CN108460975A

CN108460975A - 一种智能交通信号灯系统

Info

Publication number: CN108460975A
Application number: CN201810380520.8A
Authority: CN
Inventors: 钟建明
Original assignee: Shenzhen Innovation Import & Export Trading Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Innovation Import & Export Trading Co Ltd
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2018-08-28

Abstract

本发明提供了一种智能交通信号灯系统，包括交通信号灯、交通信号灯控制系统、无线信号发射器和无线接收设备，所述交通信号灯控制系统用于对交通信号灯进行控制，所述无线信号发射器与交通信号灯相连，用于将实时交通信号发送给无线接收设备，所述无线接收设备为无线耳机，所述无线耳机能够语音播报交通信号灯的亮灯情况。本发明的有益效果为：提供了一种智能交通信号灯系统，一方面，该信号灯系统能够实现对交通信号灯的有效控制，大大提高了路口通行效率，减缓了交通拥堵，另一方面，盲人佩戴无线耳机后能够安全的通过马路，大大提升了盲人的出行能力。

Description

一种智能交通信号灯系统

技术领域

本发明涉及信号灯技术领域，具体涉及一种智能交通信号灯系统。

背景技术

近年来随着汽车保有量的急剧増长，城市道路的交通拥堵现象越来越严重，尤其是在上下班高峰时段，由此也导致出行者的行程时间变长、耗油量提高、噪音和环境污染及交通事故等一系列问题。城市交通信号控制是通过对路口的信号灯进行有效的信号配时控制，对运行中的车辆进行准确地组织、调控，使其能够安全畅通地运行。显然，交通信号控制的优化对于缓解交通拥挤，提高交通运输效率具有重要意义。交通信号控制系统是一个复杂的非线性动态系统，由于受交通环境，天气，驾驶员选择，突发事件等因素的影响，使得传统交通信号控制系统的性能受到了很大的制约，无法满足现代交通需求。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种智能交通信号灯系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种智能交通信号灯系统，包括交通信号灯、交通信号灯控制系统、无线信号发射器和无线接收设备，所述交通信号灯控制系统用于对交通信号灯进行控制，所述无线信号发射器与交通信号灯相连，用于将实时交通信号发送给无线接收设备，所述无线接收设备为无线耳机，所述无线耳机能够语音播报交通信号灯的亮灯情况。

本发明的有益效果为：提供了一种智能交通信号灯系统，一方面，该信号灯系统能够实现对交通信号灯的有效控制，大大提高了路口通行效率，减缓了交通拥堵，另一方面，盲人佩戴无线耳机后能够安全的通过马路，大大提升了盲人的出行能力。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

附图标记：

交通信号灯1、交通信号灯控制系统2、无线信号发射器3、无线接收设备4。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种智能交通信号灯系统，包括交通信号灯1、交通信号灯控制系统2、无线信号发射器3和无线接收设备4，所述交通信号灯控制系统2用于对交通信号灯1进行控制，所述无线信号发射器3与交通信号灯1相连，用于将实时交通信号发送给无线接收设备4，所述无线接收设备4为无线耳机，所述无线耳机能够语音播报交通信号灯1的亮灯情况。

本实施例提供了一种智能交通信号灯系统，一方面，该信号灯系统能够实现对交通信号灯的有效控制，大大提高了路口通行效率，减缓了交通拥堵，另一方面，盲人佩戴无线耳机后能够安全的通过马路，大大提升了盲人的出行能力。

优选的，所述交通信号灯2设置在灯壳内，所述交通信号灯2的红灯对应的灯壳形状为圆形，所述交通信号灯2的黄灯对应的灯壳形状为正方形，所述交通信号灯2的绿灯对应的灯壳形状为三角形。

本优选实施例将不同颜色的交通信号灯置于不同形状灯壳内，实现了色盲人员安全通过路口。

优选的，所述交通信号灯控制系统2包括参数确定模块、建模模块、数据采集模块、控制模块，所述参数确定模块用于确定交通信号控制基本参数，所述建模模块用于建立十字路口交通流模型，所述数据采集模块用于采集十字路口的车流量，所述控制模块用于根据十字路口交通流模型和车流量对交通信号控制基本参数进行控制；

十字路口交通控制是交通信号控制的基础，其控制的有效性对干线和路网控制起着至关重要的作用，本优选实施例通过建立十字路口交通流模型，根据实时检测到的车流信息对路口的交通信号进行控制，能够有效疏解路口的交通流和减少车辆的延误。

优选的，所述交通信号控制基本参数采用信号周期长度和绿信比，所述信号周期长度表示一个信号周期的时间，所述绿信比表示一个信号相位的绿灯时间与信号周期长度的比值，式中，b_i表示第i个相位的绿信比，t_i表示第i个相位中绿灯的时长，T表示信号周期长度；

本优选实施例选择信号周期长度和绿信比作为交通信号控制基本参数，通过对信号周期长度和绿信比进行控制，能够实现对十字路口交通流的有效控制。

优选的，所述建模模块用于建立十字路口交通流模型：十字路口包括东西直行车流、东西右转车流、东西左转车流、南北直行车流、南北右转车流、南北左转车流、忽略右转车流，交通信号的四个信号相位分别控制南北直行车流，南北左转车流、东西直行车流、东西左转车流；

由于右转车流与其他方向车流均没有冲突点，在到达路口时可不需等待直接通过路口，也就不产生车辆延误，本优选实施例在建模过程中忽略右转车流，降低了信号控制的计算复杂度，有助于提高后续控制效率。

优选的，所述数据采集模块用于采集各方向实时车流状况：确定检测函数q_n：

所述控制模块包括一次处理子模块、二次处理子模块和三次处理子模块，所述一次处理子模块用于确定当前相位的车辆延误指数，所述二次处理子模块用于确定信号周期长度内的车辆延误指数，所述三次处理子模块用于根据信号周期长度内的车辆延误指数调节信号周期长度和各信号相位绿信比；

所述一次处理子模块用于确定每个相位的车辆延误：在任意时刻，四相位控制的交通信号绿灯相位有一个，红灯相位有三个，则第n个时间点的绿灯每条车道的车辆排队长度为：

式中，P_gn表示绿灯相位每条车道的车辆排队长度，q_i表示第i个时间点的车辆到达情况，c表示车道数，s表示饱和流率，a₁表示绿灯相位在本相位开始时的等待车辆数，z＝

第n个时间点的红灯相位每条车道的车辆排队长度为：

式中，P_rjn表示第j个红灯相位每条车道的车辆排队长度，a_j表示第j个红灯相位在本相位开始时的等待车辆数，j＝1,2,3；

当前相位车辆延误指数为：

式中，Y表示当前相位车辆延误指数，Y_gn表示当前绿灯相位每条车道的车辆总延误，其中，Y_rjn表示第j个红灯相位每条车道的车辆总延误，其中，Y越大，表示当前相位车辆延误越厉害；

所述二次处理子模块用于确定信号周期长度内的车辆延误指数：根据当前相位车辆延误指数确定信号周期内的车辆延误指数：

式中，W表示信号周期内的车辆延误指数，Y_x表示信号周期内第x个相位的车辆延误指数；W越大，表示信号周期内车辆延误越厉害；

本优选实施例通过数据采集模块和控制模块，实现了交通信号的准确控制，减少了交通拥堵，提升了交通信号控制的智能化程度，具体的，定义当前相位的车辆延误指数和信号周期内的车辆延误指数，当前相位的车辆延误指数反映了当前相位车流的拥堵情况，并以此为依据对绿信比进行控制，信号周期内的车辆延误指数反映了信号周期内车流的拥堵情况，并以此为依据对信号周期进行控制保证了交通信号的准确控制。

在十字路口安装本发明智能交通信号灯系统，选取5个路口进行实验，分别为路口1、路口2、路口3、路口4、路口5，对交通拥堵时间和信号灯等待时间进行统计，同现有交通信号控制系统相比，产生的有益效果如下表所示：

	交通拥堵时间减少	信号灯等待时间减少
			路口1	29％	27％
路口2	27％	26％
			路口3	26％	26％
路口4	25％	24％
			路口5	24％	22％

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种智能交通信号灯系统，其特征在于，包括交通信号灯、交通信号灯控制系统、无线信号发射器和无线接收设备，所述交通信号灯控制系统用于对交通信号灯进行控制，所述无线信号发射器与交通信号灯相连，用于将实时交通信号发送给无线接收设备，所述无线接收设备为无线耳机，所述无线耳机能够语音播报交通信号灯的亮灯情况。

2.根据权利要求1所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述交通信号灯设置在灯壳内，所述交通信号灯的红灯对应的灯壳形状为圆形，所述交通信号灯的黄灯对应的灯壳形状为正方形，所述交通信号灯的绿灯对应的灯壳形状为三角形。

3.根据权利要求2所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述交通信号灯控制系统包括参数确定模块、建模模块、数据采集模块、控制模块，所述参数确定模块用于确定交通信号控制基本参数，所述建模模块用于建立十字路口交通流模型，所述数据采集模块用于采集十字路口的车流量，所述控制模块用于根据十字路口交通流模型和车流量对交通信号控制基本参数进行控制。

4.根据权利要求3所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述交通信号控制基本参数采用信号周期长度和绿信比，所述信号周期长度表示一个信号周期的时间，所述绿信比表示一个信号相位的绿灯时间与信号周期长度的比值，式中，b_i表示第i个相位的绿信比，t_i表示第i个相位中绿灯的时长，T表示信号周期长度。

5.根据权利要求4所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述建模模块用于建立十字路口交通流模型：十字路口包括东西直行车流、东西右转车流、东西左转车流、南北直行车流、南北右转车流、南北左转车流、忽略右转车流，交通信号的四个信号相位分别控制南北直行车流，南北左转车流、东西直行车流、东西左转车流。

6.根据权利要求5所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述数据采集模块用于采集各方向实时车流状况：确定检测函数q_n：

7.根据权利要求6所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述控制模块包括一次处理子模块、二次处理子模块和三次处理子模块，所述一次处理子模块用于确定当前相位的车辆延误指数，所述二次处理子模块用于确定信号周期长度内的车辆延误指数，所述三次处理子模块用于根据信号周期长度内的车辆延误指数调节信号周期长度和各信号相位绿信比。

8.根据权利要求7所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述一次处理子模块用于确定每个相位的车辆延误：在任意时刻，四相位控制的交通信号绿灯相位有一个，红灯相位有三个，则第n个时间点的绿灯每条车道的车辆排队长度为：

式中，P_gn表示绿灯相位每条车道的车辆排队长度，q_i表示第i个时间点的车辆到达情况，c表示车道数，s表示饱和流率，a₁表示绿灯相位在本相位开始时的等待车辆数，

第n个时间点的红灯相位每条车道的车辆排队长度为：

当前相位车辆延误指数为：

式中，Y表示当前相位车辆延误指数，Y_gn表示当前绿灯相位每条车道的车辆总延误，其中，Y_rjn表示第j个红灯相位每条车道的车辆总延误，其中，Y越大，表示当前相位车辆延误越厉害。

9.根据权利要求8所述的智能交通信号灯系统，其特征在于，所述二次处理子模块用于确定信号周期长度内的车辆延误指数：根据当前相位车辆延误指数确定信号周期内的车辆延误指数：

式中，W表示信号周期内的车辆延误指数，Y_x表示信号周期内第x个相位的车辆延误指数；W越大，表示信号周期内车辆延误越厉害。