CN110930742A - 一种交通信号灯智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交通信号灯智能控制方法，包括：步骤100：在第一路口监测第一方向的往来车辆，向云端传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向上允许的第一通行时长；步骤200：所述云端处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向上的允许通行参数；所述允许通行参数满足：T2＝T1+tx1+t12T2是第二信号灯在所述第一方向上允许通行的开始时点，T1是第一路口允许通行开始时点，tx1是第一通行时长，t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向上的行驶时长。具有实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行的技术效果。

Description

一种交通信号灯智能控制方法
技术领域
本发明涉及一种交通信号灯智能控制方法及其系统，尤其涉及智能视频图像处理技术，利用算法计算各个路口车辆数量，智能调动信号灯实现车辆快速通行。
背景技术
目前，在中国大中型城市、中西部城市市中心，高峰时间道路承载的车辆数量已期于饱和，尤其是每天上下班高峰时间段，车辆拥堵问题严重，极端情况单个路口通行时间超过30分钟，极大浪费时间，且易造成局部空气污染。
造成道路拥堵的原因有很多，一是道路规划不合理，以大干道网络为主、缺少毛细道交通网络；另一个重大原因是道路信号灯设置不规范，依据信号灯疏导交通的能力低，交通信号灯系统一天24时工作流程及节奏不变，无法针对实时交通状态做出适时调整，堵塞的道路堵、分配给顺畅的道路的长时间绿灯信号造成浪费，并且几百米一个信号灯，车辆刚等了一个红灯，到下一路口时，又是几十秒的红灯，如此反复，造成大规模潮汐交通，无法形成大概率、高效率连续通行。
因而，如何实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行成为了城市治理者亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种交通信号灯智能控制方法及其系统，利用道路高清摄像头获取数据，加以计算，来以控制信号灯。具有实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行的技术效果。
本发明提供一种交通信号灯智能控制方法，包括：
步骤100：在第一路口监测第一方向的往来车辆，向云端传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向上允许的第一通行时长；
步骤200：所述云端处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向上的允许通行参数；
所述允许通行参数满足：
T2＝T1+tx1+t12
T2是第二信号灯在所述第一方向上允许通行的开始时点，T1是第一路口允许通行开始时点，tx1是第一通行时长，t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向上的行驶时长。
优选地，步骤100中还包括：在第一路口监测第二方向的往来车辆，向云端传输第二车辆数据、第一路口在所述第二方向上允许的第二通行时长；
tx1满足：(nFXG+mFXB)/tx1＝p(kFYG+hFYB)/ty1
其中：n+m＝1,k+h＝1；p是干道系数，表示第一路口在第一方向与第二方向上的道路车辆承载比率；ty1是第二通行时长；FXG是第一路口在所述第一方向上正向行驶的车辆数，FXB是第一路口在所述第一方向上反向行驶的车辆数；FYG是第一路口在所述第二方向上正向行驶的车辆数，FYB是第一路口在所述第二方向上反向行驶的车辆数。
优选地，t12是以速度Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，t12是以速度0.5Vmax～0.9Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，t12是以速度0.8Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，n、m、k、h的范围均为0.2以上、0.8以下。
优选地，n、m、k、h均为0.5。
优选地，p的范围为1/36～36。
优选地，p的范围为1/12～12。
优选地，p的范围为1/4～4。
还提供一种交通信号灯智能控制系统，包括第一路口的第一传感系统、云端和第二路口的第二信号灯，其特征在于，
所述第一传感系统在第一路口监测第一方向的往来车辆，向所述云端传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向上允许的第一通行时长；
所述云端处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向上的允许通行参数；所述允许通行参数满足：
T2＝T1+tx1+t12
T2是第二信号灯在所述第一方向上允许通行的开始时点，T1是第一路口允许通行开始时点，tx1是第一通行时长，t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向上的行驶时长。
优选地，所述第一传感系统在第一路口监测第二方向的往来车辆，向云端传输第二车辆数据、第一路口在所述第二方向上允许的第二通行时长；
tx1满足：(nFXG+mFXB)/tx1＝p(kFYG+hFYB)/ty1
其中：n+m＝1,k+h＝1；p是干道系数，表示第一路口在第一方向与第二方向上的道路车辆承载比率；ty1是第二通行时长；FXG是第一路口在所述第一方向上正向行驶的车辆数，FXB是第一路口在所述第一方向上反向行驶的车辆数；FYG是第一路口在所述第二方向上正向行驶的车辆数，FYB是第一路口在所述第二方向上反向行驶的车辆数。
优选地，所述第一传感系统是摄像头系统；所述第一传感系统包括；
监测所述第一方向正向的第一正摄像头和反向的第一反摄像头；
监测所述第二方向正向的第二正摄像头和反向的第二反摄像头。
优选地，t12是以速度Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，t12是以速度0.5Vmax～0.9Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，t12是以速度0.8Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
优选地，n、m、k、h的范围均为0.2以上、0.8以下。
优选地，n、m、k、h均为0.5。
优选地，p的范围为1/36～36。
优选地，p的范围为1/4～4。
本发明提供一种交通信号灯智能控制方法及其系统，利用道路高清摄像头获取数据，加以计算，来以控制信号灯。具有实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行的技术效果。
附图说明
附图1是本发明交通信号灯智能控制系统示意图；
附图2是本发明交通信号灯智能控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的交通信号灯智能控制方法及其系统的具体实施方式做详细说明。
在附图中，为了描述方便，层和区域的尺寸比例并非实际比例。当层(或膜)被称为在另一层或衬底“上”时，它可以直接在另一层或衬底上，或者也可以存在中间层。此外，当一层被称为在另一层“下”时，它可以直接在下面，并且也可以存在一个或多个中间层。另外，当层被称为在两个层之间时，它可以是两个层之间的唯一层，或者也可以存在一个或多个中间层。相同的附图标记始终表示相同的元件。另外，当两个部件之间称为“连接”时，包括物理连接，除非说明书明确限定，此种物理连接包括但不限于电连接、接触连接、无线信号连接。
为实现实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
申请人提供一种交通信号灯智能控制方法，如图1～2所示，包括：
步骤100：在第一路口监测第一方向X的往来车辆，向云端传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向X上允许的第一通行时长；
步骤200：所述云端2处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向X上的允许通行参数；
所述允许通行参数满足：
T2＝T1+tx1+t12
T2是第二信号灯在所述第一方向X上允许通行的开始时点；T1是第一路口允许通行开始时点；tx1是第一通行时长，如信号灯11和12的绿灯通行时长；t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向X上的行驶时长，具有根据传感系统上实时监测道路车辆情况，实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
在实际试验中，其中tx1仅供第一方向X上的通行，需要考虑第二方向Y上的通行情况，否则同样会造成堵塞。
在本实施例中，步骤100中还包括：在第一路口监测第二方向Y的往来车辆，向云端2传输第二车辆数据、第一路口在所述第二方向Y上允许的第二通行时长；
tx1满足：(nFXG+mFXB)/tx1＝p(kFYG+hFYB)/ty1
其中：n+m＝1,k+h＝1；p是干道系数，表示第一路口在第一方向与第二方向Y上的道路车辆承载比率；ty1是第二通行时长，如信号灯13和14的绿灯时长；FXG是第一路口在所述第一方向X上正向行驶的车辆数，由传感设备12监测；FXB是第一路口在所述第一方向X上反向行驶的车辆数，由传感设备11监测；FYG是第一路口在所述第二方向Y上正向行驶的车辆数，由传感设备13监测；FYB是第一路口在所述第二方向Y上反向行驶的车辆数，由传感设备14监测。其中，通过实时监测交叉路上各自的车辆数，调整参数n、m、k、h，实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
例如，如果传感设备12监测到较多车辆，而传感设备11监测较少车辆，可以实时根据精确车辆数的正比例确定n，m大小，也可以根据一段时间，如5分钟、10分钟，确定下一段相等时间内或一个小时内的n、m大小，以实时调整交通信号灯32和31，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。再例如，如果传感设备13监测到较多车辆，而传感设备14监测较少车辆，可以实时根据精确车辆数的正比例确定k、h大小，也可以根据一段时间，如5分钟、10分钟，确定下一段相等时间内或一个小时内的k、h大小，以实时调整交通信号灯33和34，通盘考虑所有交叉道上的交通情况，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
申请人通过大量数据观测，确认n、m、k、h的范围均为0.2以上、0.8以下。
优选地，n、m、k、h均为0.5。
实际道路情况中，并非所有交叉道路都是相同的车辆负载数，如双向8道明显要比双向2道的车辆负载数要多得多，让道数较多的道路单位时间内通过更多的车辆，需要调整干道系数p。
根据实际道路情况，并考虑单行道，p的范围为1/36～36。
优选地，p的范围为1/12～12。
优选地，p的范围为1/4～4，如0.25、0.5、1、2、4。
路口之间的距离所需要的行驶时长t12也是需要考虑的因素，依据驾驶员正常驾驶习惯以及城市交通限速规则，可以确定如下t12：
在本实施例中，t12是以速度Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，Vmax是50千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
优选地，并不是所有驾驶员都会顶速驾驶，概率性的会低于限速谨慎驾驶，这种情况下，t12是以速度0.5Vmax～0.9Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，0.5Vmax～0.9Vmax是25～45千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
较佳地，通过观察以及正太分布统计，大部分驾驶员会以限速的80％驾驶，t12是以速度0.8Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，0.8Vmax是40千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
其中，为了简化智能控制方法，第一方向上X的第一路口和第二路口的信号灯允许通行时长相等。
申请人还提供一种交通信号灯智能控制系统，包括第一路口的第一传感系统、云端2和第二路口的第二信号灯(未示出)，其特征在于，
所述第一传感系统在第一路口监测第一方向X的往来车辆，向所述云端2传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向X上允许的第一通行时长；
所述云端2处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向X上的允许通行参数；所述允许通行参数满足：
T2＝T1+tx1+t12
T2是第二信号灯(未示出)在所述第一方向X上允许通行的开始时点，T1是第一路口允许通行开始时点，tx1是第一通行时长，t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向X上的行驶时长，具有根据传感系统上实时监测道路车辆情况，实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
在实际试验中，其中tx1仅供第一方向X上的通行，需要考虑第二方向Y上的通行情况，否则同样会造成堵塞。
在本实施例中，所述第一传感系统在第一路口监测第二方向Y的往来车辆，向云端传输第二车辆数据、第一路口在所述第二方向Y上允许的第二通行时长；
tx1满足：(nFXG+mFXB)/tx1＝p(kFYG+hFYB)/ty1
其中：n+m＝1,k+h＝1；p是干道系数，表示第一路口在第一方向X与第二方向Y上的道路车辆承载比率；ty1是第二通行时长，如信号灯13和14的绿灯时长；FXG是第一路口在所述第一方向X上正向行驶的车辆数，由传感设备12监测；FXB是第一路口在所述第一方向X上反向行驶的车辆数，由传感设备11监测；FYG是第一路口在所述第二方向Y上正向行驶的车辆数，由传感设备13监测；FYB是第一路口在所述第二方向Y上反向行驶的车辆数，由传感设备14监测。其中，通过实时监测交叉路上各自的车辆数，调整参数n、m、k、h，实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
例如，如果传感设备12监测到较多车辆，而传感设备11监测较少车辆，可以实时根据精确车辆数的正比例确定n，m大小，也可以根据一段时间，如5分钟、10分钟，确定下一段相等时间内或一个小时内的n、m大小，以实时调整交通信号灯32和31，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。再例如，如果传感设备13监测到较多车辆，而传感设备14监测较少车辆，可以实时根据精确车辆数的正比例确定k、h大小，也可以根据一段时间，如5分钟、10分钟，确定下一段相等时间内或一个小时内的k、h大小，以实时调整交通信号灯33和34，通盘考虑所有交叉道上的交通情况，提高拥堵路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行。
申请人通过大量数据观测，确认n、m、k、h的范围均为0.2以上、0.8以下。
优选地，n、m、k、h均为0.5。。
在本实施例中，所述第一传感系统是摄像头系统；所述第一传感系统包括；
如图1所示，监测所述第一方向X正向的第一正摄像头11和反向的第一反摄像头12；监测所述第二方向Y正向的第二正摄像头14和反向的第二反摄像头13。
实际道路情况中，并非所有交叉道路都是相同的车辆负载数，如双向8道明显要比双向2道的车辆负载数要多得多，让道数较多的道路单位时间内通过更多的车辆，需要调整干道系数p。
根据实际道路情况，并考虑单行道，p的范围为1/36～36。
优选地，p的范围为1/12～12。
优选地，p的范围为1/4～4，如0.25、0.5、1、2、4。
路口之间的距离所需要的行驶时长t12也是需要考虑的因素，依据驾驶员正常驾驶习惯以及城市交通限速规则，可以确定如下t12：
在本实施例中，t12是以速度Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，Vmax是50千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
优选地，并不是所有驾驶员都会顶速驾驶，概率性的会低于限速谨慎驾驶，这种情况下，t12是以速度0.5Vmax～0.9Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，0.5Vmax～0.9Vmax是25～45千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
较佳地，通过观察以及正太分布统计，大部分驾驶员会以限速的80％驾驶，t12是以速度0.8Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速，如图1所示，在限速50的道路上，0.8Vmax是40千米每小时，通过简易计算即可得出t12。
本发明提供一种交通信号灯智能控制方法及其系统，利用道路高清摄像头获取数据，加以计算，来以控制信号灯。具有实时调整交通信号灯，提高拥堵路段绿灯通行时长，减少顺畅路段绿灯通行时长，高峰期达到高效连续通行的技术效果。
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，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)

1.一种交通信号灯智能控制方法，包括：
步骤100：在第一路口监测第一方向的往来车辆，向云端传输第一车辆数据、第一路口在所述第一方向上允许的第一通行时长；
步骤200：所述云端处理数据后向第二路口的第二信号灯发出在所述第一方向上的允许通行参数；
所述允许通行参数满足：
T2＝T1+tx1+t12
T2是第二信号灯在所述第一方向上允许通行的开始时点，T1是第一路口允许通行开始时点，tx1是第一通行时长，t12是第一路口与第二路口之间在所述第一方向上的行驶时长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤100中还包括：在第一路口监测第二方向的往来车辆，向云端传输第二车辆数据、第一路口在所述第二方向上允许的第二通行时长；
tx1满足：(nFXG+mFXB)/tx1＝p(kFYG+hFYB)/ty1
其中：n+m＝1,k+h＝1；p是干道系数，表示第一路口在第一方向与第二方向上的道路车辆承载比率；ty1是第二通行时长；FXG是第一路口在所述第一方向上正向行驶的车辆数，FXB是第一路口在所述第一方向上反向行驶的车辆数；FYG是第一路口在所述第二方向上正向行驶的车辆数，FYB是第一路口在所述第二方向上反向行驶的车辆数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，t12是以速度Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，t12是以速度
0.5Vmax～0.9Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，
Vmax是上述路段的最高限速。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，t12是以速度0.8Vmax通过第一路口与第二路口之间路段需要的时间，Vmax是上述路段的最高限速。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，n、m、k、h的范围均为0.2以上、0.8以下。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，n、m、k、h均为0.5。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，p的范围为1/36～36。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，p的范围为1/12～12。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，p的范围为1/4～4。
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