CN109166326A - 无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统及方法，采集装置采集路口的车辆排队长度；信号控制器根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；3D‑光影幕墙显示系统显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间。本发明可以根据车辆与行人的流量确定“允许通行”与“禁止通行”信号的切换，有效地节约绿灯时间，避免了传统的固定信号配时中绿灯时间内无车辆或行人通过的情况，提高道路的通行效率。
Description
技术领域
本发明涉及城市智能交通技术领域，具体涉及无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统及方法。
背景技术
近年来，随着城市化进程的快速发展，城镇人口也随之暴增，带来了诸多的城市交通问题。其中，与我们生活息息相关的交通安全问题是诸多问题中最为突出的一个。尤其是城市交叉口范围，人车混行给交通控制和管理带来了诸多不便虽然交管部门对于交叉口行人采取了管理与处罚措施，如设置行人自动栏杆机、对违章行人罚款或、视频曝光等，但仍然不能有效遏制“中国式”过马路的行为，交叉口范围依旧是交通事故频发区。
目前，城市交叉口大多采用基于交通信号灯的固定配时设计方案，这一措施从理论上来讲能有效的进行人车分离，各行其道，但是由于不同相位内车辆的通过率的差别，造成交叉路口的使用率下降；为此有城市引入了感应式的控制策略，能有效提高交叉路口的使用效率，但由于基本都是设置在特殊交叉口，普及率仍然远远不足。此外，由于每个路口尤其是十字交叉口要设置四个交通灯，其前期投入和后期维护成本较高，且城市美观也受影响。
近年来，视频采集与处理技术日益成熟，在交通领域也被广泛采用。传感器技术和3D-光影幕墙技术也日趋完善，且在不同领域都有成熟的应用。因此将这些成熟的高新技术相结合，应用在城市交叉路口的人车混合控制中不失为一种好方法。为了既能保障行人过马路的安全性，又能有效地提高车辆的通行效率；本发明基于视频采集与处理技术、传感器技术、3D-光影幕墙技术及感应式控制技术等，提出了一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统及方法。
发明内容
本发明公开了一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，包括：
采集装置，用于采集路口的车辆排队长度；
信号控制器，用于根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；所述响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；
3D-光影幕墙显示系统，用于显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间。
作为本发明的进一步改进，若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系。
作为本发明的进一步改进，所述采集装置，还用于采集路口的行人数量；
所述信号控制器，还用于根据行人数量做出相应的响应控制调整；所述响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
作为本发明的进一步改进，所述采集装置包括：
车辆传感器，用于采集所在路段的车辆排队长度；
视频采集装置，用于采集所在路段的行人数量；
视频处理装置，用于对视频采集装置采集的图像进行去雾处理。
作为本发明的进一步改进，所述3D-光影幕墙显示系统包括光影幕墙；
所述光影幕墙，用于显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间、光影幕墙颜色以及“红灯亮，禁止通行”或“绿灯亮，允许通行”的警示语。
本发明还公开了一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，包括：
采集路口的车辆排队长度；
根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；所述响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；
显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间。
作为本发明的进一步改进，若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系。
作为本发明的进一步改进，所述线性关系为：(“允许通行”的时间－“允许通行”的最短时间)：(“允许通行”的最长时间－“允许通行”的最短时间)＝(车辆排队长度－最小长度阈值)：(最大长度阈值－最小长度阈值)。
作为本发明的进一步改进，还包括：
采集路口的行人数量；
根据行人数量做出相应的响应控制调整；所述响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
作为本发明的进一步改进，“允许通行”的最长时间为45s，“允许通行”的最短时间为30s。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明可以根据车流的大小确定“允许通行”与“禁止通行”信号的切换，有效地节约绿灯时间，避免了传统的固定配置控制中绿灯时间内无车辆或行人通过的情况，使得道路的使用率有效地提高；
本发明中采用3D-光影幕墙技术，可以有效地隔离人车混行，制止不遵守交通规则的行为；并且根据行人数量适度增加绿灯时间，更大限度地保障行人的安全；
本发明中的感应式控制和3D-光影幕墙技术相结合的交叉口控制策略技术成熟，投资少，建设周期短；本发明基于目前的基础设施和技术发展水平，不需专门投巨资进行基础研究，只需要在现有技术基础上加以完善就可以满足需要。本发明只需在现有的基础设施的基础上，进行改造建设即可，工期很短。对于缓解城市交通、提高交叉路口的使用效率和行人的安全，具有明显的效果。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统的框架图；
图2为本发明一种实施例公开的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法的流程图；
图3为本发明一种实施例公开的交叉路口整体效果图；
图4为图3中南北向光影幕墙的显示图；
图5为图3中东西向光影幕墙的显示图。
图中：
1、信号控制器；2、车辆传感器；3、视频采集装置；4、视频处理装置；5、3D-光影幕墙显示系统；a、光影幕墙；b、东西向正在通过交叉路口的行人；c、南北向等待通过交叉路口的行人；d、东西向正在通过交叉路口的车辆；e、南北向等待通过交叉路口的车辆。
具体实施方式
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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：
针对现今主流基于城市交叉路口交通信号的固定配时控制策略的情况，本发明借助于3D-光影幕墙技术、视频采集与处理技术和传感器技术，提出了无交通信号灯的新型感应式控制与信号显示系统及方法。
如图1所示，本发明提供一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，包括：采集装置、信号控制器1、3D-光影幕墙显示系统5及其配套设施；其中：
采集装置，用于采集路口的车辆排队长度以及行人数量，并将采集结果传至信号控制器1中；采集装置包括车辆传感器2、视频采集装置3和视频处理装置4，视频采集装置3和视频处理装置4集成为一整体，车辆传感器2用于采集所在路段的车辆排队长度/车流量；视频采集装置3可选用相机等装置，视频采集装置3也可采集所在路段的车辆排队长度，并与车辆传感器2所采集的车辆排队长度进行融合处理得到最终的车辆排队长度；视频采集装置3还用于采集所在路段的行人数量，视频处理装置4用于对视频采集装置3采集的图像进行去雾处理。
信号控制器1，用于根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略以及根据行人数量做出相应的响应控制调整，进行相位切换，即“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；其中，响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间。响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
3D-光影幕墙显示系统5包括光影幕墙，用于显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间、光影幕墙颜色以及“红灯亮，禁止通行”或“绿灯亮，允许通行”的警示语。
进一步，本发明“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系为：(“允许通行”的时间－“允许通行”的最短时间)：(“允许通行”的最长时间－“允许通行”的最短时间)＝(车辆排队长度－最小长度阈值)：(最大长度阈值－最小长度阈值)。
进一步，本发明的最小长度阈值、最大长度阈值、“允许通行”的最短时间、“允许通行”的最长时间、预设人数阈值可根据实际交通情况进行设置；在本发明中可选择最小长度阈值为20m、最大长度阈值为50m、“允许通行”的最短时间为30s、“允许通行”的最长时间为45s、预设人数阈值为10人。
如图2所示，本发明提供一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，包括：
采集路口的车辆排队长度和行人数量；
根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略以及根据行人数量做出相应的响应控制调整，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间、光影幕墙颜色以及“红灯亮，禁止通行”或“绿灯亮，允许通行”的警示语。
进一步，本发明“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系为：(“允许通行”的时间－“允许通行”的最短时间)：(“允许通行”的最长时间－“允许通行”的最短时间)＝(车辆排队长度－最小长度阈值)：(最大长度阈值－最小长度阈值)。
进一步，本发明的最小长度阈值、最大长度阈值、“允许通行”的最短时间、“允许通行”的最长时间、预设人数阈值可根据实际交通情况进行设置；在本发明中可选择最小长度阈值为20m、最大长度阈值为50m、“允许通行”的最短时间为30s、“允许通行”的最长时间为45s、预设人数阈值为10人。
实施例：
十字交叉路口南北向通行、东西向禁行，当南北向通行即将向东西向通行进行相位切换时：通过采集装置采集东西向路段的车辆排队长度，若等待路口的车辆排队长度≤20(最小长度阈值)时，则相位切换后东西向的光影幕墙显示30s(“允许通行”的最短时间)，光影幕墙颜色为绿色，并显示出“绿灯亮、允许通行”的警示语，如图5所示；同理，南北向的光影幕墙显示如图4所示的效果，南北向的光影幕墙呈红色；若车辆排队长度为30，其介于20(最小长度阈值)与50(最大长度阈值)之间时，则相位切换后东西向的光影幕墙按照“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系，显示35s；若等待路口的车辆排队长度≥50(最大长度阈值)时，则相位切换后东西向的光影幕墙显示45s(“允许通行”的最长时间)；本发明以“允许通行”的时间为30s进行后续说明。
图3为上述相位切换后十字交叉路口示意图，b为东西向通过交叉路口的行人，c为南北向等待通过交叉路口的行人；d为东西向通过交叉路口的车辆，e为南北向等待通过交叉路口的车辆。当东西向的通行时间即将结束或结束时，若检测到东西向通过交叉路口的行人小于10(预设人数阈值)，则通行时间不改变，直接进行相位切换；若检测到东西向通过交叉路口的行人≥10(预设人数阈值)时，则将“允许通行”的时间延长至45s(“允许通行”的最长时间)，即多增加15s，以此来最大限度的保障行人的安全；总45s走完后直接进行东西向通行向南北向通行的相位切换；
重复上述操作，进行交叉路口的不间断控制。
本发明的优点为：
1、更安全：本发明中采用3D-光影幕墙技术，可以有效地隔离人车混行，制止不遵守交通规则的行为；并且根据行人数量适度增加绿灯时间，更大限度地保障行人的安全；
2、更高效：本发明中采用基于视频和交通传感器的感应式控制方法可以根据车流的大小确定“允许通行”与“禁止通行”信号的切换，有效地节约绿灯时间，避免了传统的固定配置控制中绿灯时间内无车辆或行人通过的情况，使得道路的使用率有效地提高；
3、更经济：本发明中的感应式控制和3D-光影幕墙技术相结合的交叉口控制策略技术成熟，投资少，建设周期短。本发明基于目前的基础设施和技术发展水平，不需专门投巨资进行基础研究，只需要在现有技术基础上加以完善就可以满足需要。本发明只需在现有的基础设施的基础上，进行改造建设即可，工期很短。对于缓解城市交通、提高交叉路口的使用效率和行人的安全，具有明显的效果。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，其特征在于，包括：
采集装置，用于采集路口的车辆排队长度；
信号控制器，用于根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；所述响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；
3D-光影幕墙显示系统，用于显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间。
2.如权利要求1所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，其特征在于，若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系。
3.如权利要求1所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，其特征在于，所述采集装置，还用于采集路口的行人数量；
所述信号控制器，还用于根据行人数量做出相应的响应控制调整；所述响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
4.如权利要求3所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，其特征在于，所述采集装置包括：
车辆传感器，用于采集所在路段的车辆排队长度；
视频采集装置，用于采集所在路段的行人数量；
视频处理装置，用于对视频采集装置采集的图像进行去雾处理。
5.如权利要求1所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制系统，其特征在于，所述3D-光影幕墙显示系统包括光影幕墙；
所述光影幕墙，用于显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间、光影幕墙颜色以及“红灯亮，禁止通行”或“绿灯亮，允许通行”的警示语。
6.一种无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，其特征在于，包括：
采集路口的车辆排队长度；
根据车辆排队长度做出相应的响应控制及策略，进行“允许通行”与“禁止通行”的相位切换；所述响应控制及策略为：当相位切换时，若等待路口的车辆排队长度≤最小长度阈值，则输出“允许通行”的最短时间；若等待路口的车辆排队长度≥最大长度阈值，则输出“允许通行”的最长时间；
显示路口“允许通行”或“禁止通行”的时间。
7.如权利要求6所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，其特征在于，若车辆排队长度介于最小长度阈值与最大长度阈值之间时，则输出的“允许通行”的时间与车辆排队长度呈线性关系。
8.如权利要求7所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，其特征在于，所述线性关系为：(“允许通行”的时间－“允许通行”的最短时间)：(“允许通行”的最长时间－“允许通行”的最短时间)＝(车辆排队长度－最小长度阈值)：(最大长度阈值－最小长度阈值)。
9.如权利要求6所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，其特征在于，还包括：
采集路口的行人数量；
根据行人数量做出相应的响应控制调整；所述响应控制调整为：当“允许通行”的时间结束时，若检测到通行路段的行人数量≥预设人数阈值，则将“允许通行”的时间延长至“允许通行”的最长时间。
10.如权利要求6所述的无交通信号灯的城市交叉路口新型控制方法，其特征在于，“允许通行”的最长时间为45s，“允许通行”的最短时间为30s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190108 |
|
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