CN110473412A - 一种红绿灯控制系统 - Google Patents

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来灿平
来钢明
沈雅丽
王燕
章国伟
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Abstract

本发明公开了一种红绿灯控制系统，涉及交通工程的技术领域，其技术方案要点包括有车流量统计单元，车流量统计单元通过通信模块电连接有数据分析处理单元，数据分析处理单元电连接有红绿灯控制单元，红绿灯控制单元控制车用红绿灯和人用红绿灯的显示、转向以及时长；还包括有人流量统计单元，人流量统计单元与数据分析处理单元通过通信模块电连接；数据分析处理单元根据车流量信号得出车流基准信号，根据人流量信号得出人流基准信号，再将车流基准信号与人流基准信号进行对比，若人流基准信号大于车流基准信号，则红绿灯控制单元控制车用红绿灯的下一次停车的时间延长。本发明具有红绿灯延时、转向时间更加合理的效果。

Description

一种红绿灯控制系统
技术领域
本发明涉及交通工程的技术领域，更具体地说，它涉及一种红绿灯控制系统。
背景技术
现有的交通控制系统的交通信号灯(红绿灯)时间基本上是经验设定的，按时段固定时间的控制方式。这些路口的交通控制信号不会根据车流量变化实时调整，经常出现有车的方向红灯，而没车的方向长时间绿灯。这种实际道路车辆状况和交通控制信号不同步的情况会增加车辆停留次数和时间，浪费现有的道路资源，恶化交通拥堵状态，加大能源消耗和废气污染。
现有技术中，申请公布号为CN109191871A的一篇中国专利公开了一种红绿灯控制系统，包括车流量统计装置、红绿灯控制装置、数据分析处理模块和通信模块；通信模块将车流量统计装置统计的车流信息传送至数据分析处理模块；红绿灯控制装置包括设于交叉路口的第一红绿灯控制模块以及设于与所述交叉路口相邻的至少一个交叉路口的第二红绿灯控制模块；数据分析处理模块与第一红绿灯控制模块...第N红绿灯控制模块电连接，对信息进行整合分析，若干红绿灯控制模块根据统计的车流量来控制红绿灯信号的时长和转向。对车流量进行实时检测，对实时变化的车流量做出相应反应，来控制红绿灯进行相应的变化，以减少交叉路口拥堵现象的发生。
但是这种红绿灯控制系统和其他红绿灯控制系统一样，只考虑到了车流量的考虑，而忽视了人流量因素，尤其是一些比较大的路口和一些人流量特别频繁的路口，单单只是根据车流量来调整红绿灯还不够合理。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种红绿灯控制系统，适用于人流量大的路段，综合考虑人流量和车流量，具有红绿灯延时、转向时间更加合理的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种红绿灯控制系统，包括有用于检测路口车流量并输出车流量信号的车流量统计单元，车流量统计单元通过通信模块电连接有数据分析处理单元，数据分析处理单元电连接有红绿灯控制单元，红绿灯控制单元控制车用红绿灯和人用红绿灯的显示、转向以及时长；还包括有用于检测路口人流量并输出人流量信号的人流量统计单元，所述人流量统计单元与数据分析处理单元通过通信模块电连接；数据分析处理单元根据车流量信号得出车流基准信号，根据人流量信号得出人流基准信号，再将车流基准信号与人流基准信号进行对比，若人流基准信号大于车流基准信号，则红绿灯控制单元控制车用红绿灯的下一次停车的时间延长，红绿灯控制单元控制人用红绿灯的下一次可通过的时间延长；若人流基准信号小于或等于车流基准信号，则数据分析处理单元根据车流量的增大而驱使红绿灯控制单元控制车用红绿灯的下一次停车的时间缩短，红绿灯控制单元控制人用红绿灯的下一次可通过的时间缩短。
通过采用上述技术方案，先将检测到的车流量信息和人流量信息转换成用于比较的车流基准信号和人流基准信号，在车用红绿灯和人用红绿灯在基础的延时和转向的基础上，若人流基准信号小于或者等于车流基准信号，车用红绿灯随着车流量的增大而减少下一次停车的时间（即下一次车用的绿灯持续时间增长，可通过更多的车），同时人用红绿灯的下次可通过的时间缩短（即下一次人用的红灯持续时间增长）。若人流基准信号大于车流基准信号，则车用红绿灯的下一次停车的时间延长（即下一次车用的红灯持续时间增长），人用红绿灯的下一次可通过的时间延长（即下一次人用的绿灯持续时间增长，可供更多的人通过）。需要提及的是，不管是车用红绿灯还是人用红绿灯，红灯持续时间加上绿灯持续时间的总时间都是不变的。综合考虑人流量和车流量，具有红绿灯延时转向时间更加合理的效果。
本发明进一步设置为：所述数据分析处理单元预设有数值交换表，数值交换表上包括有汽车数量范围以及对应的数值大小、人员数量范围以及对应的数值大小；数据分析处理单元根据对应的数值大小得到人流基准信号和车流基准信号的对比结果。
通过采用上述技术方案，数值交换表的设置相当于给出一个标准的转换依据，按照数值交换表来转换得到对应的数值，便于设备的合理运行，同时还可以通过后台改变数值交换表内的数据，可根据不同路段的实际情况进行调整。
本发明进一步设置为：所述车流量统计单元包括有车流图像采集器和图像处理计算装置，车流图像采集器为多个高清摄像头，多个高清摄像头拍摄一条路段驶入和驶出的汽车图像信息，图像处理计算装置根据汽车图像信息得出该条路段一段时间内，汽车驶入的数量和驶出的数量，从而输出车流量信号。
通过采用上述技术方案，汽车驶入的数量减去汽车驶出的数量再加上之前的路段内原有的汽车数量就等于该路段现有的数量，通过这种方式得出该路段内的汽车数量，适用于较长的路段，可以减少高清摄像头的数量。
本发明进一步设置为：所述人流量统计单元包括有人流图像采集器和人像识别器，所述人流图像采集器为多个高清摄像头。
通过采用上述技术方案，人像识别器具有完善和强大的人员识别功能，通过人像识别器来判断是否是行人，能够保证数据的准确性。
本发明进一步设置为：所述人流图像采集器和所述车流图像采集器共用一部分的高清摄像头，且高清摄像头拍摄到的图片信息还用于判断是否有无交通违规的现象发生。
通过采用上述技术方案，高清摄像头拍摄到的图片信息可用来多用，具有合理运用的效果。
本发明进一步设置为：所述数据分析处理单元在分析处理的过程时，车用红绿灯为黄灯，且人用红绿灯为红灯，若人流基准信号大于车流基准信号，则车用红绿灯的黄灯延长特定的时长，且人用红绿灯的红灯延长相同特定的时长。
通过采用上述技术方案，车用红绿灯为黄灯时，对应的人用红绿灯为红灯，示意人员不要通过路口，具有提高安全性的效果。
本发明进一步设置为：人流基准信号和车流基准信号均采用阿拉伯数字，若人流基准信号减去车流基准信号后得到的值为0-10，则延长特定的时长为1s；若得到的值为11-20，则延长特定的时长为2s；若得到的值为20以上，则延长特定的时长为3s。
通过采用上述技术方案，采用阿拉伯数字来计算人流基准信号和车流基准信号，便于后台人员识别。
本发明进一步设置为：还包括有电连接于数据分析处理单元的数据记录单元，数据记录单元按照日期、时间将车流量统计单元的车流量信息和人流量统计单元的人流量信息进行保存，以供后期人员对数值交换表内的数据进行更改。
通过采用上述技术方案，对信息数据进行保存留底，后台人员可调出之前的资料，并判断主观调整数值交换表内的内容。
本发明进一步设置为：所述数据分析处理单元还包括有初始信息控制单元，初始信息控制单元预设有一天的时间表以及多个红绿灯延时信息不同的初始规律模块，将不同的初始规律模块与时间表相对应，从而实现各个时间段的红绿灯的延时和转向。
通过采用上述技术方案，后台人员可以根据数据记录单元内的记录信息，来判断一天时间内，该路段的车流情况和人流情况，根据车流情况和人流情况将不同的初始规律模块与时间表上的时间段对齐，从而实现各个时间段内的红绿灯延时和转向，即各个时间段都有对应的初始的时间，比如在车流量最多的时间段适当选择车用红绿灯中绿灯持续时间较久的初始规律模块，在人流量最多的时间段适当选择人用红绿灯中绿灯持续时间较久的初始规律模块，后台人员可通过数据记录单元内的记录信息来分辨路况不同时间点的路况。需要提及的是，初始规律模块是该路段在该段时间内的红绿灯的基础延时转向，实际情况为基础延时转向，加上当时的车流量以及人流量的检测对比结果后的调整。
综上所述，本发明适用于人流量较多的路段，同时还适用于较长的路段，可以减少高清摄像头需要的数量，综合考虑人流量和车流量，具有红绿灯延时、转向时间更加合理的效果。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是本发明中的初始信息控制单元图。
附图标记：1、车流量统计单元；2、人流量统计单元；3、通信模块；4、数据分析处理单元；5、红绿灯控制单元；6、车流图像采集器；7、图像处理计算装置；8、人流图像采集器；9、人像识别器；10、数值交换表；11、数据记录单元；12、初始信息控制单元；13、初始规律模块。
具体实施方式
参照附图对本发明做进一步说明。
本实施例公开了一种红绿灯控制系统，如图1所示，包括有用于检测路口车流量并输出车流量信号的车流量统计单元1、用于检测路口人流量并输出人流量信号的人流量统计单元2；车流量统计单元1和人流量统计单元2均通过通信模块3电连接有数据分析处理单元4，且数据分析处理单元4电连接有红绿灯控制单元5，红绿灯控制单元5控制车用红绿灯和人用红绿灯的显示、转向以及时长。数据分析处理单元4根据车流量信号得出车流基准信号，根据人流量信号得出人流基准信号，再将车流基准信号与人流基准信号进行对比，若人流基准信号大于车流基准信号，则红绿灯控制单元5控制车用红绿灯的下一次停车的时间延长（即下一次车用的红灯持续时间增长），红绿灯控制单元5控制人用红绿灯的下一次可通过的时间延长（即下一次人用的绿灯持续时间增长，可供更多的人通过）；若人流基准信号小于或等于车流基准信号，则数据分析处理单元4根据车流量的增大而驱使红绿灯控制单元5控制车用红绿灯的下一次停车的时间缩短（即下一次车用的绿灯持续时间增长，可通过更多的车），红绿灯控制单元5控制人用红绿灯的下一次可通过的时间缩短（即下一次人用的红灯持续时间增长）。需要提及的是，不管是车用红绿灯还是人用红绿灯，红灯持续时间加上绿灯持续时间的总时间都是不变的。综合考虑人流量和车流量，具有红绿灯延时转向时间更加合理的效果。
如图1所示，车流量统计单元1包括有车流图像采集器6和图像处理计算装置7，车流图像采集器6为多个高清摄像头，多个高清摄像头拍摄一条路段驶入和驶出的汽车图像信息，图像处理计算装置7根据汽车图像信息得出该条路段一段时间内，汽车驶入的数量和驶出的数量，从而输出车流量信号。汽车驶入的数量减去汽车驶出的数量再加上之前的路段内原有的汽车数量就等于该路段现有的数量，通过这种方式得出该路段内的汽车数量，适用于较长的路段，可以减少高清摄像头的数量。人流量统计单元2包括有人流图像采集器8和人像识别器9，人流图像采集器8为多个高清摄像头。人像识别器9具有完善和强大的人员识别功能，通过人像识别器9来判断是否是行人，能够保证数据的准确性。且人流图像采集器8和车流图像采集器6共用一部分的高清摄像头，高清摄像头拍摄到的图片信息还用于判断是否有无交通违规的现象发生，进一步节省高清摄镜头需要的数量，高清摄像头拍摄到的图片信息可用来多用，具有合理运用的效果。
如图1所示，数据分析处理单元4在分析处理的过程时，车用红绿灯为黄灯，且人用红绿灯为红灯，若人流基准信号大于车流基准信号，则车用红绿灯的黄灯延长特定的时长，且人用红绿灯的红灯延长相同特定的时长。车用红绿灯为黄灯时，对应的人用红绿灯为红灯，示意人员不要通过路口，具有提高安全性的效果。人流基准信号和车流基准信号均采用阿拉伯数字，若人流基准信号减去车流基准信号后得到的值为0-10，则延长特定的时长为1s；若得到的值为11-20，则延长特定的时长为2s；若得到的值为20以上，则延长特定的时长为3s。采用阿拉伯数字来计算人流基准信号和车流基准信号，便于后台人员识别。
如图1所示，数据分析处理单元4预设有数值交换表10，数值交换表10上包括有汽车数量范围以及对应的数值大小、人员数量范围以及对应的数值大小；数据分析处理单元4根据对应的数值大小得到人流基准信号和车流基准信号的对比结果。数值交换表10的设置相当于给出一个标准的转换依据，按照数值交换表10来转换得到对应的数值，便于设备的合理运行，同时还可以通过后台改变数值交换表10内的数据，可根据不同路段的实际情况进行调整。
如图1、图2所示，还包括有电连接于数据分析处理单元4的数据记录单元11，数据记录单元11按照日期、时间将车流量统计单元1的车流量信息和人流量统计单元2的人流量信息进行保存，以供后期人员对数值交换表10内的数据进行更改。数据记录单元11对信息数据进行保存留底，后台人员可调出之前的资料，并判断主观调整数值交换表10内的内容。数据分析处理单元4还包括有初始信息控制单元12，初始信息控制单元12预设有一天的时间表以及多个红绿灯延时信息不同的初始规律模块13，将不同的初始规律模块13与时间表相对应，从而实现各个时间段的红绿灯的延时和转向。时间表可以选用一天二十四小时来进行区别，后台人员可以根据数据记录单元11内的记录信息，来判断一天时间内，该路段的车流情况和人流情况，根据车流情况和人流情况将不同的初始规律模块13与时间表上的时间段对齐，从而实现各个时间段内的红绿灯延时和转向，即各个时间段都有对应的初始的时间，比如在车流量最多的时间段适当选择车用红绿灯中绿灯持续时间较久的初始规律模块13，在人流量最多的时间段适当选择人用红绿灯中绿灯持续时间较久的初始规律模块13，后台人员可通过数据记录单元11内的记录信息来分辨路况不同时间点的路况。需要提及的是，初始规律模块13是该路段在该段时间内的红绿灯的基础延时转向，实际情况为基础延时转向，加上当时的车流量以及人流量的检测对比结果后的调整。
具体工况如下：
初始信息控制单元12先根据时间段和初始规律模块13得出红绿灯的时间，然后车流量统计单元1输出车流量信号，人流量统计单元2输出人流量信号，数据分析处理单元4依据数值交换表10车流基准信号和人流基准信号，再将车流基准信号与人流基准信号进行对比，最后根据比较结果，对车用红绿灯和人用红绿灯在初始规律模块13规定的红绿灯延时转向的基础上进行调整，具有红绿灯延时、转向时间更加合理的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，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 (9)

1.一种红绿灯控制系统，包括有用于检测路口车流量并输出车流量信号的车流量统计单元(1)，车流量统计单元(1)通过通信模块(3)电连接有数据分析处理单元(4)，数据分析处理单元(4)电连接有红绿灯控制单元(5)，红绿灯控制单元(5)控制车用红绿灯和人用红绿灯的显示、转向以及时长；其特征是：还包括有用于检测路口人流量并输出人流量信号的人流量统计单元(2)，所述人流量统计单元(2)与数据分析处理单元(4)通过通信模块(3)电连接；数据分析处理单元(4)根据车流量信号得出车流基准信号，根据人流量信号得出人流基准信号，再将车流基准信号与人流基准信号进行对比，若人流基准信号大于车流基准信号，则红绿灯控制单元(5)控制车用红绿灯的下一次停车的时间延长，红绿灯控制单元(5)控制人用红绿灯的下一次可通过的时间延长；若人流基准信号小于或等于车流基准信号，则数据分析处理单元(4)根据车流量的增大而驱使红绿灯控制单元(5)控制车用红绿灯的下一次停车的时间缩短，红绿灯控制单元(5)控制人用红绿灯的下一次可通过的时间缩短。
2.根据权利要求1所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述数据分析处理单元(4)预设有数值交换表(10)，数值交换表(10)上包括有汽车数量范围以及对应的数值大小、人员数量范围以及对应的数值大小；数据分析处理单元(4)根据对应的数值大小得到人流基准信号和车流基准信号的对比结果。
3.根据权利要求1所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述车流量统计单元(1)包括有车流图像采集器(6)和图像处理计算装置(7)，车流图像采集器(6)为多个高清摄像头，多个高清摄像头拍摄一条路段驶入和驶出的汽车图像信息，图像处理计算装置(7)根据汽车图像信息得出该条路段一段时间内，汽车驶入的数量和驶出的数量，从而输出车流量信号。
4.根据权利要求3所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述人流量统计单元(2)包括有人流图像采集器(8)和人像识别器(9)，所述人流图像采集器(8)为多个高清摄像头。
5.根据权利要求4所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述人流图像采集器(8)和所述车流图像采集器(6)共用一部分的高清摄像头，且高清摄像头拍摄到的图片信息还用于判断是否有无交通违规的现象发生。
6.根据权利要求2所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述数据分析处理单元(4)在分析处理的过程时，车用红绿灯为黄灯，且人用红绿灯为红灯，若人流基准信号大于车流基准信号，则车用红绿灯的黄灯延长特定的时长，且人用红绿灯的红灯延长相同特定的时长。
7.根据权利要求6所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：人流基准信号和车流基准信号均采用阿拉伯数字，若人流基准信号减去车流基准信号后得到的值为0-10，则延长特定的时长为1s；若得到的值为11-20，则延长特定的时长为2s；若得到的值为20以上，则延长特定的时长为3s。
8.根据权利要求2所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：还包括有电连接于数据分析处理单元(4)的数据记录单元(11)，数据记录单元(11)按照日期、时间将车流量统计单元(1)的车流量信息和人流量统计单元(2)的人流量信息进行保存，以供后期人员对数值交换表(10)内的数据进行更改。
9.根据权利要求8所述的一种红绿灯控制系统，其特征是：所述数据分析处理单元(4)还包括有初始信息控制单元(12)，初始信息控制单元(12)预设有一天的时间表以及多个红绿灯延时信息不同的初始规律模块(13)，将不同的初始规律模块(13)与时间表相对应，从而实现各个时间段的红绿灯延伸信息。
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