CN112396845A - 一种智能交通系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能交通系统及其控制方法,其中,智能交通系统包括:车流检测装置,用于检测目标道路在各时间段的车流量;交通控制装置,接收车流检测装置的检测结果,并根据车流检测装置的检测结果生成第一指令和第二指令移动式车道栏杆,设置于潮汐车道的路面,用于接收交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令变换潮汐车道;交通信号指示装置,设置于交通路口,用于接收控制装置的第二指令,并根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。本发明通过对车流量进行检测,并根据车流量来调节各信号灯的点亮时间,提高了道路通行能力的利用率。
Description
技术领域
本发明属于智能交通技术领域,特别是涉及一种智能交通系统及其控制方法。
背景技术
传统的交通信号指示装置中各信号灯(绿灯、红灯和黄灯)的点亮时间通常是固定的,必要时可以人工手动调节,然而每条道路的车流量并不是固定不变的,传统的交通信号指示装置无法根据车流量的变化自动调节各信号灯的点亮时间,道路通行能力的利用率不高。此外,为了改善交通拥堵的问题,对于某些通勤车辆较多的道路,设置有潮汐车道,然而现有技术中潮汐车道的栏杆是由人工移动的,工作量大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的一项或多项不足,提供一种智能交通系统及其控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种智能交通系统,包括:
车流检测装置,用于检测目标道路在各时间段的车流量;
交通控制装置,接收车流检测装置的检测结果,并根据车流检测装置的检测结果生成第一指令和第二指令
移动式车道栏杆,设置于潮汐车道的路面,用于接收交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令变换潮汐车道;
交通信号指示装置,设置于交通路口,所述交通信号指示装置具有若干信号灯,用于接收控制装置的第二指令,并根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
优选的,智能交通系统还包括:
人数检测装置,设置于交通路口,用于检测预设的过街等候区的行人数量;
所述交通信号指示装置还用于根据人数检测装置的检测结果切换信号灯。
优选的,所述车流检测装置包括:
超声波距离传感器,设置于车道的路面,用于检测是否有车辆经过;
计数处理器,用于根据超声波距离传感器的检测结果对车辆进行计数。
优选的,若相邻的两个超声波距离传感器在预设时间内均检测到车辆,所述计数处理器确定其为同一车辆。
优选的,所述移动式车道栏杆包括:
车道栏杆,其底部设置有若干滚轮,所述滚轮具有锁止装置;
栏杆控制装置,设置于车道栏杆上,用于接收所述交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令控制车道栏杆变换潮汐车道;
驱动电机,设置于所述车道栏杆上,用于根据栏杆控制装置的指令驱动所述滚轮移动或停止;
警示路标灯,设置于潮汐车道的入口,用于根据栏杆控制装置的指令点亮或熄灭;
车辆检测装置,设置于所述车道栏杆上,用于根据栏杆控制装置的指令检测所述潮汐车道上是否有车辆,并将检测结果发送给栏杆控制装置;
所述锁止装置用于根据栏杆控制装置的指令打开或锁定所述滚轮。
一种智能交通系统的控制方法,包括:
车流检测装置检测目标道路在各时间段的车流量;
交通控制装置根据车流检测装置的检测结果生成并更新道路-车流-时间关系数据库;
交通控制装置根据道路-车流-时间关系数据库生成第一指令和第二指令;
移动式车道栏杆根据所述第一指令变换潮汐车道;
交通信号指示装置根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
优选的,智能交通系统的控制方法还包括:
检测预设的过街等候区的行人数量;
若所述行人数量大于预设值,则交通信号指示装置将过街对应的信号灯切换为绿灯。
优选的,移动式车道栏杆根据所述第一指令变换潮汐车道,包括:
接收所述交通控制装置的第一指令,所述第一指令包括驱动电机的转动方向和转动圈数;
获取所述移动式车道栏杆对应方向的信号灯状态,并在所述信号灯为红灯时点亮所述警示路标灯;
检测所述潮汐车道上是否有车辆,并在所述潮汐车道上没有车辆时打开所述锁止装置;
驱动电机驱动所述滚轮移动至预设栏杆位置;
锁定所述滚轮并熄灭所述警示路标灯。
本发明的有益效果是:
(1)本发明通过对车流量进行检测,并根据车流量来调节各信号灯的点亮时间,提高了道路通行能力的利用率;
(2)本发明通过对车流量进行检测,并根据车流量来调节潮汐车道的护栏,提高了道路通行能力的利用率;
(3)本发明通过对过街等候区的行人数量进行检测,并根据行人数量来切换信号灯,提高了道路通行能力的利用率。
附图说明
图1为一种实施例中智能交通系统的组成框图;
图2为一种实施例中超声波距离传感器的安装示意图;
图3为一种实施例中移动式车道栏杆的控制框图;
图4为一种实施例中移动式车道栏杆的部分结构示意图;
图5为一种实施例中警示路标灯的安装示意图;
图6为又一种实施例中智能交通系统的组成框图;
图7为一种实施例中智能交通系统的控制方法的流程图;
图8为一种实施例中变换潮汐车道的流程图;
图中,1—超声波距离传感器,2—车道栏杆,3—滚轮,4—车辆检测装置,5—警示路标灯。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
参阅图1-8,本发明提供一种智能交通系统及其控制方法:
实施例一
如图1所示,一种智能交通系统,包括交通控制装置、车流检测装置、移动式车道栏杆和交通信号指示装置,所述交通控制装置与车流检测装置、移动式车道栏杆和交通信号指示装置通过无线网络连接进行通信,比如3G/4G网络。
所述车流检测装置设置于各目标路段的入口处,用于检测目标道路在各时间段的车流量。
在一些实施例中,所述车流检测装置包括超声波距离传感器1和计数处理器,如图2所示,超声波距离传感器1设置于车道入口的路面,超声波距离传感器1检测是否有车辆经过,计数处理器根据超声波距离传感器1的检测结果对车辆进行计数,并将计数结果发送给交通控制装置。一般的,每条目标路段设置一个计数处理器,某些时候一条目标路段也可以设置多个计数处理器,计数处理器与交通控制装置通过无线网络连接进行通信,比如3G/4G网络。
具体的,超声波距离传感器1向上发出超声波,当有车辆经过时,超声波遇到车辆返回,超声波距离传感器1接收到反射回的超声波即认为有车辆经过。此外,根据接收到反射回的超声波持续的时间以及测量到的距离(车底到超声波距离传感器1的距离),可以对经过车辆的大小以及车型等进行判断,从而为对车流做进一步分析提供数据。
一般的,每个车道内超声波距离传感器1的数量为两个及以上,超声波距离传感器1的数量越多,检测准确性越高。若相邻的两个超声波距离传感器1在预设时间内均检测到车辆,所述计数处理器确定其为同一车辆,解决了因车辆跨车道行驶等情况下同一车辆被重复计数的问题,提高了车辆计数的准确性。
所述交通控制装置接收车流检测装置的检测结果,并根据车流检测装置的检测结果生成第一指令和第二指令,所述第一指令用于控制移动式车道栏杆变换潮汐车道,一般的,第一指令包括驱动电机的转动方向以及转动圈数等,所述第二指令包括各信号灯的点亮时间。一般的,所述交通控制装置包括处理服务器、存储服务器以及显示屏,所述处理服务器与存储服务器以及显示屏连接。所述处理服务器接收车流检测装置的检测结果,建立并更新道路-车流-时间关系数据库,所述道路-车流-时间关系数据库存储于存储服务器中。
处理服务器根据所述道路-车流-时间关系数据库预测各条道路在下一日各时段的车流量,并根据预测结果生成第一指令和第二指令,并将第一指令和第二指令发送给相应的移动式车道栏杆和交通信号指示装置。
在一些实施例中,处理服务器预测某条道路在下一日各时段的车流量包括:获取下一日的日期类型,计算道路-车流-时间关系数据库中相同日期类型中各条道路在各时间段的车流量的均值,作为该条道路在下一日各时间段的车流量的预测值,若均值包含小数,则向上取整。例如,下一日为第一工作日,道路-车流-时间关系数据库中道路A在第一工作日的9点至10点的车流量为1000辆、1100辆、900辆、1200辆,那么道路A在下一日的9点至10点的预测车流量为1050辆。
在一些实施例中,处理服务器预测某条道路在下一日各时段的车流量包括:获取下一日的日期类型,获取该道路-车流-时间关系数据库中最近相同日期类型中各条道路在各时间段的车流量,作为该条道路在下一日各时间段的车流量的预测值。例如,下一日为第一工作日,道路-车流-时间关系数据库中道路A在第一工作日的9点至10点的车流量为1000辆(最早一次)、1100辆、900辆、1200辆(最近一次),那么道路A在下一日的9点至10点的预测车流量为1200辆。
所述日期类型包括第一工作日(假期结束后的第一个工作日)、第二工作日(假期开始前的最后一个工作日)、第三工作日(除第一工作日以及第二工作日以外的其他每个工作日均属于第三工作日)、短假休息日(定义时长为一天或两天的假期为短假,短假中的每天均属于短假休息日)、第一长假休息日(定义长度为三天或以上的假期为长假,长假的第一天属于第一长假休息日)、第二长假休息日(长假的最后一天属于第二长假休息日)和第三长假休息日(长假除第一天以及最后一天以外的每天均属于第三长假休息日)。
所述移动式车道栏杆设置于潮汐车道的路面,用于接收交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令变换潮汐车道。
如图3所示,在一些实施例中,所述移动式车道栏杆包括车道栏杆2、栏杆控制装置、驱动电机、警示路标灯5、锁止装置和车辆检测装置4。一般的,栏杆控制装置与交通控制装置通过无线网络进行通信,减少连线,降低了成本,提升了组网的便捷性;栏杆控制装置与驱动电机、警示路标灯5、锁止装置和车辆检测装置4通过有线网络进行通信,提高了通信的稳定性和可靠性。
如图4所示,所述车道栏杆2的底部设置有若干滚轮3,滚轮3的数量通常根据车道栏杆2的长度确定。对于较短的车道栏杆2,一般在车道栏杆2的两端各设置一组滚轮3即可;对于较长的车道栏杆2,在车道栏杆2的中间部分增加一组或多组滚轮3。
所述滚轮3具有锁止装置,所述锁止装置用于根据栏杆控制装置的指令打开或锁定所述滚轮3。当需要移动车道栏杆2时,先打开滚轮3的锁止装置,再驱动滚轮3;当不需要移动车道栏杆2时,锁上锁止装置,防止滚轮3移动。
所述栏杆控制装置设置于车道栏杆2上,用于接收所述交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令控制车道栏杆2变换潮汐车道。
所述驱动电机设置于所述车道栏杆2上,用于根据栏杆控制装置的指令驱动所述滚轮3移动或停止。驱动电机的输出轴经连接轴与滚轮3连接,每个驱动电机对应一组滚轮3,为了降低成本,也可以只设置两个驱动电机,分别对应车道栏杆两端的滚轮3。当需要移动车道栏杆2时,栏杆控制装置向驱动电机发送相应的控制信号,驱动电机工作,带动滚轮3移动;当车道栏杆2移动到目标位置时,栏杆控制装置向驱动电机发送相应的控制信号,驱动电机停止工作。
如图5所示,所述警示路标灯5设置于潮汐车道的两端,用于根据栏杆控制装置的指令点亮或熄灭。当需要移动车道栏杆2时,首先点亮所述潮汐车道当前入口端的警示路标灯5,提醒车辆改道;当车道栏杆2移动到位后再关闭警示路标灯5。为了避免对车辆造成影响,可以在所述潮汐车道对应的信号灯为红灯时再点亮警示路标灯5。为了便于驾驶员及时发现,警示路标灯5采用彩色灯。
所述车辆检测装置4设置于所述车道栏杆2上,用于根据栏杆控制装置的指令检测所述潮汐车道上是否有车辆,并将检测结果发送给栏杆控制装置。当需要移动车道栏杆2时,在警示路标灯5点亮后,车辆检测装置4检测所述潮汐车道上是否有车辆,并将检测结果发送给栏杆控制装置,当所述潮汐车道上无车辆时才打开锁止装置,并停止针对潮汐车道的车辆检测。一般的,所述车辆检测装置4包括摄像头和车辆检测处理器,所述摄像头采集潮汐车道的视频图像,车辆检测处理器根据所述视频图像检测所述潮汐车道上是否有车辆。
所述交通信号指示装置设置于交通路口;所述交通信号指示装置具有若干信号灯,一般的所述交通信号指示装置具有红灯、黄灯和绿灯三个信号灯,有时也可以只具有红灯和绿灯两个信号灯;所述交通信号指示装置用于接收控制装置的第二指令,并根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
如图6所示,在一些实施例中,智能交通系统还包括人数检测装置,所述人数检测装置设置于交通路口,所述人数检测装置用于检测预设的过街等候区的行人数量,所述交通信号指示装置根据人数检测装置的检测结果切换信号灯。例如,人数检测装置检测到过街等候区的行人数量超过预设值时,若此时过街的信号灯为红灯,则将其切换为绿灯,以便行人过街。
实施例二
如图7所示,一种智能交通系统的控制方法,包括:
S1.车流检测装置检测目标道路在各时间段的车流量,并将检测结果发送给交通控制装置。
所述车流检测装置包括超声波距离传感器1和计数处理器,超声波距离传感器1设置于车道入口的路面,超声波距离传感器1检测是否有车辆经过,计数处理器根据超声波距离传感器1的检测结果对车辆进行计数,并将计数结果发送给交通控制装置。
若相邻的两个超声波距离传感器1在预设时间内均检测到车辆,所述计数处理器确定其为同一车辆,解决了因车辆跨车道行驶等情况下同一车辆被重复计数的问题,提高了车辆计数的准确性。
S2.交通控制装置根据车流检测装置的检测结果生成并更新道路-车流-时间关系数据库。
S3.交通控制装置根据道路-车流-时间关系数据库生成第一指令和第二指令。
所述S3包括:
S31.获取下一日的日期类型,计算道路-车流-时间关系数据库中相同日期类型中各条道路在各时间段的车流量的均值,作为该条道路在下一日各时间段的预测车流量,若均值包含小数,则向上取整。
所述日期类型包括第一工作日(假期结束后的第一个工作日)、第二工作日(假期开始前的最后一个工作日)、第三工作日(除第一工作日以及第二工作日以外的其他每个工作日均属于第三工作日)、短假休息日(定义时长为一天或两天的假期为短假,短假中的每天均属于短假休息日)、第一长假休息日(定义长度为三天或以上的假期为长假,长假的第一天属于第一长假休息日)、第二长假休息日(长假的最后一天属于第二长假休息日)和第三长假休息日(长假除第一天以及最后一天以外的每天均属于第三长假休息日)。
S32.根据各条道路在下一日各时段的预测车流量生成第一指令和第二指令。
所述第一指令用于控制移动式车道栏杆变换潮汐车道,所述第二指令用于调节交通信号指示装置的各信号灯的点亮时间;一般的,第一指令包括驱动电机的转动方向以及转动圈数等,所述第二指令包括各信号灯的点亮时间。
S4.移动式车道栏杆根据所述第一指令变换潮汐车道。
如图8所示,所述S4包括:
S41.接收所述交通控制装置的第一指令,所述第一指令包括驱动电机的转动方向和转动圈数。
S42.获取所述移动式车道栏杆对应方向的信号灯状态,并在所述信号灯为红灯时点亮所述警示路标灯5。
所述警示路标灯5设置于潮汐车道的入口,通过点亮警示路标灯5提示驾驶员改道。
为了便于驾驶员及时发现,警示路标灯5采用彩色灯,例如红灯、绿灯。
S43.检测所述潮汐车道上是否有车辆,并在所述潮汐车道上没有车辆时打开所述锁止装置。
具体的,摄像头采集潮汐车道的视频图像,车辆检测处理器根据所述视频图像检测所述潮汐车道上是否有车辆。
S44.驱动电机驱动所述滚轮3移动至预设栏杆位置。
驱动电机根据车道控制装置发送的指令向相应的方向转动预设的圈数,则认为所述滚轮3移动已至预设栏杆位置。
S45.锁定所述滚轮3并熄灭所述警示路标灯5。
S5.交通信号指示装置根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
在一些实施例中,智能交通系统的控制方法还包括:
检测预设的过街等候区的行人数量;
若所述行人数量大于预设值,则交通信号指示装置将过街对应的信号灯切换为绿灯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种智能交通系统,其特征在于,包括:
车流检测装置,用于检测目标道路在各时间段的车流量;
交通控制装置,接收车流检测装置的检测结果,并根据车流检测装置的检测结果生成第一指令和第二指令
移动式车道栏杆,设置于潮汐车道的路面,用于接收交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令变换潮汐车道;
交通信号指示装置,设置于交通路口,所述交通信号指示装置具有若干信号灯,用于接收控制装置的第二指令,并根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
2.根据权利要求1所述的一种智能交通系统,其特征在于,智能交通系统还包括:
人数检测装置,设置于交通路口,用于检测预设的过街等候区的行人数量;
所述交通信号指示装置还用于根据人数检测装置的检测结果切换信号灯。
3.根据权利要求1所述的一种智能交通系统,其特征在于,所述车流检测装置包括:
超声波距离传感器(1),设置于车道的路面,用于检测是否有车辆经过;
计数处理器,用于根据超声波距离传感器(1)的检测结果对车辆进行计数。
4.根据权利要求3所述的一种智能交通系统,其特征在于,若相邻的两个超声波距离传感器(1)在预设时间内均检测到车辆,所述计数处理器确定其为同一车辆。
5.根据权利要求1所述的一种智能交通系统,其特征在于,所述移动式车道栏杆包括:
车道栏杆(2),其底部设置有若干滚轮(3),所述滚轮(3)具有锁止装置;
栏杆控制装置,设置于车道栏杆(2)上,用于接收所述交通控制装置的第一指令,并根据所述第一指令控制车道栏杆变换潮汐车道;
驱动电机,设置于所述车道栏杆(2)上,用于根据栏杆控制装置的指令驱动所述滚轮移动或停止;
警示路标灯(5),设置于潮汐车道的入口,用于根据栏杆控制装置的指令点亮或熄灭;
车辆检测装置(4),设置于所述车道栏杆(2)上,用于根据栏杆控制装置的指令检测所述潮汐车道上是否有车辆,并将检测结果发送给栏杆控制装置;
所述锁止装置用于根据栏杆控制装置的指令打开或锁定所述滚轮(3)。
6.一种智能交通系统的控制方法,其特征在于,包括:
车流检测装置检测目标道路在各时间段的车流量;
交通控制装置根据车流检测装置的检测结果生成并更新道路-车流-时间关系数据库;
交通控制装置根据道路-车流-时间关系数据库生成第一指令和第二指令;
移动式车道栏杆根据所述第一指令变换潮汐车道;
交通信号指示装置根据所述第二指令调节各信号灯的点亮时间。
7.根据权利要求6所述的一种智能交通系统及其控制方法,其特征在于,智能交通系统的控制方法还包括:
检测预设的过街等候区的行人数量;
若所述行人数量大于预设值,则交通信号指示装置将过街对应的信号灯切换为绿灯。
8.根据权利要求6所述的一种智能交通系统的控制方法,其特征在于,移动式车道栏杆根据所述第一指令变换潮汐车道,包括:
接收所述交通控制装置的第一指令,所述第一指令包括驱动电机的转动方向和转动圈数;
获取所述移动式车道栏杆对应方向的信号灯状态,并在所述信号灯为红灯时点亮所述警示路标灯(5);
检测所述潮汐车道上是否有车辆,并在所述潮汐车道上没有车辆时打开所述锁止装置;
驱动电机驱动所述滚轮(3)移动至预设栏杆位置;
锁定所述滚轮(3)并熄灭所述警示路标灯(5)。
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