CN110853376A - 智能网络交通信号灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能网络交通信号灯，包括网络模块、协议数据接收模块、协议数据分析与处理模块、存储模块以及信号灯控制模块，存储模块中存储有交通信号配时表；网络模块用于接收网络传输过来的网络信号灯配时协议数据并传给所述协议数据接收模块；协议数据接收模块用于接收网络模块传来的网络信号灯配时协议数据并进行预处理；协议数据分析与处理模块用于分析和处理接收到的网络信号灯配时协议数据，得到信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表；信号灯控制模块用于根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。本发明实现了交通信号灯独立的智能控制功能，能独立工作，不需要交通信号机的控制，控制方便。

Description

智能网络交通信号灯

技术领域

本发明涉及交通控制领域，尤其涉及一种智能网络交通信号灯。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，但随之而来的是城市道路越来越拥堵。解决交通拥堵的问题，仅仅靠增加道路的宽度、长度、数量，以及限制汽车的数量等措施是不能奏效的，还必须辅以交通政策，以及交通管理系统。传统的交通管理系统，一般采用交通管控中心+交通信号机+交通信号灯的架构实现。该传统架构中，交通信号灯直接接受交通信号机的管理、交通信号灯之间不具备独立通信和协商的能力，只能简单地接收交通信号机的控制，不具备独立的智能控制功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能网络交通信号灯，旨在用于解决现有的交通信号灯不具备独立的智能控制功能的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种智能网络交通信号灯，包括网络模块、协议数据接收模块、协议数据分析与处理模块、存储模块以及信号灯控制模块，所述存储模块中存储有交通信号配时表；

所述网络模块用于接收网络传输过来的网络信号灯配时协议数据并传给所述协议数据接收模块；

所述协议数据接收模块用于接收网络模块传来的网络信号灯配时协议数据并进行预处理，然后上交给协议数据分析与处理模块；

所述协议数据分析与处理模块用于分析和处理接收到的网络信号灯配时协议数据，得到信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表；

所述信号灯控制模块用于根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。

进一步地，所述网络模块接收的网络信号灯配时协议数据包括控制中心传输过来的信号灯配时策略、信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略、本信号灯周围的各传感器传输过来的信号灯路口车流量以及天气信息这三类数据中的至少一种。

进一步地，所述协议数据分析与处理模块具体用于将控制中心传输过来的信号灯配时策略或者信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略直接写入交通信号配时表，或者根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息进行机器学习，分析计算出最优的信号灯配时策略并写入交通信号配时表。

进一步地，所述信号灯控制模块首先判断交通信号配时表中是否有控制中心传输过来的信号灯配时策略，如果有，则根据控制中心传输过来的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则判断是否有信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略，如果有，则根据主节点信号灯下发的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息计算出的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长。

进一步地，所述网络模块还用于接收信号灯集群中其他信号灯传输过来的主节点的竞选竞争协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据主节点的竞选规则选择接受该信号灯的主节点声明还是拒绝该信号灯的主节点声明并进入主节点竞争，被集群中其他所有信号灯所接受的信号灯成为主节点信号灯，其他的信号灯为从节点信号灯。

进一步地，所述存储模块中还存储有设备控制表，用于存储信号灯集群的主从节点的设备信息以及设备通信的路由信息。

进一步地，主节点信号灯综合各个信号灯路口的车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息，动态计算出最优的信号灯配时策略，下发给集群内包括自己在内的各个信号灯。

进一步地，所述网络模块还用于接收其他设备传输过来的设备自发现协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据网络信号灯自发现协议选择是否将该设备接入集群中。

进一步地，所述协议数据接收模块还用于接收控制中心传输的设备参数设置协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据控制中心传输的设备参数设置协议数据对信号灯进行参数设置。

进一步地，还包括协议数据发送模块，用于将信号灯的运行状态通过网络模块反馈给控制中心。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种智能网络交通信号灯，能够通过网络接收其他设备传输过来的网络信号灯配时协议数据，并根据网络信号灯配时协议数据，得到本信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表，然后根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。实现了交通信号灯独立的智能控制功能，能独立工作，不需要交通信号机的控制，控制方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种智能网络交通信号灯的结构框图；

图2为本发明实施例提供的多个智能网络交通信号灯组成集群的示意图。

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种智能网络交通信号灯，包括网络模块11、协议数据接收模块12、协议数据分析与处理模块13、存储模块以及信号灯控制模块14，本实施例中上述各模块均是指硬件模块，其功能可以借助软件来实现，其中，所述存储模块中存储有交通信号配时表15；

所述网络模块11用于接收网络传输过来的网络信号灯配时协议数据并传给所述协议数据接收模块；

所述协议数据接收模块12用于接收网络模块传来的网络信号灯配时协议数据并进行预处理，然后上交给协议数据分析与处理模块；

所述协议数据分析与处理模块13用于分析和处理接收到的网络信号灯配时协议数据，得到信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表15；

所述信号灯控制模块14用于根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。

本发明实施例提供的这种智能网络交通信号灯，能够通过网络接收其他设备传输过来的网络信号灯配时协议数据，并根据网络信号灯配时协议数据，得到本信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表，然后根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。实现了交通信号灯独立的智能控制功能，能独立工作，不需要交通信号机的控制，控制方便。

作为本实施例的优选，所述网络模块11接收的网络信号灯配时协议数据包括控制中心传输过来的信号灯配时策略、信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略、本信号灯周围的各传感器传输过来的信号灯路口车流量、天气信息等多种数据中的至少一种，根据这些数据中的任意一种，都可以得到信号灯的配时信息。

所述协议数据接收模块12对网络信号灯配时协议数据进行的预处理包括网络协议的拆包、分类等预处理操作。

作为本实施例的优选，所述协议数据分析与处理模块13具体用于将控制中心传输过来的信号灯配时策略或者信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略直接写入交通信号配时表15，或者根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息进行机器学习，分析计算出最优的信号灯配时策略并写入交通信号配时表15，自主学习的原则如下：如果车辆量较大，增加绿灯亮的时间，反之，增加红灯亮的时间；如果车辆量正常、天气情况良好则减少绿灯亮的时间，反之，增加绿灯亮的时间；当系统无法判断时，则在分析历史配时策略中查找并分析当前时间的配时策略并使用之。本实施例通过自主学习的配时方式，配时更加简单，更能实现独立控制。

作为本实施例的优选，所述信号灯控制模块14首先判断交通信号配时表15中是否有控制中心传输过来的信号灯配时策略，如果有，则根据控制中心传输过来的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则判断是否有信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略，如果有，则根据主节点信号灯下发的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息计算出的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长。

开始工作前，多个智能网络交通信号灯通过竞争选举协议自动协商组成一个集群，集群的范围可以是网络中所有智能信号灯、也可以是部分智能信号灯，集群范围的选择规则可以是基于区域、基于类型等。集群内根据时间优先、权限优先、距离优先等规则自主竞选出一个主节点。具体地，集群内每个智能网络交通信号节点都声明自己是主节点并通知其他节点，智能网络交通信号灯的网络模块11还用于接收信号灯集群中其他信号灯传输过来的主节点的竞选竞争协议数据，即主节点声明，所述协议数据分析与处理模块13还用于根据主节点的竞选规则选择接受该信号灯的主节点声明还是拒绝该信号灯的主节点声明并进入主节点竞争，被集群中其他所有信号灯所接受的信号灯成为主节点信号灯，其他的信号灯为从节点信号灯。主节点的竞选规则可以是时间优先、权限优先、距离优先等。当主节点信号灯出现故障时，信号灯集群自动从剩余的其他节点中选出新的主节点信号灯。智能网络交通信号灯的存储模块中还存储有设备控制表16，用于存储信号灯集群的主从节点的设备信息以及设备通信的路由信息，各节点将主从节点的设备信息、设备通信的路由信息写入对应的设备控制表，主节点信号灯综合各个信号灯路口的车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息，动态计算出最优的信号灯配时策略，下发给集群内包括自己在内的各个信号灯，实现车流量的动态调节。

如图2所示，下面以信号灯21为主节点为例，对竞选主节点的的过程进行描述。

智能网络交通信号灯的主节点21每隔一段时间T1就会向集群中的所有其他节点22～24广播发送一次探测包，如果其他节点在T2时间内没有返回就标示为不能访问。主设备节点内会维护一个设备状态映射表，表明当前节点的运行状态。

作为优选地，所述网络模块11还用于接收其他设备传输过来的设备自发现协议数据，所述协议数据分析与处理模块13还用于根据网络信号灯自发现协议选择是否将该设备接入集群中，实现设备的即插即用。

作为优选地，所述协议数据接收模块12还用于接收控制中心传输的设备参数设置协议数据，所述协议数据分析与处理模块13还用于根据控制中心传输的设备参数设置协议数据对信号灯进行参数设置。

进一步地，还包括协议数据发送模块17，用于将信号灯的运行状态通过网络模块反馈给控制中心，还用于在主节点竞选过程中向信号灯集群中其他信号灯发送主节点声明等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种智能网络交通信号灯，其特征在于：包括网络模块、协议数据接收模块、协议数据分析与处理模块、存储模块以及信号灯控制模块，所述存储模块中存储有交通信号配时表；

所述网络模块用于接收网络传输过来的网络信号灯配时协议数据并传给所述协议数据接收模块；

所述协议数据接收模块用于接收网络模块传来的网络信号灯配时协议数据并进行预处理，然后上交给协议数据分析与处理模块；

所述协议数据分析与处理模块用于分析和处理接收到的网络信号灯配时协议数据，得到信号灯的交通信号配时信息并写入交通信号配时表；

所述信号灯控制模块用于根据交通信号配时表中的数据，控制信号灯点亮的颜色和时长。

2.如权利要求1所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述网络模块接收的网络信号灯配时协议数据包括控制中心传输过来的信号灯配时策略、信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略、本信号灯周围的各传感器传输过来的信号灯路口车流量以及天气信息这三类数据中的至少一种。

3.如权利要求2所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述协议数据分析与处理模块具体用于将控制中心传输过来的信号灯配时策略或者信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略直接写入交通信号配时表，或者根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息进行机器学习，分析计算出最优的信号灯配时策略并写入交通信号配时表。

4.如权利要求3所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述信号灯控制模块首先判断交通信号配时表中是否有控制中心传输过来的信号灯配时策略，如果有，则根据控制中心传输过来的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则判断是否有信号灯集群中主节点信号灯下发的信号灯配时策略，如果有，则根据主节点信号灯下发的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长，如果没有，则根据信号灯路口车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息计算出的信号灯配时策略控制信号灯点亮的颜色和时长。

5.如权利要求1所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述网络模块还用于接收信号灯集群中其他信号灯传输过来的主节点的竞选竞争协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据主节点的竞选规则选择接受该信号灯的主节点声明还是拒绝该信号灯的主节点声明并进入主节点竞争，被集群中其他所有信号灯所接受的信号灯成为主节点信号灯，其他的信号灯为从节点信号灯。

6.如权利要求5所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述存储模块中还存储有设备控制表，用于存储信号灯集群的主从节点的设备信息以及设备通信的路由信息。

7.如权利要求6所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：主节点信号灯综合各个信号灯路口的车流量、天气、时间以及历史信号灯配时信息，动态计算出最优的信号灯配时策略，下发给集群内包括自己在内的各个信号灯。

8.如权利要求1所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述网络模块还用于接收其他设备传输过来的设备自发现协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据网络信号灯自发现协议选择是否将该设备接入集群中。

9.如权利要求1所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：所述协议数据接收模块还用于接收控制中心传输的设备参数设置协议数据，所述协议数据分析与处理模块还用于根据控制中心传输的设备参数设置协议数据对信号灯进行参数设置。

10.如权利要求1所述的智能网络交通信号灯，其特征在于：还包括协议数据发送模块，用于将信号灯的运行状态通过网络模块反馈给控制中心。

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