CN111599190A - 一种智能交通灯系统以及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能交通灯系统，包括用于采集车流量图像的采集处理模块、控制器模块、执行模块和调度模块；其调节方法，包括获取在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速，进而分析获得自主规定的时间戳内道路拥堵情况；根据时间戳内的道路拥堵情况计算相邻两个红绿灯之间的理想时间，同时与城市交通规划的红绿灯标准时间进行取差；以秒为单位进行红绿灯循环的标准时间的递增和递减来接近红绿灯循环的理想时间，同时以获取在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速分析情况作为是否停止标准时间靠近理想时间的标准，有效的提高城市道路利用率。

Description

一种智能交通灯系统以及调节方法

技术领域

本发明实施例涉及智能交通技术领域，具体涉及一种智能交通灯系统以及调节方法。

背景技术

交通问题是现代社会发展的一个重要表现，同时也是社会发展的重要依托，交通运输是城市功能活动的命脉，它直接影响社会经济与生活的各个方面，无论是在古代还是现代，交通运输都具有十分重要的经济意义和战略意义，在经济高速发展的今天，如何高效、快捷地出行时关乎人们生产和日常生活的重要问题。

目前，大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方式，由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的，采用固定时间的控制方法，经常造成道路有效利用时间的浪费，出现空流量和单向拥堵的情况，而现有的技术方案，大多通过在交通信号灯路口设置传感器网络系统进行数据采集，而路口的拥堵情况是在已确定的周期循环交通信号灯的影响下而形成，也就是说，现有的交通信号调节系统大多是对已经拥堵的情况进行判断，然后进行调节，但实际的拥堵情况依然存在，对道路实际的拥堵情况以及造成拥堵的原因无法做出准确的判断。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种智能交通灯系统以及调节方法，解决了现有的交通信号调节系统在交通路口进行道路拥堵情况采集分析调节方式存在的交通信号调节弊端以及无法实现预判调节的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种智能交通灯系统，包括：

采集处理模块，设置在相邻两个信号灯路口之间，用于采集双向车道上单位距离内的车流量图像，并分析获取单位时间内的交通信息数据；

控制器模块，用于构建车辆正常通行的普适交通流模型和车辆非正常通行的异常交通流模型，并将图像采集模块采集的交通信息数据通过大数据异常分析后输入普适交通流模型或异常交通流模型，并触发相应的模型工作，并输出控制信号；

执行模块，用于接收普适交通流模型或异常交通流模型输出的控制信号，并作出相应信号动作；

调度模块，用于对同向车道上的相邻信号灯路口的执行模块进行信号灯的灯色变换模式和灯色变换时间差的调度；

采集处理模块包括数字摄像头模组和用于接收处理数字摄像头模组采集信号的数字信号处理器，且所述数字信号处理器通过RS485总线将数据发送至控制器模块，控制器模块的普适交通流模型或异常交通流模型以独立的信道将控制信号输送至执行模块。

作为本发明的一种优选方案，所述普适交通流模型的工作方式包括：

对采集处理模块获得的交通信息数据进行单位时间内汽车数量和车速信息的提取；计算单位时间内的汽车行驶的总平均速度；

根据道路规定限速与总平均速度的对比分析，获取单位距离内汽车的滞留量，再结合市政规定的交通信号灯循环周期内的路口汽车的通过量，判断道路的拥堵情况；

以及采集处理模块进行数据采集的单位距离与信号灯路口之间形成的缓冲距离，计算汽车以平均速度通过缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

所述异常交通流模型的工作方式在普适交通流信号模型中加入异常因素，异常因素包括道路施工或者车祸引起的失去交通功能的道路长度，并将普适交通流模型的缓冲距离除去失去交通功能的道路长度获得实时缓冲距离，再次进行汽车以平均速度通过实时缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

计算普适交通流模型和异常交通流模型的交叉点与市政规定的交通信号灯的某个灯色循环时间端点的偏差值，作为执行模块的输入控制信号。

作为本发明的一种优选方案，所述调度模块包括固定循环调度模块、强通模块、临时接入模块、动态分析模块和MCU控制器，且所述固定调度模块和临时接入模块之间通过设置切换触发开关进行模式的转换；

所述的固定循环调度模块：用于存储根据城市道路规划的固定时间程序，并通过该固定时间程序控制信号执行模块的信号灯和信号灯时间的工作；

临时接入模块：用于通过无线控制器接入临时红绿灯；

强通模块：用于通过无线控制器接收的控制信号驱动执行模块的信号灯和信号灯变换时间以初始状态为起点的循环运行。

作为本发明的一种优选方案，所述动态分析模块根据采集处理模块采集的数据进行以一天为单位的交通路口方向上的单位距离内车流量和车速的数据分析，并匹配多维度数据分类；

多维度数据分类的具体分类项包括：早高峰、晚高峰、正常时间段、工作日、休息日以及节假日；

并依据多维度数据为固定循环调度模块的时间匹配相应的红绿灯循环时间，并存储在MCU控制器内置的存储模块，供固定循环调度模块。

作为本发明的一种优选方案，所述动态分析模块还包括对通过无线控制器临时接入的临时红绿灯的位置，以及临时红绿灯与同一交通路口方向的其他红绿灯形成的绿波带或者红波带的时间控制分析。

作为本发明的一种优选方案，所述执行模块的信号灯的初始状态包括红灯状态循环、绿灯状态循环以及红黄灯交替闪烁的紧急状态循环，执行模块的信号灯时间的初始状态为红灯状态循环、绿灯状态循环以及紧急状态循环的人为设定的显示时间。

作为本发明的一种优选方案，所述采集处理模块相邻两个信号灯路口之间的中间位置，且相邻两个红绿灯之间的距离大于300m；

所述的采集处理模块采用MATLAB图像处理技术，将数字摄像头模组拍摄的照片处理成数字信号。

作为本发明的一种优选方案，所述动态分析模块通过接入城市交通系统的云服务器上的基于Unifield架构的大数据计算系统进行交通信息数据的计算和异常判断分析。

作为本发明的一种优选方案，所述执行模块包括圆柱形的安装支架 (1)，轴向穿过安装支架(1)，并与安装支架(1)滑动连接的电连杆(2)，以及对称设置在安装支架(1)表面的显示屏(3)，所述安装支架(1) 内壁上铰接有接线端子(4)，且所述电连杆(2)上设置有与接线端子(4) 相配合的倾斜接线口(5)，所述显示屏(3)的一侧设置有在驱动装置(6) 驱动下绕安装支架(1)轴线做圆周运动的摄像头组件(7)，位于摄像头组件(7)另一侧的安装支架(1)上设置有语音播放组件(8)，位于安装支架(1)的底部排列有若干个用于安装传感器的装配槽(9)，若干个所述装配槽(9)通过同一阻尼铰轴(10)铰接在安装支架(1)上。

本发明提供了一种根据权利要求1-8所述的智能交通灯调节方法，包括具体步骤：

S100、获取在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速，进而分析获得自主规定的时间戳内道路交通情况；

S200、根据时间戳内的道路交通情况计算相邻两个红绿灯之间的理想时间，同时与城市交通规划的红绿灯标准时间进行取差，并将取差结果值作为标准时间的允许变化总量；

S300、以秒为单位进行红绿灯循环的标准时间的递增和递减，来接近红绿灯循环的理想时间，同时以已获取的在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速的分析结果，作为是否停止标准时间以递增和递减方式靠近理想时间的依据。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明通过在相邻两个信号灯路口之间进行汽车通行的道路情况进行实时的数据采集分析，进行汽车通过信号灯路口的预判断，并通过预判段的结果，结合路口的实际通过量，准确的进行信号灯实际工作的循环时间的调节，高效的保持了道路的交通流畅，极大的减少道路拥堵情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式提供的智能交通灯系统的结构框图；

图2为本发明实施方式智能交通灯系统的单片机模块与采集处理模块的通信电路图；

图3为本发明实施方式中智能交通灯系统结构框图；

图4为本发明实施方式提供的智能交通灯结构示意图；

图5为本发明实施方式智能交通灯部分分解结构示意图；

图6为本发明实施方式中安装支架纵截面结构示意图。

图中：

1-安装支架；2-电连杆；3-显示屏；4-接线端子；5-倾斜接线口；6- 驱动装置；7-摄像头组件；8-语音播放组件；9-装配槽；10-阻尼铰轴；11- 锥形螺套；12-安装槽；13-导光罩；14-偏振段；15-透明段；16-限位铰轴； 17-弹簧套；

801-顶罩；802-蜂窝底罩。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种智能交通灯系统，包括：

采集处理模块，设置在相邻两个信号灯路口之间，用于采集双向车道上单位距离内的车流量图像，并分析获取单位时间内的交通信息数据；

控制器模块，用于构建车辆正常通行的普适交通流模型和车辆非正常通行的异常交通流模型，并将图像采集模块采集的交通信息数据通过大数据异常分析后输入普适交通流模型或异常交通流模型，并触发相应的模型工作，并输出控制信号；

执行模块，用于接收普适交通流模型或异常交通流模型输出的控制信号，并作出相应信号动作；

调度模块，用于对同向车道上的信号灯路口的信号灯模块和时间显示模组进行灯色变换模式和灯色变换时间差的调度；

采集处理模块包括数字摄像头模组和用于接收处理数字摄像头模组采集信号的数字信号处理器，且数字信号处理器通过RS485总线将数据发送至控制器模块，控制器模块的普适交通流模型或异常交通流模型以独立的信道将控制信号输送至执行模块。

通过独立的信道进行控制信号的输送，能够避免两个模型输出控制信号发生冲突。

本发明的普适交通流模型或异常交通流模型对某一个交通信号灯进行控制的控制方式：

普适交通流模型的工作方式包括：

对采集处理模块获得的交通信息数据进行单位时间内汽车数量和车速信息的提取；计算单位时间内的汽车行驶的总平均速度；

根据道路规定限速与总平均速度的对比分析，获取单位距离内汽车的滞留量，再结合市政规定的交通信号灯循环周期内的路口汽车的通过量，判断道路的拥堵情况；

以及采集处理模块进行数据采集的单位距离与信号灯路口之间形成的缓冲距离，计算汽车以平均速度通过缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

异常交通流模型的工作方式在普适交通流信号模型中加入异常因素，异常因素包括道路施工或者车祸引起的失去交通功能的道路长度，并将普适交通流模型的缓冲距离除去失去交通功能的道路长度获得实时缓冲距离，再次进行汽车以平均速度通过实时缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

计算普适交通流模型和异常交通流模型的交叉点与市政规定的交通信号灯的某个灯色循环时间端点的偏差值，作为执行模块的输入控制信号。

在实际的交通信号灯黄灯的循环时间较为固定为3秒左右，本发明中将不去考虑交叉点落入黄灯的循环时间长度中的问题。

例如：普适交通流模型和异常交通流模型的交叉点位于红灯或者绿灯的时间长度中，根据红灯或者绿灯的时间长度的中值判断交叉点更偏向于红灯或绿灯开始循环的端点还是结束循环的端点：

如果该交叉点落入红灯或者绿灯开始循环的端点，该红灯或者绿灯的则加上上述的偏差值，形成新的红灯或绿灯循环时间长度，如果落入红灯或者绿灯结束循环的端点，则减去上述的偏差值，形成新的红灯或者绿灯循环时间长度。

本发明通过在相邻两个信号灯路口之间进行汽车通行的道路情况进行实时的数据采集分析，进行汽车通过信号灯路口的预判断，并通过预判段的结果，结合路口的实际通过量，准确的进行信号灯实际工作的循环时间的调节，高效的保持了道路的交通流畅，极大的减少道路拥堵情况。

进一步地，本发明为了满足更实际的路况信息判断和信号灯控制，引入调度模块，在普适交通流模型或异常交通流模型的基础上，对相邻两个交通信号灯进行控制的控制：

调度模块包括固定循环调度模块、强通模块、临时接入模块、动态分析模块和MCU控制器，且固定调度模块和临时接入模块之间通过设置切换触发开关进行模式的转换；

固定循环调度模块：用于存储根据城市道路规划的固定时间程序，并通过该固定时间程序控制信号执行模块的信号灯和信号灯变换时间的工作；

临时接入模块：用于通过无线控制器接入临时红绿灯；

强通模块：用于通过无线控制器接收的控制信号驱动执行模块的信号灯和信号灯变换时间以初始状态为起点的循环运行。

动态分析模块根据采集处理模块采集的数据进行以一天为单位的交通路口方向上的单位距离内车流量和车速的数据分析，并匹配多维度数据分类；

多维度数据分类的具体分类项包括：早高峰、晚高峰、正常时间段、工作日、休息日以及节假日；

并依据多维度数据为固定循环调度模块的时间匹配相应的红绿灯循环时间，并存储在MCU控制器内置的存储模块，供固定循环调度模块。

动态分析模块还包括对通过无线控制器临时接入的临时红绿灯的位置，以及临时红绿灯与同一交通路口方向的其他红绿灯形成的绿波带或者红波带的时间控制分析。

执行模块的信号灯的初始状态包括红灯状态循环、绿灯状态循环以及红黄灯交替闪烁的紧急状态循环，执行模块的信号灯变换时间的初始状态为红灯状态循环、绿灯状态循环以及紧急状态循环的人为设定的显示时间。

采集处理模块相邻两个信号灯路口之间的中间位置，且相邻两个红绿灯之间的距离大于300m；的采集处理模块采用MATLAB图像处理技术，将数字摄像头模组拍摄的照片处理成数字信号。

动态分析模块通过接入城市交通系统的云服务器上的基于Unifield架构的大数据计算系统进行交通信息数据的计算和异常判断分析。

采集处理模块内置数字信号处理器DSP。

4个路口各放置一个数字摄像头采集图像，将图像数据由DSP处理，计算路口车辆数目，通过RS485总线将数据发送至单片机模块。

DSP是专用的数字信号处理器，可准确且高效地处理数字信号.采用基于DSP的图像处理模块，可有效地提高处理图像数据的速度，从而解决了十字路口车流量数据分析的问题。

采集处理模块与单片机模块通信电路见图2。

SP485是一款低功耗的485收发器，可实现单片机模块与DSP的正常通信。

本发明中的采集处理模块还可以加入车牌号识别功能，用于分析同一车辆在单位检测距离内的停留时间，进而分析该路段是否发生车祸或者道路拥堵。

调度模块包括固定循环调度模块、强通模块、临时接入模块、动态分析模块和MCU控制器，且固定调度模块和临时接入模块之间通过设置切换触发开关进行模式的转换。

固定循环调度模块：用于存储根据城市道路规划的固定时间程序，并通过该固定时间程序控制信号执行模块的信号灯和信号灯变换时间的工作，并且该模块由数据寄存器来实现；

临时接入模块：用于通过无线控制器接入临时红绿灯；

强通模块：用于通过无线控制器接收的控制信号驱动执行模块的信号灯和信号灯变换时间以初始状态为起点的循环运行。

由于在道路交通实际运行过程中的复杂性，故本发明具有实时调整和累计调整两种工作模式；

累计调整模式：通过上述的功能模块进行长时间的道路交通情况的采集分析，进而获得理想的执行模块的信号灯和信号灯变换时间的工作，该模式适用于城市交通的相邻红绿灯间隔距离较大以及车流量较少的道路。

实时调整模式：通过图像采集模块采集交通路口方向上的单位距离的车流量图像，并分析获取单位时间内的车辆数，进而判断该路段的道路拥堵情况，并通过单片机模块直接发送调度指令给调度模块，通过调度模块延长相邻两个红绿灯之间的绿灯重叠时间。

该种模式适用于道路较为拥堵的城市道路。

本发明的强通模块由无线控制器的6个外部I/O端口进行分配，无线控制器的外部连接端口数为6个，分别是控制相邻两个红绿灯的双向启动强通端口、停止强通端口和单向强通端口，并且每个端口占据一个MCU控制器的输入端口。

无线控制器具体为数字微波、COFDM、3G和CDMA中的任意一种。

本发明中的信号执行模块的信号灯模块，包括三种4个灯组或者单色灯显示4种模式，分别显示为红灯、绿灯、黄灯以及闪烁灯；

时间显示模组为四组若干个7段数据管，南北方向和东西方向各两组。

动态分析模块根据采集处理模块采集的数据进行以一天为单位的交通路口方向上的单位距离内车流量和车速的数据分析，并匹配多维度数据分类；

多维度数据分类的具体分类项包括：早高峰、晚高峰、正常时间段、工作日、休息日以及节假日；

并依据多维度数据为固定循环调度模块的时间匹配相应的红绿灯循环时间，并存储在MCU控制器内置的存储模块，供固定循环调度模块。

动态分析模块还包括对通过无线控制器临时接入的临时红绿灯的位置，以及临时红绿灯与同一交通路口方向的其他红绿灯形成的绿波带或者红波带的时间控制分析。

执行模块的信号灯的初始状态包括红灯状态循环、绿灯状态循环以及红黄灯交替闪烁的紧急状态循环，信号灯变换时间的初始状态为红灯状态循环、绿灯状态循环以及紧急状态循环人为设定的显示时间。

用于采集交通路口方向上的单位距离的车流量图像，并分析获取单位时间内的车辆数的采集处理模块设置在相邻两个红绿灯的中间位置，且相邻两个红绿灯之间的距离大于300m。

对于相邻两个红绿灯来说，当交通量较小，信号周期短，单周期也不能过短，以免某一方向的绿灯时间小于15s使车辆来不及通过路口；

当交通需求量大、信号周期长时，周期不能超过120s，否则某一方向的红灯时间将超过60s。

采集处理模块设置在相邻两个红绿灯的中间位置，且相邻两个红绿灯之间的距离大于300m的作用是，使得采集处理模块的流量采集仿真时间为60个信号周期长度，并通过FNNC控制算法，进行相邻两个红绿灯的绿信比和相位时间差。

采集处理模块采用MATLAB图像处理技术，将数字摄像头模组拍摄的照片处理成数字信号。

动态分析模块通过接入城市交通系统的云服务器上的基于Unifield架构的大数据计算系统进行数据的计算。

如图4、图5和图6所示，本发明提供了一种执行模块，包括圆柱形的安装支架1，轴向穿过安装支架1，并与安装支架1滑动连接的电连杆2，以及对称设置在安装支架1表面的显示屏3。

由于现有的红绿灯为了提供单一道路上的通行指示，红绿灯大多为方形或者长条形的结构，并在一条道路上同时拥有多种状态指示的红绿灯，进而使得现有红绿灯的整体结构在纵向上的迎风面积较大，在自然风力较大时，很容易造成红绿灯以及整体安装结构的折断。

本发明通过将红绿灯的整体安装支架1由扁平的方形结构，变为立体的圆柱或者椭圆形结构，使得红绿灯整体能够有效的进行自然风的导流，进而减少作用在红绿灯上的受力面积，减小红绿灯的风阻，提高红绿灯的使用寿命。

安装支架1内壁上铰接有接线端子4，且电连杆2上设置有与接线端子4相配合的倾斜接线口5，通过在安装支架1内部设置的接线端子4和倾斜接线口5的配合连接，将电子线路的连接置于安装支架1的内部，并且在拆装安装支架1时，只需要沿电连杆2的单向的轴向滑动，即可使得接线端子和倾斜接线口5脱离，无需通过拧螺丝的方式进行电路的断开，方便后续的拆装和更换，使得红绿灯的集成度更高。

显示屏3的一侧设置有在驱动装置6驱动下绕安装支架1轴线做圆周运动的摄像头组件7，驱动装置6可以是微型马达、舵机以及气动或液压伸缩杆中的任意一种。

摄像头组件7采用传统微型摄像头以及扁平圆柱状的封装壳体，并通过与安装支架的接线端子4的电性连接进行供电，通过摄像头组件7可以实时的采集红绿灯路口的车辆通过情况。

进一步地，摄像头组件7还包括图像处理模块，将处理完毕的数据传输至单片机，用于检测过往车辆的数目。该方案能够根据实际车流量，判断当前实时路况，从而能够即时调整红绿灯的定时周期。

图像采集模块分别采集路口4个方向的车流图像，通过图像处理模块处理数据，计算过往车辆数目，将信息传递至单片机。

单片机通过车辆数目分析车流量，判断当前交通状况，来修改定时器时间，从而控制红绿灯更替周期，并将红绿灯剩余时间在显示屏3上显示出来。

本发明采用现有的图像处理模块，采集与处理图像数据，并将当前路口车辆数目通过RS485总线发送至控制器模块，单片机通过接收到的数据判断当前交通状况，以此控制红绿灯循环时间。

图像处理模块主要由数字摄像头与数字信号处理器组成。

4个路口各放置一个摄像头组件7，将图像数据由DSP处理，计算路口车辆数目，通过RS485总线将数据发送至单片机。

DSP是专用的数字信号处理器，可准确且高效地处理数字信号.采用基于DSP的图像处理模块，可有效地提高处理图像数据的速度。

位于摄像头组件7另一侧的安装支架1上设置有语音播放组件8，通过语音播放组件8可以实时的对红绿灯路口的交通情况进行播报和进行实时的交通疏导，并且语音播放组件8包括半圆盘形的顶罩801和弧形的蜂窝底罩802，且蜂窝底罩802的直径小于顶罩801的直径，进而能够对语音播放组件内部的结构进行保护，避免雨水灰尘进入蜂窝底罩802内的喇叭中。

位于安装支架1的底部排列有若干个用于安装传感器的装配槽9，若干个装配槽9通过同一阻尼铰轴10铰接在安装支架1上，装配槽9的顶部纵截面呈拱形，使其能够绕阻尼铰轴10进行一定角度的转动，转配槽9整体为盒状结构，每个装配槽9独立转动，内部可电性连接各类传感器；同时也可以作为红绿灯类指示标识的扩展连接结构，由于其铰接在安装支架1 上，进而在受到自然风力的作用时能够进行一定角度的转动，减少扩展连接结构的受力面。

在进行安装支架1的固定时，摄像头组件7和语音播放组件8均通过锥形螺套11连接在安装支架1的两端，且摄像头组件7和语音播放组件8均活动套装在锥形螺套11上，将锥型螺套11的锥螺杆段与安装支架1的侧面内壁进行螺旋连接，使得锥形螺套11起到膨胀螺钉的作用，同时安装支架1 通过设置在电连杆2上的T型槽与电连杆2连接在一起，实现安装支架1与电连杆2在径向上的固定，当锥型螺套11与安装支架完全拧紧时，摄像头组件7和语音播放组件8与安装支架1的接触面紧密贴合，或者可以在两者之间设置密封垫圈实现紧密贴合。

传统的红绿灯的上部均设置有遮光罩，用于对红绿灯进行遮光，本发明则通过在安装支架1表面设置于显示屏3相配合的安装槽12，且显示屏3上安装有导光罩13，且导光罩13包括位于上半部分的偏振段14和位于下半部分的透明段15，偏振段14能够改变显示屏3的光线投射，使得显示屏3上半部分的光线尽量以一定的角度投射至地面，提高显示屏3上显示标识的辨识度。

本发明的显示屏3具体为LED阵列或者LED显示屏。

接线端子4的一端通过限位铰轴16连接在安装支架1的内壁上，且接线端子4绕限位铰轴16实现45°的角度转动，倾斜接线口5通过弹簧套17 以45°倾斜角嵌入电连杆2表面。

本发明提供了一种智能交通灯调节方法，包括具体步骤：

S100、获取在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速，进而分析获得自主规定的时间戳内道路交通情况；

S200、根据时间戳内的道路交通情况计算相邻两个红绿灯之间的理想时间，同时与城市交通规划的红绿灯标准时间进行取差，并将取差结果值作为标准时间的允许变化总量；

S300、以秒为单位进行红绿灯循环的标准时间的递增和递减，来接近红绿灯循环的理想时间，同时以已获取的在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速的分析结果，作为是否停止标准时间以递增和递减方式靠近理想时间的依据。

所述的自主规定的时间戳内具体包括：早高峰、晚高峰、正常时间段、工作日、休息日以及节假日；

在S200中，设定一个月以上的红绿灯循环的标准时间以秒进行改变的时间周期，同时也可以主动地改变时间周期。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能交通灯系统，其特征在于，包括：

采集处理模块，设置在相邻两个信号灯路口之间，用于采集双向车道上单位距离内的车流量图像，并分析获取单位时间内的交通信息数据；

控制器模块，用于构建车辆正常通行的普适交通流模型和车辆非正常通行的异常交通流模型，并将图像采集模块采集的交通信息数据通过大数据异常分析后输入普适交通流模型或异常交通流模型，并触发相应的模型工作，并输出控制信号；

执行模块，用于接收普适交通流模型或异常交通流模型输出的控制信号，并作出相应信号动作；

调度模块，用于对同向车道上的相邻信号灯路口的执行模块进行信号灯的灯色变换模式和灯色变换时间差的调度；

采集处理模块包括数字摄像头模组和用于接收处理数字摄像头模组采集信号的数字信号处理器，且所述数字信号处理器通过RS485总线将数据发送至控制器模块，控制器模块的普适交通流模型或异常交通流模型以独立的信道将控制信号输送至执行模块。

2.根据权利要求1所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述普适交通流模型的工作方式包括：

对采集处理模块获得的交通信息数据进行单位时间内汽车数量和车速信息的提取；计算单位时间内的汽车行驶的总平均速度；

根据道路规定限速与总平均速度的对比分析，获取单位距离内汽车的滞留量，再结合市政规定的交通信号灯循环周期内的路口汽车的通过量，判断道路的拥堵情况；

以及采集处理模块进行数据采集的单位距离与信号灯路口之间形成的缓冲距离，计算汽车以平均速度通过缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

所述异常交通流模型的工作方式在普适交通流信号模型中加入异常因素，异常因素包括道路施工或者车祸引起的失去交通功能的道路长度，并将普适交通流模型的缓冲距离除去失去交通功能的道路长度获得实时缓冲距离，再次进行汽车以平均速度通过实时缓冲距离的时间点与交通信号灯循环周期时间的两者交叉点；

计算普适交通流模型和异常交通流模型的交叉点与市政规定的交通信号灯的某个灯色循环时间端点的偏差值，作为执行模块的输入控制信号。

3.根据权利要求1所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述调度模块包括固定循环调度模块、强通模块、临时接入模块、动态分析模块和MCU控制器，且所述固定调度模块和临时接入模块之间通过设置切换触发开关进行模式的转换；

所述的固定循环调度模块：用于存储根据城市道路规划的固定时间程序，并通过该固定时间程序控制信号执行模块的信号灯和信号灯变换时间的工作；

临时接入模块：用于通过无线控制器接入临时红绿灯；

强通模块：用于通过无线控制器接收的控制执行模块的信号灯和信号灯变换时间以初始状态为起点的循环运行。

4.根据权利要求3所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述动态分析模块根据采集处理模块采集的数据进行以一天为单位的交通路口方向上的单位距离内车流量和车速的数据分析，并匹配多维度数据分类；

多维度数据分类的具体分类项包括：早高峰、晚高峰、正常时间段、工作日、休息日以及节假日；

并依据多维度数据为固定循环调度模块的时间匹配相应的红绿灯循环时间，并存储在MCU控制器内置的存储模块，供固定循环调度模块。

5.根据权利要求4所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述动态分析模块还包括对通过无线控制器临时接入的临时红绿灯的位置，以及临时红绿灯与同一交通路口方向的其他红绿灯形成的绿波带或者红波带的执行模块的时间控制分析。

6.根据权利要求5所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述执行模块的初始状态包括红灯状态循环、绿灯状态循环以及红黄灯交替闪烁的紧急状态循环，执行模块的时间的初始状态为红灯状态循环、绿灯状态循环以及紧急状态循环的人为设定的显示时间。

7.根据权利要求1所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述采集处理模块相邻两个信号灯路口之间的中间位置，且相邻两个红绿灯之间的距离大于300m；

所述的采集处理模块采用MATLAB图像处理技术，将数字摄像头模组拍摄的照片处理成数字信号。

8.根据权利要求2所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述动态分析模块通过接入城市交通系统的云服务器上的基于Unifield架构的大数据计算系统进行交通信息数据的计算和异常判断分析。

9.根据权利要求2所述的一种智能交通灯系统，其特征在于，所述执行模块包括圆柱形的安装支架(1)，轴向穿过安装支架(1)，并与安装支架(1)滑动连接的电连杆(2)，以及对称设置在安装支架(1)表面的显示屏(3)，所述安装支架(1)内壁上铰接有接线端子(4)，且所述电连杆(2)上设置有与接线端子(4)相配合的倾斜接线口(5)，所述显示屏(3)的一侧设置有在驱动装置(6)驱动下绕安装支架(1)轴线做圆周运动的摄像头组件(7)，位于摄像头组件(7)另一侧的安装支架(1)上设置有语音播放组件(8)，位于安装支架(1)的底部排列有若干个用于安装传感器的装配槽(9)，若干个所述装配槽(9)通过同一阻尼铰轴(10)铰接在安装支架(1)上。

10.一种根据权利要求1-8所述的智能交通灯调节方法，其特征在于，包括具体步骤：

S100、获取在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速，进而分析获得自主规定的时间戳内道路交通情况；

S200、根据时间戳内的道路交通情况计算相邻两个红绿灯之间的理想时间，同时与城市交通规划的红绿灯标准时间进行取差，并将取差结果值作为标准时间的允许变化总量；

S300、以秒为单位进行红绿灯循环的标准时间的递增和递减，来接近红绿灯循环的理想时间，同时以已获取的在相邻两个红绿灯路口之间的单位距离内的车流量和车速的分析结果，作为是否停止标准时间以递增和递减方式靠近理想时间的依据。

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