CN112133107A - 一种智能化交通信号控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化交通信号控制系统，包括信号控制平台、信号灯终端和警用智能终端，信号灯终端包括控制网关和显示装置，控制网关向信号控制平台上报本信号灯终端状态信息，接收信号控制平台下发的交通信号配时方案，驱动显示装置进行交通信号显示；警用智能终端通过信号控制平台实现对信号灯终端的接管；信号控制平台接受信号灯终端和警用智能终端的注册，向信号灯终端下发交通信号配时方案，或接收警用智能终端的接管请求，实现警用智能终端对信号灯终端的接管。本发明信号灯终端与信号控制平台的双向通信，信号控制平台及时掌握路口的交通信号状况和路况，进行实时的干预。

Description

一种智能化交通信号控制系统

技术领域

本发明属于交通信号控制技术领域，尤其涉及一种智能化交通信号控制系统。

背景技术

随着城市规模不断扩大，城市道路越来越复杂，交通信号控制系统也越来越重要。如何综合应用多种技术，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，成为了目前急需解决的城市交通管理系统的关键命题之一。

目前，随着通信技术、大数据技术的发展，交通信号控制系统逐步向联网化、智能化发展。联网化是指信号机通过广域网接入信号控制平台；智能化是指信号控制平台综合应用大数据技术，对信号灯进行调控优化。现有技术交通信号控制系统如图1所示，其中，信号机是现在交通信号控制系统的重要组成之一，主要用于城市道路交通信号的控制与管理。信号机由主液晶显示屏、CPU板、控制板、带光耦隔离的灯组驱动板、开关电源、按钮板等功能模块插件板，以及配电板、接线端子排等组成。信号机接入到信号控制平台，信号灯与信号机连接，中心的信号控制平台通过广域网与部署于路口的信号机基于TCP/IP协议进行通信，集中管理信号机，进行交通配时控制；路口的信号机安装在路侧的控制柜中，通过AC220V线路为信号灯供电，并与信号灯通信(一般为单向)。当前的信号灯是一种专用设备，可显示内容有限，且需要根据各地交警、用户的习惯进行定制。

当前的交通信号控制系统虽实现了联网控制，也一定程度上实现了智能化控制，但依然存在许多缺点。例如信号机是一种专用设备，成本昂贵，导致交通信号控制系统无法覆盖城市、乡村的各个道路路口；从系统可靠性角度看，信号机是一个容易发生故障的“单点”，一旦信号机故障，整个路口交通就处于瘫痪状态；当前的交通信号灯只能是一种专用显示设备，可显示信息非常有限；信号机与信号灯之间基于AC220V连接，实现供电及通信功能，中心信号控制平台难以感知信号灯运行状态(需要增加额外的通信通路如串口、无线网络等才能感知)；交警在路口现场临时接管信号控制系统时不方便，需要携带专用的钥匙打开信号机控制柜，并按操作指导进行处置。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能化交通信号控制系统，替换现有的交通信号控制系统，克服背景技术中所列出的种种缺陷。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种智能化交通信号控制系统，所述智能化交通信号控制系统，包括信号控制平台、信号灯终端和警用智能终端，所述信号灯终端和警用智能终端通过移动通信网络连接到信号控制平台，其中：

所述信号灯终端包括控制网关和显示装置，所述控制网关向信号控制平台注册，向信号控制平台上报本信号灯终端状态信息，接收信号控制平台下发的交通信号配时方案，驱动显示装置进行交通信号显示；

所述警用智能终端，用于向信号控制平台注册，通过信号控制平台实现对信号灯终端的接管；

所述信号控制平台，用于接受信号灯终端和警用智能终端的注册，向信号灯终端下发交通信号配时方案，或接收警用智能终端的接管请求，实现警用智能终端对信号灯终端的接管。

可选的，所述控制网关还用于连接外部物联感知系统，将物联感知系统采集的物联数据统一上报给信号控制平台，信号控制平台根据控制网关上报的物联数据计算交通信号配时方案，下发到控制网关。

可选的，所述控制网关还用于将自身的位置信息上报给信号控制平台。

进一步地，所述信号控制平台还用于根据各信号灯终端的位置信息将相同路口的信号灯终端进行分组管理，相同路口的信号灯终端作为一个虚拟组。

进一步地，所述信号控制平台还用于对交通信号配时方案进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

进一步地，所述信号控制平台还用于下发紧急事件指令，进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

可选的，所述显示装置为LED显示设备。

可选的，所述信号控制平台还用于向各信号灯终端的控制网关下发时钟同步信息，控制网关接收时钟同步信息，实现信号灯终端与信号控制平台的时钟同步。

本发明针对目前交通信号控制系统功能单一，仅能进行单向通信，仅能进行信号灯控制的局限，提出了一种智能化交通信号控制系统，简化了交通信号控制系统架构，去掉了信号机设备，避免了单点故障，降低了系统构建成本。信号控制平台与控制网关双向通信，可实时感知各个信号灯的状态，及时进行故障处置；并能上传物联数据，实时掌握交通路况。交警可通过警用智能终端实现与信号控制平台的人机交互，方便了交警临时接管路口信号灯终端的处置过程。

附图说明

图1为现有技术交通信号控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例智能化交通信号控制系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的一种智能化交通信号控制系统，如图2所示，包括信号控制平台、信号灯终端、警用智能终端，信号灯终端和警用智能终端通过移动通信网络连接到信号控制平台。

本实施例用信号灯终端代替现有技术方案中的信号机和信号灯，由信号控制平台直接与信号灯终端和警用智能终端通信，移动通信网络可以基于4G/5G或其它无线通信网络。信号控制平台位于云端，为所有信号灯终端、警用智能终端提供云接入服务。

其中，信号灯终端包括控制网关和显示装置，控制网关向信号控制平台注册，向信号控制平台上报本信号灯终端状态信息，接收信号控制平台下发的交通信号配时方案，驱动显示装置进行交通信号显示；

警用智能终端，用于向信号控制平台注册，通过信号控制平台实现对信号灯终端的接管；

信号控制平台，用于接受信号灯终端和警用智能终端的注册，向信号灯终端下发交通信号配时方案，或接收警用智能终端的接管请求，实现警用智能终端对信号灯终端的接管。

本实施例控制网关通过移动通信网络与信号控制平台进行双向通信，并通过显示接口驱动显示装置进行交通信号显示。显示装置可以是通用的户外LED显示设备，也可以是专用的显示设备。本实施例LED显示设备相较于传统的信号灯灯泡显示，能够实现丰富的信息显示。

控制网关与信号控制平台之间的通信主要包括：控制网关向信号控制平台注册，信号控制平台接收控制网关的注册信息，进行鉴权后完成注册；控制网关接收信号控制平台下发的配置参数，完成本信号灯终端的配置；控制网关向信号控制平台上报本信号灯终端的状态信息。

控制网关向信号控制平台进行注册，信号控制平台接收注册信息，进行鉴权通过注册后，信号控制平台可以向控制网关下发配置参数，完成信号灯终端的配置，例如配置每个信号灯终端的方位，显示模拟的信号灯个数及对应的车道等等。

状态信息包括本信号灯终端的控制网关、显示装置是否正常工作，设备参数是否正常；各个显示装置显示的交通信号灯的状态，是红灯、绿灯还是黄灯信息；异常告警，主要是设备是否异常、输入数据是否异常、显示是否与设定的相符合等。信号控制平台收到这些状态信息后，可以全面掌握信号灯终端的状况，以便做出是否进行检修的判断。

在一个实施例中，控制网关还用于连接外部物联感知系统，将物联感知系统采集的物联数据统一上报给信号控制平台，信号控制平台根据控制网关上报的物联数据计算交通信号配时方案，下发到控制网关。

在本实施例中，控制网关连接的外部物联感知系统，采集的物联数据包括交通数据、交通流量、电子警察摄像机抓拍的图片等数据，其中交通数据可以是车辆排队长度、车辆类型、行驶速度等，交通流量数据可以是路口过车数量等，电子警察摄像机抓拍的图片即交通路口摄像机抓拍的车辆照片。信号控制平台收到这些数据后，有利于实时掌握交通路口的路况，还可以结合这些数据分析出路况，从而给出交通信号配时方案。而对于传统的信号灯系统，无法掌握实时路况，只能通过其他智能交通系统，例如电子警察系统来获取这些信息。由于是两种系统之间的对接，无法有效实时的反馈交通路口的路况，不便于交通信号控制系统做出及时的判断和调整。

在一个实施例中，控制网关还用于将自身的位置信息上报给信号控制平台。

本实施例中，控制网关中集成有定位模块，如GPS模块或北斗定位模块，可以实时获取自身的位置信息，将位置信息发送给信号控制平台。

本实施例信号控制平台还用于根据各信号灯终端的位置信息将相同路口的信号灯终端进行分组管理，相同路口的信号灯终端作为一个虚拟组。

位于同一个路口通常有多个信号灯终端来进行交通管理，常用的在一个路口有四个，分别布置在不同方向上。本实施例将同一个路口的信号灯终端编在同一个虚拟组，有利于对同一个路口的信号灯终端进行协调管理。

在建立虚拟组以后，信号控制平台还用于对交通信号配时方案进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

同一个虚拟组中的信号灯终端需要具有较好的一致性，例如东西向放行，则南北向禁止通行等等。通过虚拟组可以很好的协调各信号灯终端的一致性。信号控制平台在向虚拟组下发信息的时候，需要做一致性校验，一致性校验是保证各方位信号灯终端的指令不出现冲突。

同样的，信号控制平台还用于下发紧急事件指令，将紧急事件指令进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

紧急事件指令包括信号灯终端黄闪和交警人工接管等，在出现紧急事件，需要人工干预时，信号控制平台可以直接下发紧急事件指令到同一个路口对应的虚拟组中的各个信号灯终端，实现该路口信号灯终端的黄闪，或被交警人工接管。

在一个实施例中，一种智能化交通信号控制系统中警用智能终端用于交警在现场接管交通信号灯的控制。警用智能终端为一台智能化移动通信设备，内部安装专门的APP软件，通过该APP软件与信号控制平台进行通信。交警使用APP软件实现与整个交通信号控制系统进行人机交互。实现用户注册、登录、升级等基本功能；现场执法交警可通过警用智能终端设置路口的信号灯终端人工接管。

在具体的接管过程中，现场执法交警可通过警用智能终端设置路口信号灯终端进入黄闪状态，也可以根据具体路况设置延长某一个方向的通行，实现交通的管制。

本实施例，信号控制平台还可发送警用智能终端附近信号灯终端的异常告警到警用智能终端，通知持有该警用智能终端的交警到现场进行交通指挥。

在一个实施例中，一种智能化交通信号控制系统中的信号控制平台还用于向各信号灯终端的控制网关下发时钟同步信息，控制网关接收时钟同步信息，实现信号灯终端与信号控制平台的时钟同步。

传统的交通信号控制系统一般是单向控制，信号机也不是智能设备，信号控制平台与信号机之间存在传输时延，无法做到时钟的完全同步，在实时管理交通信号灯时，存在偏差。而本申请控制网关与信号控制平台通过时钟同步，实现完全的同步，增加了交通信号控制系统管理的实时性。

本申请技术方案采用新的信号灯终端代替现有技术的信号机和信号灯，具备与信号控制平台的双向通信能力，可以及时将信号灯终端的状态信息和物联数据发送到信号控制平台，以便信号控制平台及时掌握路口的交通信号状况和路况，进行实时的干预。信号控制平台通过大数据分析和智能算法，可以计算出更加高效的交通信号配时方案，提高交通管理的效率。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述智能化交通信号控制系统，包括信号控制平台、信号灯终端和警用智能终端，所述信号灯终端和警用智能终端通过移动通信网络连接到信号控制平台，其中：

所述信号灯终端包括控制网关和显示装置，所述控制网关向信号控制平台注册，向信号控制平台上报本信号灯终端状态信息，接收信号控制平台下发的交通信号配时方案，驱动显示装置进行交通信号显示；

所述警用智能终端，用于向信号控制平台注册，通过信号控制平台实现对信号灯终端的接管；

所述信号控制平台，用于接受信号灯终端和警用智能终端的注册，向信号灯终端下发交通信号配时方案，或接收警用智能终端的接管请求，实现警用智能终端对信号灯终端的接管。

2.根据权利要求1所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述控制网关还用于连接外部物联感知系统，将物联感知系统采集的物联数据统一上报给信号控制平台，信号控制平台根据控制网关上报的物联数据计算交通信号配时方案，下发到控制网关。

3.根据权利要求1所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述控制网关还用于将自身的位置信息上报给信号控制平台。

4.根据权利要求3所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述信号控制平台还用于根据各信号灯终端的位置信息将相同路口的信号灯终端进行分组管理，相同路口的信号灯终端作为一个虚拟组。

5.根据权利要求4所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述信号控制平台还用于对交通信号配时方案进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

6.根据权利要求4所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述信号控制平台还用于下发紧急事件指令，进行一致性校验并统一下发给同一个虚拟组中的各信号灯终端。

7.根据权利要求1所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述显示装置为LED显示设备。

8.根据权利要求1所述的智能化交通信号控制系统，其特征在于，所述信号控制平台还用于向各信号灯终端的控制网关下发时钟同步信息，控制网关接收时钟同步信息，实现信号灯终端与信号控制平台的时钟同步。

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