CN107993457A - 主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统，包括通信模块、信号处理模块、车辆检测单元、行人过街请求设备、电源模块、红绿灯控制系统，所述行人过街请求设备和车辆检测单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块和通信模块连接，所述通信模块和红绿灯控制系统连接，所述电源模块为行人过街请求设备、车辆检测单元、信号处理模块、通信模块和红绿灯控制系统提供电源。本发明的交通信号控制方法及其控制系统能有效利用道路车辆、行人的实际情况切换交通信号灯状态，按需解决次车道、左转弯车道及人员通行问题，从而解决主车道车辆畅通的问题，能有效提高主车道车辆的畅通，提高了道路及车辆使用效率。

Description

主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体为主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统。

背景技术

随着城市规模的不断扩大，机动车的保有量迅速增加，城市交通的拥挤现象日趋严重，提高交通管理能力是每个城市必须面对的问题。

目前道路上的交通信号灯信号一般都采用定时控制，执行红灯、绿灯定时循环切换。在很多十字路口，次车道上、左转弯车道上较多时间都没有车辆需要通行，人行道上也无行人需要通行，但是交通信号灯还是没有按照固定时间进行红绿灯切换，给这些无车、无人的道路给出绿灯通行时间。这样的交通信号工作方式，极大的影响了主车道车辆的畅通，降低了道路及车辆使用效率。

发明内容

一.解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统，利用道路车辆、行人的实际情况切换交通信号灯状态，按需解决次车道、左转弯车道及人员通行问题，最终解决主道车辆畅通的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：主次车道十字路口的智能交通信号控制方法，包括如下步骤：初始情况下，主车道一直是绿灯信号，横穿次车道的行人信号灯是绿灯信号，其它道路的信号灯（如：过主车道的行人道，次车道，左转弯车道）的信号灯都是红灯信号；

主次车道以及左转弯车道信号灯切换时间相序如下：

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道都没有等待通行的信号出现，则主车道信号灯继续为绿灯信号；

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道有等待通行信号出现，则红绿灯系统将按照以下时间相序进行切换信号：

（1）当行人过主车道时，交通信号控制方法如下：

当行人需要过主车道时，触动安装在道路旁边的行人过街请求设备，通信设备将请求信号送到红绿灯控制系统，请求行人通行；

红绿灯控制系统收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下3个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行（按钮中配备的语音设备提示行人可以过街）；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行；

由红绿灯控制系统按照道路的宽度，给出行人通行的绿灯时间；左转弯车道信号灯保持为红灯；行人过街请求按钮设备触动后，需要等待一定的时间（等待时间可调，如90秒、120秒等等）后，再次触动行人过街按钮信号才有效。即：等待间隔时间未结束，按动按钮也不会发出信号到智能设备。这样既可以提高行人通行效率，也能保障主车道通畅。

（2）当次车道车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当次车道上出现车辆等待通行时，安装在道路上的次车道车辆检测单元，能够识别有车辆在等待，通信模块将信号送到红绿灯控制系统，请求次道车辆通行。

红绿灯控制系统收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下3个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行；次车道的行人信号灯开始倒计时变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行（也可以左转及调头）；

由红绿灯控制系统给出次道车辆通行的绿灯时间，左转弯车道信号灯保持为红灯，次车道车辆放行后，需要等待一定的时间（等待时间可调，如90秒、120秒等等）后，才能再次触发通行信号，即：等待时间未结束，即使次车道上有车辆等待，系统也不会给出通行的绿灯信号。这样既可以保证次车道车辆通行，也能保障主车道通畅。

（3）当主车道左转弯（以及调头）车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当主车道左转弯（以及调头）车道上出现车辆需要通行时，安装在主车道左转弯道上的车辆检测单元，能够识别有车辆准备通行，通信模块将请求信号送到红绿灯控制系统，请求左转弯通行；

当红绿灯控制系统收到左转弯请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下三个动作：

a.过主车道的行人信号灯依然为红灯；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

c.左转弯信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，拐弯车辆可以通行（可以左转及调头）；

由红绿灯控制系统给出左转弯道车辆通行的绿灯时间，次车道通行信号灯依然是红灯，左转弯车道放行后，需要等待一定的时间（等待时间可调，例如90秒、120秒等等）后，才能再次触发通行请求信号。在等待时间内，即使有车辆在车道上等待，设备也不会发出通行信号。这样既可以保证左转弯车辆通行，也能保障主车道通畅。

进一步的，所述主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，包括通信模块、信号处理模块、主次车道车辆检测单元、行人过街请求设备、电源模块、红绿灯控制系统，所述行人过街请求设备和主次车道车辆检测单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块和通信模块连接，所述通信模块和红绿灯控制系统连接，所述电源模块为行人过街请求设备、车辆检测单元、信号处理模块、通信模块和红绿灯控制系统提供电源。

进一步的，所述通信模块为继电开关或者是无线网络模块。

进一步的，所述无线网络模块为WIFI、Zigbee或蓝牙模块。

进一步的，所述电源模块为AC/DC模块。

进一步的，所述电源模块可以为可充电的电池组。

进一步的，所述电源模块可以为太阳能电池板或可充电的电池组。

进一步的，所述信号处理模块包括四取一逻辑电路、五取一逻辑电路、二取一逻辑电路，以及时间相序控制管理模块。

进一步的，所述行人过街请求开关可采用触摸传感器电路（如采用AT42QT1010）或者按压式节点开关。

进一步的，所述主次车道车辆检测单元为视频检测、微波检测、红外检测、地感检测或者地磁检测。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了主次车道十字路口的智能交通信号控制方法及其控制系统，具备以下有益效果：本发明的交通信号控制方法及其控制系统能有效利用道路车辆、行人的实际情况切换交通信号灯状态，按需解决次车道、左转弯车道及人员通行问题，从而解决主道车辆畅通的问题，能有效提高主车道车辆的畅通，提高了道路及车辆使用效率。

附图说明

图1为本发明十字路口主车道、次车道左转弯车辆及人行道信号控制示意图；

图2为本发明丁字路口主车道、次车道左转弯车辆及人行道信号控制示意图；

图3为本发明智能交通控制系统硬件连接图；

图4为本发明各种情况下红绿灯状态简表。

图中：1、2、3、4行人过街请求设备；5、6次车道车辆检测单元；7、8主车道车辆检测单元；9信号处理模块；10通信模块；11供电模块；12红绿灯控制系统。

具体实施方式

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。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。

参阅图1和图4，主次车道十字路口的智能交通信号控制方法，包括如下步骤：初始情况下，主车道一直是绿灯信号，横穿次车道的行人信号灯是绿灯信号，其它道路（如：过主车道的行人道，次车道，左转弯车道）的信号灯都是红灯信号；

主次车道以及左转弯车道信号灯切换时间相序如下：

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道都没有等待通行的信号出现，则主车道信号灯继续为绿灯信号；

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道有等待通行信号出现，则红绿灯系统将按照以下时间相序进行切换信号：

（1）当行人过主车道时，交通信号控制方法如下：

当行人需要过主车道时，触动安装在道路旁边的行人过街请求设备1、2、3、4，通信模块10将请求信号送到红绿灯控制系统12，请求行人通行；

红绿灯控制系统12收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下3个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行（按钮中配备的语音设备提示行人可以过街）；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行；

由红绿灯控制系统12按照道路的宽度，给出行人通行的绿灯时间；左转弯车道信号灯保持为红灯；行人过街请求按钮设备触动后，需要等待一定的时间（等待时间可调，如90秒、120秒等等）后，再次触动行人过街按钮信号才有效。即：等待间隔时间未结束，按动按钮也不会发出信号到智能设备。这样既可以提高行人通行效率，也能保障主车道通畅。

（2）当次车道车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当次车道上出现车辆等待通行时，安装在道路上的次车道车辆检测单元5、6，能够识别有车辆在等待，通信模块10将信号送到红绿灯控制系统12，请求次道车辆通行。

红绿灯控制系统收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下3个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行；次车道的行人信号灯开始倒计时变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行（也可以左转及调头）；

此时，由红绿灯控制系统给出次道车辆通行的绿灯时间，左转弯车道信号灯保持为红灯，次车道车辆放行后，需要等待一定的时间（等待时间可调，如90秒、120秒等等）后，才能再次触发通行信号，即：等待时间未结束，即使次车道上有车辆等待，系统也不会给出通行的绿灯信号。这样既可以保证次车道车辆通行，也能保障主车道通畅。

（3）当主车道左转弯（以及调头）车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当主车道左转弯（以及调头）车道上出现车辆需要通行时，安装在主车道左转弯道上的车辆检测单元7、8，能够识别有车辆准备通行，通信模块10将请求信号送到红绿灯控制系统，请求左转弯通行；

如转弯信号预设等待时间为90秒，当左转弯信号灯变为绿灯后，时间又经过了90秒的间隔等待时间，但是还未出现需要左转弯的车，在此种情况下，转弯信号灯依然是红灯。但是在之后的任何时间，若是有车辆需要转弯，信号系统将提前将信号灯切换为绿灯，转弯车辆无需等待直接通行。

当红绿灯控制系统12收到左转弯请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下三个动作：

a.过主车道的行人信号灯依然为红灯；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

c.左转弯信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，拐弯车辆可以通行（可以左转及调头）；

由红绿灯控制系统12给出左转弯道车辆通行的绿灯时间，次车道通行信号灯依然是红灯，左转弯车道放行后，需要等待一定的时间（等待时间可调，例如90秒、120秒等等）后，才能再次触发通行请求信号，在等待时间内，即使有车辆在车道上等待，设备也不会发出通行信号。这样既可以保证左转弯车辆通行，也能保障主车道通畅。

如图3，所述主次车道十字路口的智能交通控制系统硬件连接图，包括通信模块10、信号处理模块9、车辆检测单元5、6、7、8，行人过街请求设备1、2、3、4，电源模块11、红绿灯控制系统12，所述行人过街请求设备1、2、3、4和车辆检测单元5、6、7、8（含语音设备）与信号处理模块9连接，所述信号处理模块9和通信模块10连接，所述通信模块10和红绿灯控制系统12连接，所述电源模块11为行人过街请求设备1、2、3、4，车辆检测单元5、6、7、8，信号处理模块9、通信模块10和红绿灯控制系统12提供电源。

在本实施例中，所述通信模块10为继电开关或者是无线网络模块。

在本实施例中，所述无线网络模块为WIFI、Zigbee或蓝牙模块。

在本实施例中，所述供电模块11为AC/DC模块。

在本实施例中，所述供电模块11可为充电的电池组。

在本实施例中，所述供电模块11可为太阳能电池板或可充电的电池组。

在本实施例中，所述信号处理模块9包括四取一逻辑电路，五取一逻辑电路、二取一逻辑电路，以及时间相序控制管理模块。

在本实施例中，所述行人过街请求设备1、2、3、4开关可采用触摸传感器电路（如采用AT42QT1010）或者按压式节点开关。

在本实施例中，所述主次车道车辆检测单元5、6、7、8为视频检测、微波检测、红外检测、地感检测或者地磁检测。

如图2所示，以上实施例的智能交通控制方法和控制系统也适用于主次车道丁字路口的控制。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.主次车道十字路口的智能交通信号控制方法，包括如下步骤：初始情况下，主车道一直是绿灯信号，横穿次车道的行人信号灯是绿灯信号，其它道路的信号灯（如：过主车道的行人道，次车道，左转弯车道）的信号灯都是红灯信号；

主次车道以及左转弯车道信号灯切换时间相序如下：

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道都没有等待通行的信号出现，则主车道信号灯继续为绿灯信号；

主车道绿灯按照预设时间结束后，若是次车道、左转弯道、过主车道的行人道有等待通行信号出现，则红绿灯系统将按照以下时间相序进行切换信号：

（1）当行人过主车道时，交通信号控制方法如下：

当行人需要过主车道时，触动安装在道路旁边的行人过街请求设备，通信模块将请求信号送到红绿灯控制系统，请求行人通行；

红绿灯控制系统收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下三个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行；

由红绿灯控制系统按照道路的宽度，给出行人通行的绿灯时间；左转弯车道信号灯保持为红灯；行人过街请求按钮设备触动后，需要等待一定的时间后，再次触动行人过街按钮信号才有效，即：等待间隔时间未结束，触动按钮也不会发出信号到处理模块；

（2）当次车道车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当次车道上出现车辆等待通行时，安装在道路上的次车道车辆检测单元，能够识别有车辆在等待，通信模块将信号送到红绿灯控制系统，请求次道车辆通行；

红绿灯控制系统收到请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下三个动作：

a.过主车道的行人信号灯开始倒计时，由红灯变为绿灯，行人可以通行；次车道的行人信号灯开始倒计时变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯，禁止车辆通行；

c.次车道信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，次道车辆可以通行（也可以左转及调头）；

由红绿灯控制系统给出次道车辆通行的绿灯时间，左转弯车道信号灯保持为红灯，次车道车辆放行后，需要等待一定的时间后，才能再次触发通行信号，即：等待时间未结束，即使次车道上有车辆等待，系统也不会给出通行的绿灯信号；

（3）当主车道左转弯（以及调头）车辆需要通行时，交通信号控制方法如下：

当主车道左转弯（以及调头）车道上出现车辆需要通行时，安装在主车道左转弯道上的车辆检测单元，能够提前识别有车辆准备通行，通信模块将请求信号送到红绿灯控制系统，请求左转弯通行；

当红绿灯控制系统收到左转弯请求信号后，经过预设的时间相序运算后，同时执行以下三个动作：

a.过主车道的行人信号灯依然为红灯；次车道的行人信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

b.主车道信号灯开始倒计时由绿灯变为红灯；

c.左转弯信号灯开始倒计时由红灯变为绿灯，拐弯车辆可以通行（可以左转及调头）；

由红绿灯控制系统给出左转弯道车辆通行的绿灯时间，次车道通行信号灯依然是红灯，左转弯车道放行后，需要等待一定的时间后，才能再次触发通行请求信号，在等待时间内，即使有车辆在车道上等待，设备也不会发出通行信号。

2.主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，包括通信模块、信号处理模块、车辆检测单元、行人过街请求设备、电源模块、红绿灯控制系统，所述行人过街请求设备和车辆检测单元与信号处理模块连接，所述信号处理模块和通信模块连接，所述通信模块和红绿灯控制系统连接，所述电源模块为行人过街请求设备、车辆检测单元、信号处理模块、通信模块和红绿灯控制系统提供电源。

3.根据权利要求2所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述通信模块为继电开关或者无线网络模块。

4.根据权利要求3所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述无线网络模块为WIFI或Zigbee或蓝牙模块。

5.根据权利要求2所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述供电模块为AC/DC模块。

6.根据权利要求2或5所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述供电模块为可充电的电池组。

7.根据权利要求6所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述供电模块为太阳能电池板或可充电的电池组。

8.根据权利要求2所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述信号处理模块为四取一逻辑电路、五取一逻辑电路或二取一逻辑电路，以及时间相序控制管理模块。

9.根据权利要求2所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述行人过街请求设备的开关可采用触摸传感器电路或者按压式节点开关。

10.根据权利要求2所述的主次车道十字路口的智能交通信号控制系统，其特征在于：所述主次车道车辆检测单元为视频检测、微波检测、红外检测、地感检测或者地磁检测。