入口与中断之间的车辆减少后，再开启上一个路口，由此避免造成因为车流量过大，下一段道路过载，使车辆停留在交叉路口造成交通拥堵的情况。

进一步的，传感器使用的是地感线圈。目前市面上有很多的车流量统计设备，但是针对目前道路车道多的情况，很多车流量统计设备都只能统计大概的车流量，对于统计量不精准无法做到精准的实时控制，通过使用地感线圈统计通过车辆数量，可以精确的统计到经过的每一辆车辆，使系统更能进行准确的控制。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明远程控制的调整交通绿波带的信号机，通过在交叉路口各方向的每个路段的入口处和出口处设置车流量的传感器，入口处通过的车数量减去出口处通过的车数量，即可得到目前待通过的车数量，模块统计实时的车流量，通过CPU统计每个路口待通过的车数量，然后根据车数量控制LED模块，从而控制每个方向的通行时间；通过无线通讯模块将实时的车流量上传遥控控制终端，实现遥控控制终端与现场子控制器之间的信息交互，当交通出现拥堵、或出现突发事件，比如救护车、火警车通过时，可以通过遥控控制终端自动或手动对交通进行控制，实现交通的实时远程整体指挥，解决目前固定时间的交通信号灯无法根据实时车流量需要进行自动调整通行时间的问题；

2、本发明远程控制的调整交通绿波带的信号机，通过在道路中断位置设置传感器统计通过道路中断的车数量，由此可以得出入口处至中断处的车数量，若车数量过载，说明上一路口的车无法驶入，那么控制器系统将会延迟通行，使上一路口的车辆不会驶出，等到道路入口与中断之间的车辆减少后，再开启上一个路口，由此避免造成因为车流量过大，下一段道路过载，使车辆停留在交叉路口造成交通拥堵的情况；

3、本发明远程控制的调整交通绿波带的信号机，通过使用地感线圈通过车辆数量，可以精确的统计到经过的每一辆车辆，使系统更能进行准确的控制。。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明模块示意图；

图2为本发明电感线圈分布图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-地感线圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1、图2所示，本发明远程控制的调整交通绿波带的信号机，包括多个子控制器以及遥控控制终端，子控制器包括车流量统计传感器模块、CPU模块、LED信号灯模块、无线通讯模块，其中：车流量统计传感器模块，用于统计通过的车流量，然后将信号传给CPU模块，实施时，车流量传感器模块的传感器1分布在绿波带交叉路口每个方向各段道路的入口处以及出口处；CPU模块，用于接收车流量统计传感器模块传来的信号，然后再同时将信息传给无线通讯模块、LED信号灯模块；CPU模块也用于接收无线通讯模块传来的控制信号对LED模块进行控制；LED模块，用于接收CPU模块传来的信号并对信号进行相应的显示；无线通讯模块，用于CPU模块与遥控控制终端之间的信号交互；遥控控制终端，用于接收各子控制器的无线通讯模块传来的信号，并根据信号进行综合判断后，做出相应的控制，并将控制信号传给各子控制器的无线通讯模块，子控制器至少控制一处路口的交通信号灯，实施时，传感器1还分布在每段道路的中部，传感器1使用的是地感线圈。

使用时，入口处通过的车数量减去出口处通过的车数量，即可得到目前待通过的车数量，模块统计实时的车流量，通过CPU统计每个路口待通过的车数量，然后根据车数量控制LED模块，从而控制每个方向的通行时间；通过无线通讯模块将实时的车流量上传遥控控制终端，实现遥控控制终端与现场子控制器之间的信息交互，当交通出现拥堵、或出现突发事件，比如救护车、火警车通过时，可以通过遥控控制终端自动或手动对交通进行控制，实现交通的实时远程整体指挥；在道路中断位置设置传感器统计通过道路中断的车数量，由此可以得出入口处至中断处的车数量，若车数量过载，说明上一路口的车无法驶入，那么控制器系统将会延迟通行，使上一路口的车辆不会驶出，等到道路入口与中断之间的车辆减少后，再开启上一个路口，由此避免造成因为车流量过大，下一段道路过载，使车辆停留在交叉路口造成交通拥堵的情况。

绿波带实施条件，从第一交叉口到第七个交叉路口的车流，其起始时间分别为X1、X2…X6。从第七个交叉路口到第一交叉口的车流,其起始时间分别为Y1、Y2…Y6。Ti表示路段的经过时间。

那么，X1＝X0+T1，X2＝X0+T1+T2，X3＝X0+T1+T2+T3，

X4＝X0+T1+T2+T3+T4，X5＝X0+T1+T2+T3+T4+T5，

X6＝X0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

此外：

Y1＝Y0+T6，Y2＝Y0+T6+T5，Y3＝Y0+T6+T5+T4，

Y4＝Y0+T6+T5+T4+T3，Y5＝Y0+T6+T5+T4+T3+T2，

Y6＝Y0+T1+T2+T3+T4+T5+T6。

现在假设所有路口的周期相同，都为时间Z。Y0＝X0。我们假设两个车流在第四个路口相遇，那么来看第四个路口的不同车流所要求实现“绿波带”的起始时间：X3＝X0+T1+T2+T3，Y3＝Y0+T6+T5+T4。

情况一：假设两车同时相向，

由于Y0＝X0，那么：X3＝X0+T1+T2+T3，Y3＝X0+T6+T5+T4。

要想实现第四个路口两个车流同时是“绿波带”，那就必须要求X3＝Y3。也就是要求

T1+T2+T3＝T6+T5+T4

分析公式，明显可以看出T1+T2+T3＝T6+T5+T4，由于路段长度不一致，公式无解。也就是说，两个车流，不可能同时实现“绿波带”。

情况二：假设两车相向，

但是不同时，由于Y0＝X0+Q，Q为两车起步时间差，那么：

X3＝X0+T1+T2+T3，Y3＝X0+Q+T6+T5+T4。要想实现第四个路口两个车流同时是“绿波带”，那就必须要求X3＝Y3。也就是要求：T1+T2+T3＝T6+T5+T4+Q

分析公式T1+T2+T3＝T6+T5+T4+Q，也明显可以看出，公式无解。也就是说，两个车流，当个路段的距离不相等时，不可能同时实现“绿波带”。

同理可得出，双向“绿波带”的实现，其必要条件是：各路段的长度都是相等的。

因此，在实际使用过程中，需要根据车流量来自动控制绿波带的通行时间，以及根据车流量的方向不同，在只能单向设置绿波带的情况下，根据车流量方向的变化及时调整绿波带的方向。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.远程控制的调整交通绿波带的信号机，其特征在于，包括多个子控制器以及遥控控制终端，所述子控制器包括车流量统计传感器模块、CPU模块、LED信号灯模块、无线通讯模块，其中：

车流量统计传感器模块，用于统计通过的车流量，然后将信号传给CPU模块，所述车流量传感器模块的传感器(1)分布在绿波带交叉路口各个方向各段道路的入口处以及出口处；

CPU模块，用于接收车流量统计传感器模块传来的信号，然后再同时将信息传给无线通讯模块、LED信号灯模块；CPU模块也用于接收无线通讯模块传来的控制信号对LED模块进行控制；

LED模块，用于接收CPU模块传来的信号并对信号进行相应的显示；

无线通讯模块，用于CPU模块与遥控控制终端之间的信号交互；

遥控控制终端，用于远程接收各子控制器的无线通讯模块传来的信号，并根据信号进行综合判断后，手动或自动做出相应的控制，并将控制信号传给各子控制器的无线通讯模块。

2.根据权利要求1所述的远程控制的调整交通绿波带的信号机，其特征在于，所述子控制器至少控制一处路口的交通信号灯。

3.根据权利要求1所述的远程控制的调整交通绿波带的信号机，其特征在于，所述传感器(1)还分布在每段道路的中部。

4.根据权利要求1所述的远程控制的调整交通绿波带的信号机，其特征在于，所述传感器(1)使用的是地感线圈。