CN109979213A - 一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统 - Google Patents

一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统 Download PDF

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杨诗欣
宦蕴哲
蒋晨阳
李磊
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Abstract

本发明公开了一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。能够根据车流量大小来调整交通灯配时模式，具有实时调整交通灯配时模式的特点，对交通灯的配时更加合理，增强了道路资源的利用效率。

Description

一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统。
背景技术
作为城市经济发展的命脉，交通对城市经济的发展、人民生活水平的提高起着至关重要的作用。21世纪以来，道路交通的问题就一直限制着城市的发展，制约城市的经济建设。为了合理的规划城市的交通，需要使用科学的城市交通控制系统，为城市的快速发展提供最有效的解决方案。
传统的交通信号控制系统一般情况下是基于单片机、PLC和标准逻辑器件设计的。基于单片机的交通控制系统是利用CPU为核心来对交通灯进行控制，只能够执行定时算法；基于标准逻辑元器件的交通控制系统电路比较复杂，调试过程十分繁琐，同时系统稳定性不高，不便于设计。
存在以下缺陷：不能根据车流量大小实时调整交通灯配时模式。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种十字路口交通灯配时控制方法，包括：
确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
进一步的，施加控制作用f1-f9具体如下：
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：通过搜集该十字路口近期车流量数据，根据近期车流量统计后选取设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：实时监测该十字路口第一方向车流量及第二方向车流量，根据监测到的第一方向车流量及第二方向车流量设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
另一方面，本发明还提供一种十字路口交通灯配时控制装置，包括：
车流量确定模块，用于：确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
比较判断模块，用于：根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
输出控制模块，用于：根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制装置，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
进一步的，施加控制作用f1-f9具体如下：
另一方面，本发明还提供一种十字路口交通灯配时控制系统，包括控制模块，所述的控制模块包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行所述的十字路口交通灯配时控制方法。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制系统，还包括：
车流量监测模块，用于实时监测所在十字路口第一方向车流量及第二方向车流量。
有益效果：本发明提供的十字路口交通灯配时控制方法、装置及系统，具有实时调整交通灯配时模式的特点，对交通灯的配时更加合理，相比于传统的交通控制系统周期缩短了10-30s，因此能够更加有效的缓解交通压力和提高效率，减少道路资源不必要的浪费，提供了一种根据车流量大小来调整交通灯配时模式的方法，增强了道路资源的利用效率。以解决传统的交通控制系统采用了固定配时的方式，造成道路资源不必要浪费的问题。
附图说明
图1为实施例交通灯时序示意图；
图2为九点模糊控制算法坐标图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
一种十字路口交通灯配时控制方法，包括：
确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
进一步的，施加控制作用f1-f9具体如下：
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：通过搜集该十字路口近期车流量数据，根据近期车流量统计后选取设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制方法，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：实时监测该十字路口第一方向车流量及第二方向车流量，根据监测到的第一方向车流量及第二方向车流量设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
实施例2
一种十字路口交通灯配时控制装置，包括：
车流量确定模块，用于：确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
比较判断模块，用于：根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
输出控制模块，用于：根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制装置，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
进一步的，施加控制作用f1-f9具体如下：
实施例3
如图1所示，一种十字路口交通灯配时控制系统，包括控制模块，所述的控制模块包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行所述的十字路口交通灯配时控制方法。
进一步的，所述的十字路口交通灯配时控制系统，还包括：
车流量监测模块，用于实时监测所在十字路口第一方向车流量及第二方向车流量。
在一些具体实施例中，十字路口交通灯配时控制系统，采用南北直行+右转、南北左转、东西直行+右转、东西左转四种相位来实现对十字路口处交通的控制，因此需要直行灯、黄灯、红灯、左转灯各四个一共16个LED灯来控制十字道路的交通。其中，直行灯的规则设置为直行+右转，信号灯时序图如图1所示。
本实施例用ISSP输入车流辆的值，阈值0～30辆车，共有两个变量，一个代表南北方向的车辆数，一个代表东西方向的车辆数。将道路上的车辆数划分为3个档次：0≤V≤10为车流量小，11≤V≤20为车流量中，21≤V≤30为车流量大。用九点模糊控制算法来实现配时模式的实时调整，基本思想如图2所示，其中x轴表示南北道路的车流量，y轴表示东西道路的车流量。(Vsn和Vew分别代表南北和东西方向的车流量)。根据车流量施加以下控制作用：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9；
计算理想时长：一般而言，道路上左转车辆的数量大约占总数的1/3，右转直行车辆的数量大约占总数的2/3。一般情况下，一辆车从启动到通过十字路口的时间大约为4s，后一辆车大约在前一辆车启动后1s启动。因此，在车辆都顺利通过十字路口的理想状态下，满载情况下的道路(30辆车在路口处于等待状态)上所有车辆通过道路的最理想时长应为：
配时优化：由于计算出来的时间都是理想情况下车辆通过十字路口时间，并且车辆少的情况下，偶然性比较高。为了保证在实际情况下车辆能够在通行时间能全部通过十字路口，进行配时优化：
表1配时优化后后不同控制强度的配时模式
在一些实施例中，还包括闯红灯监测模块，采用红外避障探头模块，可以在2～30cm的范围内检测是否有障碍物，模拟检测是否有车辆闯红灯。
OV7670摄像头模块，能够实时路况监控，并在红外避障探头检测到有车辆闯红灯时图像暂停，附加2个按键，一个按键继续显示摄像头采集的图像，一个按键进行SDRAM清零。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种十字路口交通灯配时控制方法，其特征在于，包括：
确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
2.根据权利要求1所述的十字路口交通灯配时控制方法，其特征在于，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
3.根据权利要求2所述的十字路口交通灯配时控制方法，其特征在于，施加控制作用f1-f9具体如下：
4.根据权利要求1所述的十字路口交通灯配时控制方法，其特征在于，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：通过搜集该十字路口近期车流量数据，根据近期车流量统计后选取设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
5.根据权利要求1所述的十字路口交通灯配时控制方法，其特征在于，确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的方法为：实时监测该十字路口第一方向车流量及第二方向车流量，根据监测到的第一方向车流量及第二方向车流量设定第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew。
6.一种十字路口交通灯配时控制装置，其特征在于，包括：
车流量确定模块，用于：确定十字路口第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew；
比较判断模块，用于：根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断出施加的控制作用类型；
输出控制模块，用于：根据判断结果，发出指令按照控制作用类型对交通灯进行配时控制。
7.根据权利要求6所述的十字路口交通灯配时控制装置，其特征在于，根据第一方向车流量Vsn及第二方向车流量Vew的大小，判断施加的控制作用类型，包括：
(1)当21≤Vsn≤30且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f1；
(2)当11≤Vsn≤20且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f2；
(3)当0≤Vsn≤10且当21≤Vew≤30时，施加控制作用f3；
(4)当21≤Vsn≤30且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f4；
(5)当11≤Vsn≤20且当11≤Vew≤20时，施加控制作用f5；
(6)当0≤Vsn≤10且当11Vew≤20时，施加控制作用f6；
(7)当21≤Vsn≤30且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f7；
(8)当11≤Vsn≤20且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f8；
(9)当0≤Vsn≤10且当0≤Vew≤10时，施加控制作用f9。
8.根据权利要求7所述的十字路口交通灯配时控制装置，其特征在于，
施加控制作用f1-f9具体如下：
9.一种十字路口交通灯配时控制系统，其特征在于，包括控制模块，所述的控制模块包括存储器和处理器，存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行根据权利要求1-5任一项所述的十字路口交通灯配时控制方法。
10.根据权利要求9所述的十字路口交通灯配时控制系统，其特征在于，还包括：
车流量监测模块，用于实时监测所在十字路口第一方向车流量及第二方向车流量。
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