CN107730926A - 一种智能交通控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能交通控制方法，包括：接收路口各方向的实时路况信息；对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；将所述控制信号发送至所述交通信号灯；本发明提供的智能交通控制方法可以减少不必要的交通堵塞。本发明还公开了一种智能交通控制装置及系统，具有上述有益效果。

Description

一种智能交通控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及交通领域，特别涉及一种智能交通控制方法、装置及系统。

背景技术

随着城市人口的增多，城市交通问题日益突出。而交通问题种类繁多，例如交通阻塞、交通事故、公共交通等，其中，交通拥堵是其中十分重要的交通问题。

目前，在许多城市，汽车数量陡增，由于过量的汽车，经常导致交通阻塞，而且，现阶段交通工具种类越来越多，很容易造成交通拥堵，交通事故频繁等情况，给城市社会经济发展以及人们的正常生活带来了严重影响。相对于道路网的承载力来说，车辆数量过多，诱发了交通阻塞问题。在人们上下班的高峰期，交通阻塞现象尤为明显，在很多大城市中心区，高峰期交通速度仅有16km/h。交通阻塞导致时间和能源的严重浪费，影响城市经济的效率。大城市圈内车辆种类以及数量还在进一步增加，道路的建设和车辆种类数量的增加有可能形成恶性循环，导致更为严重的交通阻塞。

因此，如何减少不必要的交通堵塞，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能交通控制方法，该方法可以减少不必要的交通堵塞；本发明的另一目的是提供一种智能交通控制准装置及系统，具有上述有益效果，在此不再赘述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种智能交通控制方法，包括：

接收路口各方向的实时路况信息；

对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；

将所述控制信号发送至所述交通信号灯。

其中，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

设置车流量阈值；

当检测到所述路口中的第一方向的实时车流量大于所述车流量阈值时，通过调节所述各指示灯的显示时间增加所述第一方向上的车辆通行时间。

其中，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

设置车辆行进速度阈值；

当检测到所述路口中的第一方向的实时车辆行进速度小于所述车辆行进速度阈值时，通过调节所述各指示灯的显示时间增加所述第一方向上的车辆通行时间。

其中，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

当所述路口中相对方向的交通信号灯需要同时进行同向调节时，对相同部分调节量进行抵消。

本发明公开一种智能交通控制装置，包括：

路况信息接收单元，用于接收路口各方向的实时路况信息；

路况信息分析单元，用于对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

控制信号调整单元，用于根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；

控制信号发送单元，用于将所述控制信号发送至所述交通信号灯。

本发明公开一种智能交通控制系统，包括：

采集路况信息的摄像头；

与所述摄像头连接的中央处理器；其中，所述中央处理器用于接收路口各方向的实时路况信息；对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；将所述控制信号发送至所述交通信号灯；

与所述中央处理器连接，接收所述控制信号的交通信号灯。

其中，所述智能交通控制系统还包括：设置于所述摄像头的光源部件；

所述光源部件用于当所述摄像头的观测区域的亮度低于亮度阈值时，为所述摄像头进行补光。

其中，所述光源部件具体为：红外光源。

其中，所述中央处理器与所述交通信号灯通过无线通讯方式进行信号传递。

其中，所述无线通讯方式具体为：GPRS。

本发明所提供的智能交通控制方法通过对实时路况信息进行监控，获取路口的车流量数据，根据车流量数据对交通信号灯中各指示灯的显示时间进行调整，即当路口一个方向交通拥堵时，相对于该路口交通较为通畅的道路方向增加通行时间，这样，在信号灯一个周期内，当路口相对的方向的车流量数据差别大时根据车流量数据进行适当调整，可以在尽量减轻车流量较大方向道路的交通拥堵情况，使路口交通趋于平衡，调节道路压力，尽量减少不必要的交通堵塞。

本发明还公开了一种智能交通控制装置及系统，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的路口车流量示意图；

图2为本发明实施例提供的智能交通控制方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的“Y”形路口图像采集装置设置示意图；

图4为本发明实施例提供的十字路口摄像头设置示意图；

图5为本发明实施例提供的智能交通控制装置的结构框图；

图6为本发明实施例提供的智能交通控制系统的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种智能交通控制方法，该方法能够减少不必要的交通堵塞；本发明的另一核心是提供一种智能交通控制装置及系统，具有上述有益效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在道路交通领域，路口不同方向的车辆通行状况一般不同，以十字路口为例，如图1所示，该路口分为东西方向以及南北方向，东西方向的道路车流量明显大于南北方向车流量，在路口设置交通信号灯分别控制两个方向车辆的交错有序通行，在信号灯正常运行时，两个方向通行以及禁止通行的时间是固定的，大多数情况下是相同的，在两个方向车流量不均的情况下经常会出现如图1所示允许通行的方向1上车辆寥寥无几，但禁止通行的方向2上的车辆却排起了长队的状况，由于车流量大，车辆行驶速度缓慢，方向2上车辆难以在一个信号灯周期内通过该路口，排在后面的车辆需要长时间等待多个周期，造成方向2上长时间拥堵的情况，本发明针对这种路车辆通行情况不均的情况，通过实时路况信息进行调节，以减少不必要的交通堵塞。

请参考图2，图2为本发明实施例提供的智能交通控制方法的流程图；该方法可以包括：

步骤s100、接收路口各方向的实时路况信息；

城市道路交叉口是两条道路在同一个平面上交叉的部分，简称路口。按形状分为十字形、X形、T形、Y形等，在此对路口形状不做限定。不论为何种路口，大体都可以分为两个相交的方向，例如南北方向与东西方向，通过交通信号灯对这两个相交方向的车辆通行进行控制，当其中一个方向的道路处于通行状态时，另一个方向的道路处于禁止通行的状态，两者状态相互交替，以便于两个方向道路上的车辆的分别通行。

对路口的路况信息进行实时监控，接收的路况信息为实时路况信息，以便于对当前路况进行分析。在此对具体监控方法不做限定，一般可以通过摄像头，成本较低且安装设置方便，当然，也可以通过传感器对路口的来往车辆进行监测，该方法成本较高，且对传感器的设置可能需要考虑多方面因素，通过摄像头较为简单方便，在此以通过摄像头对路口各方向的实时路况信息进行监测为例进行介绍，其他方式均可参照本实施例的介绍。

当通过摄像头对路口路况信息进行实时监控时，对摄像头的安装方式不做限定，大多数路口设置有用于对车辆违规行为进行监测的安装于支架的监控摄像头，可以直接通过该监控摄像头进行图像的采集，或者也可以将摄像头安装于上述支架上等，以缩减安装成本。另外，对摄像头的安装数量不做限定，采集的实时路况信息应为该路口所有方向的车辆通行的路况信息，如图3所示的“Y”形路口，应对路口1、路口2、路口3中车辆均进行采集。为采集方便性，可以在每个路口分别设置一个针对该方向的摄像头，如图4所示的十字路口，可以设置4个摄像头分别用于对东向、西向、南向以及北向的车辆进行监控。

在此对监控范围不做限定，可以根据需要自行确定，例如，为了了解该方向上车辆通行状况，可以采集以路口为圆心，200m范围内道路的路况信息。一般监控范围可以以图像采集装置所能采集的范围内的所有图像信息，以便于采集更多的数据进行分析处理，具体的范围可以自行确定。

步骤s200、对实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

当中央处理器接收到采集的实时路况信息后，对采集的信息中的车辆与其他背景进行区分识别，可以通过一些现有的识别算法，具体方法在此不做限定。通过识别分析可以得到路口各方向上的车流量数据，车流量数据可以包括某方向上车辆的数量、车辆的行进速度等，通过对车辆数量进行分析可以大概获知两方向上车辆数量的差异，对车辆行进速度进行分析可以大概获知当前道路行进情况，某方向道路拥堵或者行进顺畅等，也可以进一步包括车辆的种类等，通过对车辆种类进行分析可以获知当前路口行进车辆中主流车辆种类为机动车或者非机动车等，具体对车流量数据包括的数量种类不做限定，例如对摄像头采集的图像进行分析得到当前十字路口东西方向有20辆车正在通行，平均时速大概20km/h，南北方向有30辆车正在路口等待通行。

步骤s300、根据车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后交通信号灯的控制信号；

当相对两个方向上车辆行进状况差异较大时，比如东西方向车辆有5辆，南北方向车辆有30辆。东西方向车辆数量远远小于南北方向车辆数量；或者当东西向车辆有20辆，平均行进速度为5km/h，南北方向车辆为22辆，平均行进速度为20km/h，两个方向车辆数量差异较小，但车辆行进速度差异较大时，可以对指示灯控制信号进行调整，在此对具体的差异数值以及类型不做限定。

调整尽量从当前信号灯变换之后进行调整，这样对信号灯的调整比较具有时效性；也可以从一个新的信号灯周期进行调整，一个信号灯周期指一个方向上一次红灯、黄灯、绿灯的总时长。

其中，可以根据当前路口各方向的车辆数量来进行调整，具体可以为设置车流量阈值；当检测到路口中的第一方向的实时车流量大于车流量阈值时，通过调节各指示灯的显示时间增加第一方向上的车辆通行时间。具体的车流量阈值不做限定，比如可以设定当一个路口某个方向上车辆数量大于25辆时，增加该方向的行进时间。例如，某个十字路口东西方向红灯，有35辆车正在等待；南北方向绿灯，有5辆车正在行进，将东西方向红灯后的绿灯时长增加2s。如果该路口20s后再次接收采集的路况信息进行分析后得到东西方向绿灯，有20辆车正在行进；南北方向红灯，有40辆车正在等待，将东西方向绿灯后的红灯时长增加2s。另外，增加某个方向的行进时间为相对增加，即相对于另一个方向来说增加行进时间，比如可以通过减少红灯时长，或者增加绿灯时长等。

由于道路施工或者事故等原因，很可能会出现道路一侧方向车辆行进速度十分缓慢的情况，为适应性调整该状况，还可以根据车辆行进速度对信号灯时长进行调整，具体可以为：设置车辆行进速度阈值；当检测到路口中的第一方向的实时车辆行进速度小于车辆行进速度阈值时，通过调节各指示灯的显示时间增加第一方向上的车辆通行时间。具体的车辆行进速度阈值不做限定，比如可以设定当一个路口某个方向上车辆行进速度小于15km/h时，增加该方向的行进时间。例如，某个十字路口东西方向红灯，有13辆车正在等待；南北方向绿灯，有12辆车正在行进，但是平均行进时间为5km/h，将南北方向绿灯后的红灯时长减少2s。如果该路口20s后再次接收采集的路况信息进行分析后得到东西方向绿灯，有20辆车正在行进，行进速度为20km/h；南北方向红灯，有21辆车正在等待，可以不进行调整。

当然，除了单纯通过车辆数量以及车辆行进速度进行调整外，还可以通过其他方式来进行调整，比如可以同时通过分析车辆数量以及行进速度来进行调整，或者可以通过计算距离停止线最近的车辆与采集的等候区的最尾端的车辆的距离来判定车辆密集程度以及数量等信息，根据这些信息来进行调整等，其他情况在此不再赘述，可参照上述介绍。

对某个方向上车辆通行时间的调整要适量，当一个方向上行进时间远远大于另一个方向时，很可能会导致行进时间短的方向的行人的不满，很容易出现闯红灯的情况，容易造成交通故障，因此调整时要设置调整阈值，即使某方向车辆行进状况远远比另一个方向差时，调整也不应超出该阈值，具体的阈值的设置不做限定，比如可以设置调整后红灯时长不得超过120s，绿灯时长不得少于30s等，调整不适量很可能会导致用户体验较差，起到相反效果。

另外，在调整过程中很可能会出现需要同时对同一路口的两个相对方向的控制信号进行调整的情况，当为同时同向调整时，可以对相同部分调节量进行抵消。其中，同向调整指对对两个相对方向的道路同时增加或减少行进时间，例如，某十字路口东西向增加绿灯时间4s，同时南北方向增加绿灯时间2s；或者东西向增加绿灯时间4s，同时南北方向减少红灯时间2s等，在这种情况下，为了尽量减少对信号灯的调整，也为了避免累次调整后的信号灯时长超过阈值，可以对同向部分调节量进行抵消。比如某十字路口东西向增加绿灯时间4s，同时南北方向增加绿灯时间2s，两个方向均为增加绿灯时长，此时可以在两个方向上均抵消绿灯时长2s，变为东西向增加绿灯时间2s，同时南北方向信号灯时长不进行调整；或者东西向减少绿灯时间4s，同时南北方向增加红灯时间2s，两个方向均为减少通行时间，此时可以调整为东西向减少绿灯时间2s，同时南北方向不进行调整，在此以上述为例进行介绍，其它情况均可参照上述介绍。

步骤s400、将控制信号发送至交通信号灯。

将调整后的交通信号灯的控制信号发送至对应的交通信号灯，以便于直接对交通信号灯中各指示灯时长进行调整。

基于上述实施例，本发明所提供的智能交通控制方法通过对实时路况信息进行监控，获取路口的车流量数据，根据车流量数据对交通信号灯中各指示灯的显示时间进行调整，即当路口一个方向交通拥堵时，相对于该路口交通较为通畅的道路方向增加通行时间，这样，在信号灯一个周期内，当路口相对的方向的车流量数据差别大时根据车流量数据进行适当调整，可以在尽量减轻车流量较大方向道路的交通拥堵情况，使路口交通趋于平衡，调节道路压力，可以尽量减少不必要的交通堵塞。

请参考图5，图5为本发明具体实施方式所提供的智能交通控制装置的结构框图，该装置可以包括：

路况信息接收单元100，用于接收路口各方向的实时路况信息；

路况信息分析单元200，用于对实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

控制信号调整单元300，用于根据车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后交通信号灯的控制信号；

控制信号发送单元400，用于将控制信号发送至交通信号灯。

需要说明的是，本申请具体实施方式中的智能交通控制装置中的各个单元，其工作过程请参考智能交通控制方法对应的具体实施方式，在此不再赘述。

请参考图6，图6为本发明具体实施方式所提供的智能交通控制系统的结构框图，该系统可以包括：摄像头500、与摄像头连接的中央处理器600以及与中央处理器连接的交通信号灯700。

摄像头500用于采集实时路况信息，路况信息可以每隔预设时间进行采集，例如，可以每隔5s采集一次实时路况信息发送至中央处理器600，以便于中央处理器600对实时路况信息进行处理，在此对间隔时间不做限定，可以根据情况自行确定。

另外，摄像头500的型号以及类型具体不做限定，摄像头500与中央处理器600连接，用于传递采集的实时路况信息，连接方式可以自行确定，可以以有线的方式连接，也可以以无线的方式连接，一般来说，为了减少连接线的故障隐患，可以通过无线的方式进行连接通信，此时，摄像头500选用无线摄像头。

中央处理器600为一块超大规模的集成电路，也可以简称CPU，中央处理器600通过强大的计算处理能力对摄像头500采集的路况信息进行分析处理，速度十分迅速，及时对交通信号灯700的显示情况进行调整。中央处理器用于接收路口各方向的实时路况信息；对实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；根据车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后交通信号灯的控制信号；将控制信号发送至交通信号灯。中央处理器600的具体工作过程可参照上述智能交通装置的介绍，在此不再赘述。

交通信号灯700接收中央处理器600发送的控制信号，根据该控制信号调整指示灯的显示时间，以直接实现对车流量的控制。

本发明提供的智能交通系统可以在尽量减轻车流量较大方向道路的交通拥堵情况，使路口交通趋于平衡，调节道路压力，尽量减少不必要的交通堵塞。

由于在光线较暗时摄像头的拍摄的清晰度可能会受到影响，为减少光线原因对智能交通控制系统的影响，优选的，本发明提供的智能交通系统可以还包括光源部件，光源部件可以设置于摄像头附件，以便于对摄像头进行补光，减小光线原因对拍摄造成的不良影响。具体的光源部件可以自行选择，可以选择LED灯，或者红外光源等。其中，红外光源可以在光线条件很差的夜间实现对摄像头的补光。为节约能源，可以为光源部件设置亮度阈值，当摄像头的观测区域的亮度低于亮度阈值时，为摄像头进行补光，这样可以避免在光线充足的白天光源部件开启时对能源不必要的浪费。

中央处理器与交通信号灯连接，以便于将调整后的控制信号传递至交通信号灯，在此对中央处理器与交通信号灯的连接方式不做限定，可以通过有线的方式，也可以通过无线的方式，为了减少连接线的隐患，优选的，中央处理器与交通信号灯可以通过无线通讯方式进行信号传递。无线通讯方式包括多种类型，比如蓝牙、WiFi、GPRS等，具体不做限定。其中，GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。优选的，无线通讯方式具体可以为GPRS。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种智能交通控制方法、装置及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能交通控制方法，其特征在于，包括：

接收路口各方向的实时路况信息；

对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；

将所述控制信号发送至所述交通信号灯。

2.根据权利要求1所述的智能交通控制方法，其特征在于，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

设置车流量阈值；

当检测到所述路口中的第一方向的实时车流量大于所述车流量阈值时，通过调节所述各指示灯的显示时间增加所述第一方向上的车辆通行时间。

3.根据权利要求1所述的智能交通控制方法，其特征在于，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

设置车辆行进速度阈值；

当检测到所述路口中的第一方向的实时车辆行进速度小于所述车辆行进速度阈值时，通过调节所述各指示灯的显示时间增加所述第一方向上的车辆通行时间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的智能交通控制方法，其特征在于，所述根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间包括：

当所述路口中相对方向的交通信号灯需要同时进行同向调节时，对相同部分调节量进行抵消。

5.一种智能交通控制装置，其特征在于，包括：

路况信息接收单元，用于接收路口各方向的实时路况信息；

路况信息分析单元，用于对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；

控制信号调整单元，用于根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；

控制信号发送单元，用于将所述控制信号发送至所述交通信号灯。

6.一种智能交通控制系统，其特征在于，包括：

采集路况信息的摄像头；

与所述摄像头连接的中央处理器；其中，所述中央处理器用于接收路口各方向的实时路况信息；对所述实时路况信息进行识别分析，得到车流量数据；根据所述车流量数据，调整交通信号灯中各指示灯的显示时间，得到调整后所述交通信号灯的控制信号；将所述控制信号发送至所述交通信号灯；

与所述中央处理器连接，接收所述控制信号的交通信号灯。

7.根据权利要求6所述的智能交通控制系统，其特征在于，还包括：设置于所述摄像头的光源部件；

所述光源部件用于当所述摄像头的观测区域的亮度低于亮度阈值时，为所述摄像头进行补光。

8.根据权利要求7所述的智能交通控制系统，其特征在于，所述光源部件具体为：红外光源。

9.根据权利要求6所述的智能交通控制系统，其特征在于，所述中央处理器与所述交通信号灯通过无线通讯方式进行信号传递。

10.根据权利要求9所述的智能交通控制系统，其特征在于，所述无线通讯方式具体为：GPRS。