CN110969869A - 基于混合色光的交通信号灯控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于混合色光的交通信号灯控制方法、装置及系统，应用于包含第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的交通信号灯，第一颜色信号灯通过第一发光模块发出第一颜色的光信号；第二颜色信号灯通过第二发光模块发出第二颜色光信号；第三颜色信号灯通过第三发光模块发出的第一颜色的光信号和第四发光模块发出的第二颜色光信号，混合得到第三颜色的光信号，该方法包括：根据交通信号灯中不同颜色信号灯的使用率，以及不同颜色信号灯中发光模块的额定工作时长，控制不同颜色信号灯中发出同一颜色光信号的发光模块进行更换。本发明能够通过更换交通信号灯中不同颜色信号灯的发光模块，延长交通信号灯的整体使用寿命。

Description

基于混合色光的交通信号灯控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及光信号控制领域，尤其涉及一种基于混合色光的交通信号灯控制方法、装置及系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

众所周知，交通信号灯，采用不同颜色的信号灯道路上的车辆行驶或指示道路上的行人行走，为道路安全运行发挥了十分重要的作用。

大多数交通信号灯包括红色灯、绿色灯和黄色灯三种颜色的信号灯，运行基本原则如下：①红色灯亮时，禁止车辆或行人通行；②绿色灯亮时，准许车辆或行人通行；③黄色灯亮时，表征红色灯即将变换为绿色灯，或绿色灯变换为红色灯。图1所示为交通信号灯的一个工作周期示意图，如图1所示，当红色灯点亮时，黄色灯、绿色灯均保持熄灭；当黄色灯点亮时，红色灯、绿色灯均保持熄灭，准备转换到绿色灯；当绿色灯点亮时，红色灯、黄色灯均保持熄灭；当黄色灯点亮时，红色灯、绿色灯均保持熄，准备转换到红色灯(准备进入交通信号灯的下一个工作周期)。

由交通信号灯的运行基本规则可以看出，红色灯和绿色灯是点亮和使用最频繁的，工作时长较长；而黄色灯只是在红色灯、绿色灯切换过程中点亮，使用率比较低，工作时长较短。通常，交通信号灯一个工作周期内，黄色灯点亮的时长为3秒。

不同颜色的信号灯使用率不同，使用寿命也不同，因而，现有交通信号灯中的红色灯、绿色灯较容易达到其使用寿命，发生损坏，导致整个交通信号灯无法工作；而黄色灯工作时长较短，很难达到其使用寿命。又因交通信号灯发生损坏的时候，通常只能整体报废，可见，现有交通信号灯中，不同颜色的信号灯工作时长不同，由于工作时长较长的信号灯的寿命较短，导致交通信号灯整体使用寿命较低。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种基于混合色光的交通信号灯控制方法，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该方法应用于包含第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的交通信号灯，第一颜色信号灯包括：第一发光模块；第二颜色信号灯包括：第二发光模块；第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；第一发光模块和第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块和第四发光模块用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号。

该方法包括：获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长；根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率；根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

本发明实施例还提供一种基于混合色光的交通信号灯控制系统，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该系统包括：控制器和交通信号灯。

其中，交通信号灯包括：第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯；第一颜色信号灯包括：第一发光模块；第二颜色信号灯包括：第二发光模块；第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；第一发光模块和第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块和第四发光模块用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号；控制器，与交通信号灯通信，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，并根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻，根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻，进而根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

本发明实施例还提供一种基于混合色光的交通信号灯控制装置，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该装置应用于包含第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的交通信号灯，第一颜色信号灯包括：第一发光模块；第二颜色信号灯包括：第二发光模块；第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；第一发光模块和第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块和第四发光模块用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号。

该装置包括：数据获取模块，用于获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长；第一数据处理模块，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率；第二数据处理模块，用于根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；控制模块，用于根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

本发明实施例还提供一种计算机设备，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于混合色光的交通信号灯控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述基于混合色光的交通信号灯控制方法的计算机程序。

本发明实施例中，基于色光组合的方式，利用发出第一颜色光信号的发光模块和第二颜色光信号的发光模块，叠加生成第三颜色的光信号，由于交通信号灯中不同颜色的信号灯工作时长不同，本发明实施例能够根据交通信号灯中不同颜色信号灯的使用率，以及不同颜色信号灯中发光模块的额定工作时长，控制具有不同工作时长的不同颜色信号灯中发出同一颜色光信号的发光模块进行更换，来平均不同工作时长的发光模块的使用率，从而延长交通信号灯的整体使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为现有技术中提供的一种交通信号灯的工作周期示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制系统示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯内部结构示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种通过不同色光发光模块形成混合色光的LED灯珠排列示意图；

图5为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制方法流程图；

图6为本发明实施例中提供的一种交通信号灯中不同颜色信号灯的工作时长示意图；

图7为本发明实施例中提供的一种优选的确定交通信号灯中更换发光模块的更换时刻的方法流程图；

图8为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制装置示意图。

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明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

随着LED灯的技术水平不断提高，LED灯工作越来越稳定，应用范围越来越普及，特别是户外的LED灯作为交通信号灯，功耗小，非常节能，表现出了极大的技术优势。LED灯最大的一个技术优势，就是可以模块化组合，通过不同数量的LED模块，拼接、组合为一个更大的、多种多样的LED灯。

RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的颜色系统之一。

众所周知，红色的RGB值是(255，0，0)，绿色的RGB值是(0，255，0)；黄色的RGB值是(255，255，0)，因而，采用红色和绿色信号灯同时发光，组合后能够形成等效的黄色信号灯。

本发明实施例，基于红色和绿色组合形成黄色的原理，提供了一种交通信号灯及交通信号灯控制方法、装置，能够保持交通信号灯中不同颜色信号灯的使用寿命一致，优化了灯珠等效使用时长，提高了交通信号灯的利用率。采用模块化设计，保留现有交通信号灯中红色灯和绿色灯的形状和尺寸，针对黄色灯，采用由红色灯和绿色灯组合而成的一种组合灯。该组合黄色灯，将红色灯和绿色灯交互、叠加在一起，在形状和尺寸上与原来的黄色灯一样，该组合黄色灯内部使用的红色发光模块，与红色信号灯内部使用的红色发光模块完全一样，且可任意替换；该组合黄色灯内部使用的绿色发光模块，与绿色信号灯内部使用的绿色发光模块完全一样，且可任意替换。

基于上述发明构思，本发明实施例中还提供了一种基于混合色光的交通信号灯控制系统，图2为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制系统示意图，该系统包括：控制器20和交通信号灯10；其中，交通信号灯10包括：第一颜色信号灯10a、第二颜色信号灯10b和第三颜色信号灯10c。

图3为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯内部结构示意图，如图3所示，第一颜色信号灯10a包括：第一发光模块101；第二颜色信号灯10b包括：第二发光模块102；第三颜色信号灯10c包括：第三发光模块103和第四发光模块104；第一发光模块101和第三发光模块103用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块102和第四发光模块104用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号；

控制器20，与交通信号灯10通信，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯10a、第二颜色信号灯10b和第三颜色信号灯10c的工作时长，确定第一颜色信号灯10a、第二颜色信号灯10b和第三颜色信号灯10c的使用率，并根据第一颜色信号灯10a和第三颜色信号灯10c的使用率，以及第一发光模块101和第三发光模块103的额定工作时长，确定控制第一发光模块101与第三发光模块103进行更换的第一更换时刻，根据第二颜色信号灯10b和第三颜色信号灯10c的使用率，以及第二发光模块102和第四发光模块104的额定工作时长，确定控制第二发光模块102与第四发光模块104进行更换的第二更换时刻，进而根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯10a的第一发光模块101与第三颜色信号灯10c的第三发光模块103进行更换，以及根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯10b的第二发光模块102与第三颜色信号灯10c的第四发光模块104进行更换。

作为一种可选的实施方式，本发明实施例中第一发光模块101、第二发光模块102、第三发光模块103和第四发光模块104均由呈米字型排列的多个LED灯珠构成。

可选地，本发明实施例将用于发出第一颜色光信号的发光模块与用于发出第二颜色光信号的发光模块相互叠加，且发光模块上米字型LED灯珠交叉排列，能够发出第三颜色的光信号，从而作为交通信号灯中第三颜色信号灯。例如，将红色光信号灯与绿色光信号灯叠加，形成黄色光信号灯。

图4为本发明实施例中提供的一种通过不同色光发光模块形成混合色光的LED灯珠排列示意图，如图4所示，将发出红色光的米字型LED灯珠与发出绿色光的米子型LED灯珠交叉排列，能够发出黄色光。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基于混合色光的交通信号灯控制方法，可以应用但不限于图3所示的交通信号灯，该交通信号灯包括：第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯，第一颜色信号灯包括：第一发光模块；第二颜色信号灯包括：第二发光模块；第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；第一发光模块和第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块和第四发光模块用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号。

图5为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制方法流程图，如图5所示，该方法可以包括如下步骤：

S501，获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长。

需要说明的是，本发明实施例中交通信号灯是指挥交通运行的信号灯，包括但不限于机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、方向指示指示灯(箭头信号灯)、车道信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯等。交通信号灯通常包含红色、绿色、黄色三种颜色的信号灯，其中，红色灯表示禁止通行，绿色灯表示准许通行，黄色灯表示警示。

作为一种优选的实施例，本发明各个实施例中，以第一颜色信号灯为红色信号灯；第二颜色信号灯为绿色信号灯；第三颜色信号灯为黄色信号灯为例来进行说明。

需要注意的是，本发明实施例中交通信号灯不局限于包含红色、绿色和黄色三种颜色的信号灯，由于不同的工作时长，同一型号的信号灯具有不同的使用寿命，为了解决现有交通信号灯中，工作时长较长的信号灯达到使用寿命，而工作较短的信号灯未达到使用寿命的情形，本发明实施例提供的交通信号控制方法，旨在保护一种通过控制不同工作时长的信号灯的实际工作电流，从而使得交通信号灯中不同工作时长的信号灯保持一致的使用寿命。

S502，根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率。

一种实施例中，上述S502可以通过如下公式计算第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率：

其中，η_i表示第i种颜色信号灯的使用率；t_i表示第i种颜色信号灯的工作时长；t_total表示交通信号灯的工作周期。

以包含红色灯、黄色灯和绿色灯的交通信号灯为例，图6为本发明实施例中提供的一种交通信号灯中不同颜色信号灯的工作时长示意图，如图6所示，t_red为红色灯的工作时长，单位为秒；t_grn为绿色灯的工作时长，单位为秒；t_yel为黄色灯的工作时长，单位为秒；则整个交通信号灯的工作周期为t_total，可以通过如下公式来计算：

t_total＝t_red+t_grn+2t_yel (2)

则每个信号灯的使用率，就是该信号灯的工作时长除以整个交通信号灯工作周期时长，红色灯、黄色灯和绿色灯的使用率(单位为％)分别如下：

由式子(3)可以推导出：

t_red＝η_red×t_total (6)

由式子(4)可以推导出：

t_grn＝η_grn×t_total (7)

由式子(5)可以推导出：

t_yel＝η_yel×t_total (8)

表1示出了三组典型的交通信号工作模式，通过计算出每个信号灯的使用率，可以看出，黄色灯的使用率大概为红色、绿色灯使用率的10％，远远低于平均使用率，导致交通信号灯红色、绿色灯到达使用寿命时，黄色灯还可以继续工作很长时间，才能够到达使用寿命。交通信号灯中部分信号灯不工作，导致交通信号灯无法完成指挥交通的功能，从而必须更换、维修或者报废。即使黄色信号灯可以继续工作，整个交通信号灯也必须被替换下来。

表1典型交通信号灯工作表

S503a，根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；S503b，根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻。

一种实施例中，上述S503a或S503b可以通过如下公式来计算第一更换时刻或第二更换时刻：

其中，t_change1,3表示控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；t_change2,4表示控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；t_e表示第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块或第四发光模块的额定工作时长；η_colour1表示第一颜色信号灯的使用率；η_colour2表示第二颜色信号灯的使用率；η_colour3表示第三颜色信号灯的使用率。

S504a，根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换；504b，根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

需要说明的是，本发明实施例在确定更换第一发光模块与第三发光模块的第一更换时刻，或更换第二发光模块与第四发光模块的第二更换时刻后，第一种实施方式中，可以输出控制将第一发光模块与第三发光模块进行更换或将第二发光模块与第四发光模块进行更换的提示信息，以便工作人员手动更换第一发光模块与第三发光模块，或手动更换第二发光模块与第四发光模块；第二种实施方式中，第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块可以是采用可移动结构设计，通过机械传动结构来实现第一发光模块与第三发光模块的位置更换，或第二发光模块与第四发光模块的位置更换，这种情况下，可以在第一更换时刻到达后自动控制机械传动机构来实现第一发光模块与第三发光模块的位置更换，而在第二更换时刻到达后自动控制机械传动机构实现第二发光模块与第四发光模块的位置更换。

由上可知，本发明实施例提供的基于混合色光的交通信号灯控制方法，在获取到交通信号灯的工作周期，以及每个工作周期内不同颜色信号灯的工作时长后，根据交通信号灯的工作周期和每个工作周期内不同颜色信号灯的工作时长，确定不同颜色信号灯的使用率，结合不同颜色信号灯中发光模块的额定工作时长，控制具有不同工作时长的不同颜色信号灯中发出同一颜色光信号的发光模块进行更换，来平均不同工作时长的发光模块的使用率，能够使得交通信号灯中不同工作时长的各种颜色信号灯的使用寿命保持一致，且可延长交通信号灯的整体使用寿命。

通过本发明实施例提供的基于混合色光的交通信号灯控制方法，根据交通信号灯中不同颜色信号灯的不同工作时长，更换不同颜色信号灯中发出同一颜色光信号的发光模块，能够确保交通信号灯中不同工作时长的各种颜色信号灯的使用寿命保持一致，优化了交通信号灯中不同颜色信号灯的等效使用时长，从而提高交通信灯的利用率。

下面为推导上述式子(9)和(10)的具体分析过程：

针对LED信号灯的使用寿命，是与LED信号灯工作电流的平方成正比，即：

其中，life表示信号灯的使用寿命，单位是小时；I_e表示信号灯的额定工作电流，单位是A；t_e表示信号灯的额定工作时长，单位是小时。

通常，LED信号灯只能工作在额定工作电流下，无法进行调节。因此，LED信号灯的寿命就只取决于工作时长t_act。当工作时长t_act小于额定工作时长t_e时，LED信号灯完全可以正常工作。

对于本发明实施例组合LED黄色灯，对其内部的红色灯和绿色灯分别记录一个实际工作时长，即t_{yel_red}和t_{yel_grn}，其中，t_{yel_red}表示组合LED黄色灯内部红色灯的工作时长，单位为小时；t_{yel_grn}组合LED黄色灯内部绿色灯的工作时长，单位为小时；假设信号灯剩余的使用时长为表示为t_left，其等于信号灯的额定工作时长t_e减去当前已经工作时长t_act。表示如下；

t_left＝t_e-t_act (12)

信号灯剩余的使用时长表征信号灯还能继续工作的时长。

随着信号灯工作时长越来越多，信号灯剩余的使用时长越来越少。由于黄色信号灯使用率比较低，剩余的使用时长会远远大于红色、绿色信号灯。又由于LED灯的模块化设计，黄色信号灯内部模块与红色、绿色信号灯内部模块可以互相替换。如果用黄色灯中剩余时长多的模块，替换红色、绿色灯中剩余时长少的模块，就可以大大提高交通信号灯整体的使用时长，延长了交通信号灯的使用寿命。

需要注意的是，如果更换模块提前，则可能会导致更换后，整体交通信号灯的使用寿命到期时，更换后的黄色灯还没有到达使用寿命，没有达到最优的信号灯使用效率。如果模块更换较晚，则可能导致更换后的黄色灯提前达到使用寿命，加速了整体交通信号灯的损坏。本发明实施例提供了一种能够确定最优更换时刻的方案，使得使得交通信号灯的使用效率最大化。

图7为本发明实施例中提供的一种优选的确定交通信号灯中更换发光模块的更换时刻的方法流程图，如图7所示，当交通信号灯开始投入使用后，持续记录交通信号灯中红色灯(红色发光模块)、绿色灯(绿色发光模块)、组合LED黄色灯(组合红色发光和绿色发光模块)的工作时长。同时，计算每个信号灯的剩余使用时长t_left。

当红色灯的剩余使用时长

与组合LED黄色灯内红色灯的剩余使用时长

这两个参数之比(即

)与红色灯的使用率η_red和组合LED黄色灯的使用率η_yel(即

)相等时，

这时候就可以用红色灯更换组合LED黄色灯内部红色灯。

当绿色灯的剩余使用时长

与组合LED黄色灯内绿色灯的剩余使用时长

这两个参数之比(即

)与绿色灯的使用率η_grn和黄色灯的使用率η_yel(即

)相等时，

这时候就可以用绿色灯更换组合LED黄色灯内部绿色灯。

现有的交通信号灯，其整体使用寿命是交通信号灯中红色灯(红色发光模块)、绿色灯(绿色发光模块)、黄色灯(黄色发光模块)三个信号灯使用寿命的最小值，由于各个信号灯的使用寿命为各个信号灯额定工作时长除以信号灯使用率，即：

则交通信号灯整体使用寿命为：

也即

本发明实施例中，根据

计算红色灯的更换时刻(即将组合黄色灯中红色发光模块与红色灯中红色发光模块进行更换的时刻)为：

经过求解，得到公式如下：

更换后的红色灯，作为黄色灯的一部分继续工作，但是使用率是黄色灯的使用率η_yel，因此该红色灯后续的使用时长为：

简化后公式为：

作为整体交通信号灯的一部分，红色灯的使用寿命为：

同理，作为整体交通信号灯的一部分，绿色灯的使用寿命为：

采用本发明实施例提供的基于混合色光的交通信号灯和交通信号灯控制方法，交通信号灯的整体使用寿命为：

表2交通信号灯整体寿命分析表

表2示出了现有技术和本发明实施例提供的交通信号灯寿命，由上述公式(17)和公式(24)，以及表2示出的数据可以看出，本发明实施例提供的交通信号灯和交通信号灯控制方法，能够使得交通信号灯的整体使用寿命提高将近一倍以上。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种基于混合色光的交通信号灯控制装置，可以应用但不限于图3所示的交通信号灯，该交通信号灯包括：第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯，第一颜色信号灯包括：第一发光模块；第二颜色信号灯包括：第二发光模块；第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；第一发光模块和第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；第二发光模块和第四发光模块用于发出第二颜色光信号，第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号如下面的实施例所述。由于该装置实施例解决问题的原理与基于混合色光的交通信号灯控制方法相似，因此该装置实施例的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图8为本发明实施例中提供的一种基于混合色光的交通信号灯控制装置示意图，如图8所示，该装置可以包括：数据获取模块81、第一数据处理模块82、第二数据处理模块83和控制模块84。

其中，数据获取模块81，用于获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长；第一数据处理模块82，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率；第二数据处理模块83，用于根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；控制模块84，用于根据第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于混合色光的交通信号灯控制方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有交通信号灯中由于不同颜色的信号灯工作时长不同，导致交通信号灯整体使用寿命较低的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述基于混合色光的交通信号灯控制方法的计算机程序。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于混合色光的交通信号灯控制方法、装置、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，基于色光组合的方式，利用发出第一颜色光信号的发光模块和第二颜色光信号的发光模块，叠加生成第三颜色的光信号，由于交通信号灯中不同颜色的信号灯工作时长不同，本发明实施例能够根据交通信号灯中不同颜色信号灯的使用率，以及不同颜色信号灯中发光模块的额定工作时长，控制具有不同工作时长的不同颜色信号灯中发出同一颜色光信号的发光模块进行更换，来平均不同工作时长的发光模块的使用率，从而延长交通信号灯的整体使用寿命。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于混合色光的交通信号灯控制方法，其特征在于，应用于包含第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的交通信号灯，所述第一颜色信号灯包括：第一发光模块；所述第二颜色信号灯包括：第二发光模块；所述第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；所述第一发光模块和所述第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；所述第二发光模块和所述第四发光模块用于发出第二颜色光信号，所述第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号；该方法包括：

获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长；

根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率；

根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；

根据所述第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据所述第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率：

其中，η_i表示第i种颜色信号灯的使用率；t_i表示第i种颜色信号灯的工作时长；t_total表示交通信号灯的工作周期。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式计算所述第一更换时刻或所述第二更换时刻：

其中，t_change1,3表示控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；t_change2,4表示控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；t_e表示第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块或第四发光模块的额定工作时长；η_colour1表示第一颜色信号灯的使用率；η_colour2表示第二颜色信号灯的使用率；η_colour3表示第三颜色信号灯的使用率。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一颜色信号灯为红色信号灯；所述第二颜色信号灯为绿色信号灯；所述第三颜色信号灯为黄色信号灯。

5.一种基于混合色光的交通信号灯控制系统，其特征在于，包括：控制器和交通信号灯；

其中，所述交通信号灯包括：第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯；所述第一颜色信号灯包括：第一发光模块；所述第二颜色信号灯包括：第二发光模块；所述第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；所述第一发光模块和所述第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；所述第二发光模块和所述第四发光模块用于发出第二颜色光信号，所述第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号；

所述控制器，与所述交通信号灯通信，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，并根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻，根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻，进而根据所述第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据所述第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块均由呈米字型排列的多个LED灯珠构成。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，第三颜色信号灯内用于发出第一颜色光信号的发光模块与用于发出第二颜色光信号的发光模块相互叠加，且发光模块上米字型LED灯珠交叉排列。

8.一种基于混合色光的交通信号灯控制装置，其特征在于，应用于包含第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的交通信号灯，所述第一颜色信号灯包括：第一发光模块；所述第二颜色信号灯包括：第二发光模块；所述第三颜色信号灯包括：第三发光模块和第四发光模块；所述第一发光模块和所述第三发光模块用于发出第一颜色的光信号；所述第二发光模块和所述第四发光模块用于发出第二颜色光信号，所述第一颜色的光信号与第二颜色的光信号混合得到第三颜色的光信号；该装置包括：

数据获取模块，用于获取交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长；

第一数据处理模块，用于根据交通信号灯的工作周期及每个工作周期内第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的工作时长，确定第一颜色信号灯、第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率；

第二数据处理模块，用于根据第一颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第一发光模块和第三发光模块的额定工作时长，确定控制第一发光模块与第三发光模块进行更换的第一更换时刻；根据第二颜色信号灯和第三颜色信号灯的使用率，以及第二发光模块和第四发光模块的额定工作时长，确定控制第二发光模块与第四发光模块进行更换的第二更换时刻；

控制模块，用于根据所述第一更换时刻，控制第一颜色信号灯的第一发光模块与第三颜色信号灯的第三发光模块进行更换，以及根据所述第二更换时刻，控制第二颜色信号灯的第二发光模块与第三颜色信号灯的第四发光模块进行更换。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述基于混合色光的交通信号灯控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一项所述基于混合色光的交通信号灯控制方法的计算机程序。

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