CN112382106A - 交通信号灯的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交通信号灯的智能控制系统，其基于接近开关的持续导通时间来检验每个行车方向的交通状况，进而根据每个行车方向的交通状况控制信号灯变化，实现了基于实时路况智能化控制信号灯变化，可以有效解决道路拥堵问题，而且无需人为介入，大大降低了人员投入成本。

Description

交通信号灯的智能控制系统

技术领域

本发明涉及交通信号灯控制技术领域，特别地，涉及一种交通信号灯的智能控制系统。

背景技术

随着我国汽车产业的爆发式增长，汽车保有量逐年递增，随之带来的是日常交通拥堵问题。而目前的交通信号灯控制方式都是采取预设程序控制，不能根据路况实时控制信号灯变化，无法实现智能化控制，经常出现某一条行车方向严重拥堵，而其它行车方向车辆较少的情况。虽然，可以通过交警人为介入控制信号灯变化，但是由于城市路口众多，人力投入大，无法彻底解决交通拥堵的问题。

发明内容

本发明提供了一种交通信号灯的智能控制系统，以解决现有的信号灯控制方式无法实现智能化控制的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种交通信号灯的智能控制系统，包括

接近开关，设置在路口处每个行车方向上的指定位置处，当有车辆经过或停留时接近开关导通；

时间记录装置，用于记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间；

处理器，用于将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向发生交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向畅通；

控制器，用于根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化。

进一步地，所述接近开关设置在道路两旁或者直接设置在行车道的路面上。

进一步地，若所述处理器判定存在至少两个行车方向发生交通拥堵，则所述控制器按照每个行车方向对应的道路等级控制信号灯变化，对应道路等级越高的行车方向优先控制信号灯变绿。

进一步地，若所述处理器判定存在至少两个行车方向对应的道路等级相同，则所述处理器在这至少两个行车方向之间随机生成一个控制序列，所述控制器按照该控制序列控制每个行车方向对应的信号灯依次变化。

进一步地，对于发生交通拥堵的行车方向，其绿灯时长控制在1min～3min，对于交通畅通的行车方向，其绿灯时长控制在20s～30s。

进一步地，所述控制器还用于在某一个行车方向对应的绿灯时长即将结束时，若其接近开关仍然处于导通状态，则评估其它行车方向是否存在拥堵，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制绿灯变红灯。

进一步地，还包括：

摄像头，用于实时获取路口交汇处的路面图像；

所述处理器还用于基于交汇处的路面图像判定是否出现拥堵现象，若出现拥堵现象则通知交管部门指派交警进行现场指挥。

进一步地，所述处理器包括：

处理单元，用于从摄像头拍摄的路面图像中识别出交汇处至少一台车辆在预设时间段内的平均行驶速度，并将该平均行驶速度与预设阈值进行比对，若平均行驶速度小于该预设阈值则判定交汇处出现交通拥堵现象；

通信单元，用于通知交管部门指派交警进行现场指挥。

进一步地，还包括

语音提示模块，用于在所述处理单元判定交汇处出现交通拥堵现象时发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待。

进一步地，所述通信单元采用4G模块或者5G模块。

本发明具有以下效果：

本发明的交通信号灯的智能控制系统，通过在路口处每个行车方向上的指定位置设置接近开关，当有车辆经过或停留时接近开关会导通，然后通过记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间，接近开关持续导通意味着有车辆一直处于感应范围内，即有车辆停留在接近开关的感应范围内，然后将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则表示有车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着发生了交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则表示并不存在车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着该接近开关所在的行车方向畅通，最后根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化，对于出现交通拥堵的行车方向则优先控制其信号灯变绿灯，而对于交通畅通的行车方向则控制其对应的信号灯变红灯。本发明中基于接近开关的持续导通时间来检验每个行车方向的交通状况，进而根据每个行车方向的交通状况控制信号灯变化，实现了基于实时路况智能化控制信号灯变化，可以有效解决道路拥堵问题，而且无需人为介入，大大降低了人员投入成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的交通信号灯的智能控制方法的流程示意图。

图2是本发明优选实施例的交通信号灯的智能控制方法的另一实施方式的流程示意图。

图3是图2中的步骤S5的子流程示意图。

图4是本发明另一实施例的交通信号灯的智能控制系统的模块结构示意图。

图5是图4中的处理器的子模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明的优选实施例提供一种交通信号灯的智能控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：在路口处的每个行车方向上的指定位置设置接近开关，当有车辆经过或停留时接近开关导通；

步骤S2：记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间；

步骤S3：将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向发生交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向畅通；

步骤S4：根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化。

可以理解，本实施例的交通信号灯的智能控制方法，通过在路口处每个行车方向上的指定位置设置接近开关，当有车辆经过或停留时接近开关会导通，然后通过记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间，接近开关持续导通意味着有车辆一直处于感应范围内，即有车辆停留在接近开关的感应范围内，然后将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则表示有车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着发生了交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则表示并不存在车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着该接近开关所在的行车方向畅通，最后根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化，对于出现交通拥堵的行车方向则优先控制其信号灯变绿灯，而对于交通畅通的行车方向则控制其对应的信号灯变红灯。本发明中基于接近开关的持续导通时间来检验每个行车方向的交通状况，进而根据每个行车方向的交通状况控制信号灯变化，实现了基于实时路况智能化控制信号灯变化，可以有效解决道路拥堵问题，而且无需人为介入，大大降低了人员投入成本。

可以理解，在所述步骤S1中，可以在每个行车方向上距离路口200m处设置接近开关，当有车辆长时间停留在200m处时，接近开关会处于持续导通状态，从而可以判定该行车方向上已经堵了至少200m的长度。而如果车辆只是行驶过接近开关所在位置时，接近开关只会短时间导通。另外，接近开关具体设定的位置可以根据需要进行选择，例如设置在距离路口100m、150m、180m或者300m处。另外，所述接近开关可以设置在道路两旁或者直接设置在行车道的路面上。

可以理解，在所述步骤S3中，若存在至少两个行车方向发生交通拥堵，则按照每个行车方向对应的道路等级控制信号灯变化，对应道路等级越高的行车方向优先控制信号灯变绿。其中，道路等级包括国道、省道、城市主干道、城市快速路、普通道路等，通常而言道路等级越高，车流量越大，越容易出现拥堵，故根据道路等级的优先顺序来控制至少两个行车方向对应的信号灯变化，可以进一步有效减缓交通拥堵问题。比如，若存在两个行车方向发生交通拥堵，一个为国道，一个为普通道路，则优先控制国道对应的信号灯变绿，随后再控制普通道路对应的信号灯变绿。

另外，若存在至少两个行车方向对应的道路等级相同，则在这至少两个行车方向之间随机生成一个控制序列，并按照该控制序列控制每个行车方向对应的信号灯变化。例如，当存在三个行车方向均属于城市主干道时，分别为1号行车方向、2号行车方向和3号行车方向，则在这三个行车方向中随机生成一个控制序列，比如132，即先控制1号行车方向对应的信号灯变绿，后控制3号行车方向对应的信号灯变绿，最后控制2号行车方向对应的信号灯变绿。

其中，对于发生交通拥堵的行车方向，其绿灯时长为1min～3min，对于交通畅通的行车方向，其绿灯时长为20s～30s。

可以理解，作为优选的，所述步骤S4还包括以下内容：

若某一个行车方向对应的绿灯时长即将结束时，其接近开关仍然处于导通状态，则评估其它行车方向是否存在拥堵，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制绿灯变红灯。

当某一个行车方向的绿灯即将到时，而其接近开关仍然处于持续导通状态，意味着该行车方向上仍然拥堵严重，此时，评估其它行车方向上是否发生拥堵，即其它行车方向上的接近开关的持续导通时间是否大于预设阈值，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制该行车方向对应的绿灯变红灯。

可以理解，如图2所示，作为优选的，所述交通信号灯的智能控制方法还包括以下步骤：

步骤S5：实时获取路口交汇处的路面图像，并基于交汇处的路面图像判定是否出现拥堵现象，若出现拥堵现象则通知交管部门指派交警进行现场指挥。

如图3所示，所述步骤S5具体为：

步骤S51：实时拍摄城市路口交汇处的路面图像，并从路面图像中识别出交汇处至少一台车辆在预设时间段内的平均行驶速度；

步骤S52：将该平均行驶速度与预设阈值进行比对，若平均行驶速度小于该预设阈值则判定交汇处出现交通拥堵现象，通知交管部门指派交警进行现场指挥。

可以理解，所述步骤S51中采用图像识别技术识别出交汇处至少一台车在预设时间段内的平均行驶速度，例如在30s内的平均行驶速度，若30s内的平均行驶速度小于预设阈值，比如小于5km/h，甚至为0，则判定交汇处出现交通拥堵现象，则通知交管部门指派交警赶往现场进行指挥。

可以理解，作为优选的，所述交通信号灯的智能控制方法还包括以下步骤：

步骤S6：发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待。

当路口交汇处出现交通拥堵后，发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待，防止其进入路口交汇处加重道路拥堵。

如图4所示，本发明的另一实施例还提供一种交通信号灯的智能控制系统，其优选采用如上所述的智能控制方法，所述系统包括

接近开关，设置在路口处每个行车方向上的指定位置处，当有车辆经过或停留时接近开关导通；

时间记录装置，用于记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间；

处理器，用于将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向发生交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向畅通；

控制器，用于根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化。

其中，所述时间记录装置分别与接近开关、处理器相连，所述控制器分别与处理器、交通信号灯相连。

可以理解，本实施例的交通信号灯的智能控制系统，通过在路口处每个行车方向上的指定位置设置接近开关，当有车辆经过或停留时接近开关会导通，然后通过记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间，接近开关持续导通意味着有车辆一直处于感应范围内，即有车辆停留在接近开关的感应范围内，然后将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则表示有车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着发生了交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则表示并不存在车辆长时间停留在接近开关的感应范围内，意味着该接近开关所在的行车方向畅通，最后根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化，对于出现交通拥堵的行车方向则优先控制其信号灯变绿灯，而对于交通畅通的行车方向则控制其对应的信号灯变红灯。本发明中基于接近开关的持续导通时间来检验每个行车方向的交通状况，进而根据每个行车方向的交通状况控制信号灯变化，实现了基于实时路况智能化控制信号灯变化，可以有效解决道路拥堵问题，而且无需人为介入，大大降低了人员投入成本。

可以理解，所述接近开关可以设置在每个行车方向上距离路口200m的位置处，当有车辆长时间停留在200m处时，接近开关会处于持续导通状态，从而可以判定该行车方向上已经堵了至少200m的长度。而如果车辆只是行驶过接近开关所在位置时，接近开关只会短时间导通。另外，接近开关具体设定的位置可以根据需要进行选择，例如设置在距离路口100m、150m、180m或者300m处。另外，所述接近开关可以设置在道路两旁或者直接设置在行车道的路面上。

可以理解，若所述处理器判定存在至少两个行车方向发生交通拥堵，则所述控制器按照每个行车方向对应的道路等级控制信号灯变化，对应道路等级越高的行车方向优先控制信号灯变绿。其中，道路等级包括国道、省道、城市主干道、城市快速路、普通道路等，通常而言道路等级越高，车流量越大，越容易出现拥堵，故根据道路等级的优先顺序来控制至少两个行车方向对应的信号灯变化，可以进一步有效减缓交通拥堵问题。比如，若存在两个行车方向发生交通拥堵，一个为国道，一个为普通道路，则控制器优先控制国道对应的信号灯变绿，随后再控制普通道路对应的信号灯变绿。

另外，若所述处理器判定存在至少两个行车方向对应的道路等级相同，则所述处理器在这至少两个行车方向之间随机生成一个控制序列，所述控制器按照该控制序列控制每个行车方向对应的信号灯依次变化。例如，当存在三个行车方向均属于城市主干道时，分别为1号行车方向、2号行车方向和3号行车方向，则在这三个行车方向中随机生成一个控制序列，比如132，即先控制1号行车方向对应的信号灯变绿，后控制3号行车方向对应的信号灯变绿，最后控制2号行车方向对应的信号灯变绿。

其中，对于发生交通拥堵的行车方向，其绿灯时长为1min～3min，对于交通畅通的行车方向，其绿灯时长为20s～30s。

可以理解，作为优选的，所述控制器还用于在某一个行车方向对应的绿灯时长即将结束时，若其接近开关仍然处于导通状态，则评估其它行车方向是否存在拥堵，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制绿灯变红灯。

当某一个行车方向的绿灯即将到时，而其接近开关仍然处于持续导通状态，意味着该行车方向上仍然拥堵严重，此时，评估其它行车方向上是否发生拥堵，即其它行车方向上的接近开关的持续导通时间是否大于预设阈值，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制该行车方向对应的绿灯变红灯。

可以理解，作为优选的，所述交通信号灯的智能控制系统还包括：

摄像头，用于实时获取路口交汇处的路面图像；

所述处理器还用于基于交汇处的路面图像判定是否出现拥堵现象，若出现拥堵现象则通知交管部门指派交警进行现场指挥。

可以理解，如图5所示，所述处理器包括：

处理单元，用于从摄像头拍摄的路面图像中识别出交汇处至少一台车辆在预设时间段内的平均行驶速度，并将该平均行驶速度与预设阈值进行比对，若平均行驶速度小于该预设阈值则判定交汇处出现交通拥堵现象；

通信单元，用于通知交管部门指派交警进行现场指挥。所述通信单元与所述处理单元相连，并与交管平台通信连接。

可以理解，所述处理单元采用图像识别技术识别出交汇处至少一台车在预设时间段内的平均行驶速度，例如在30s内的平均行驶速度，若30s内的平均行驶速度小于预设阈值，比如小于5km/h，甚至为0，则判定交汇处出现交通拥堵现象，则所述通信单元通知交管部门指派交警赶往现场进行指挥。其中，所述通信单元可以采用4G模块或者5G模块。

可以理解，作为优选的，所述交通信号灯的智能控制系统还包括

语音提示模块，与处理器相连，用于在所述处理单元判定交汇处出现交通拥堵现象时发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待。其中，所述语音提示模块为喇叭或者扬声器。

当路口交汇处出现交通拥堵后，通过语音提示模块发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待，防止其进入路口交汇处加重道路拥堵。

另外，本发明还提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储进行交通信号灯的智能控制的计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时执行如上所述的方法的步骤。

一般计算机可读取介质的形式包括：软盘(floppy disk)、可挠性盘片(flexibledisk)、硬盘、磁带、任何其与的磁性介质、CD-ROM、任何其余的光学介质、打孔卡片(punchcards)、纸带(paper tape)、任何其余的带有洞的图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM)、快闪可抹除可编程只读存储器(FLASH-EPROM)、其余任何存储器芯片或卡匣、或任何其余可让计算机读取的介质。指令可进一步被一传输介质所传送或接收。传输介质这一术语可包含任何有形或无形的介质，其可用来存储、编码或承载用来给机器执行的指令，并且包含数字或模拟通信信号或其与促进上述指令的通信的无形介质。传输介质包含同轴电缆、铜线以及光纤，其包含了用来传输一计算机数据信号的总线的导线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，包括

接近开关，设置在路口处每个行车方向上的指定位置处，当有车辆经过或停留时接近开关导通；

时间记录装置，用于记录所有行车方向上的接近开关的持续导通时间；

处理器，用于将每个接近开关的持续导通时间与预设阈值进行比对，若持续导通时间大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向发生交通拥堵，若持续导通时间不大于预设阈值，则判定该接近开关所在的行车方向畅通；

控制器，用于根据每个行车方向是否存在交通拥堵来控制交通信号灯变化。

2.如权利要求1所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

所述接近开关设置在道路两旁或者直接设置在行车道的路面上。

3.如权利要求1所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

若所述处理器判定存在至少两个行车方向发生交通拥堵，则所述控制器按照每个行车方向对应的道路等级控制信号灯变化，对应道路等级越高的行车方向优先控制信号灯变绿。

4.如权利要求3所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

若所述处理器判定存在至少两个行车方向对应的道路等级相同，则所述处理器在这至少两个行车方向之间随机生成一个控制序列，所述控制器按照该控制序列控制每个行车方向对应的信号灯依次变化。

5.如权利要求1所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

对于发生交通拥堵的行车方向，其绿灯时长控制在1min～3min，对于交通畅通的行车方向，其绿灯时长控制在20s～30s。

6.如权利要求5所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

所述控制器还用于在某一个行车方向对应的绿灯时长即将结束时，若其接近开关仍然处于导通状态，则评估其它行车方向是否存在拥堵，若其它行车方向畅通，则延长该行车方向的绿灯时长，若其它行车方向出现拥堵，则控制绿灯变红灯。

7.如权利要求1所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

还包括：

摄像头，用于实时获取路口交汇处的路面图像；

所述处理器还用于基于交汇处的路面图像判定是否出现拥堵现象，若出现拥堵现象则通知交管部门指派交警进行现场指挥。

8.如权利要求7所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

所述处理器包括：

处理单元，用于从摄像头拍摄的路面图像中识别出交汇处至少一台车辆在预设时间段内的平均行驶速度，并将该平均行驶速度与预设阈值进行比对，若平均行驶速度小于该预设阈值则判定交汇处出现交通拥堵现象；

通信单元，用于通知交管部门指派交警进行现场指挥。

9.如权利要求7所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

还包括

语音提示模块，用于在所述处理单元判定交汇处出现交通拥堵现象时发出语音提示此时信号灯变绿的行驶方向上的车辆停车等待。

10.如权利要求8所述的交通信号灯的智能控制系统，其特征在于，

所述通信单元采用4G模块或者5G模块。

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