CN113496599A - 基于etc天线的交通控制系统 - Google Patents

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CN113496599A CN202010661130.5A CN202010661130A CN113496599A CN 113496599 A CN113496599 A CN 113496599A CN 202010661130 A CN202010661130 A CN 202010661130A CN 113496599 A CN113496599 A CN 113496599A
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Abstract

本发明涉及一种基于ETC天线的交通控制系统，包括，至少一个ETC天线用于收集途径车辆车载台通信信息形成的交通状况，城市交通调控系统用于根据交通状况计算交通控制单元的参数，并向交通控制单元发送改变参数的指令，控制交通状况的交通控制单元，以及ETC天线上传交通状况给城市交通调控系统以及交通调控系统向交通控制单元发送指令的网络。本发明可靠精确地调度车辆流量，解决城市交通拥堵问题。

Description

基于ETC天线的交通控制系统
技术领域
本发明涉及智能交通设备领域，尤其是一种基于ETC(Electronic TollCollection，简称ETC)天线的交通控制系统。
背景技术
城市交通拥堵是目前人们在城市管理中面临的一个重大问题。到目前为止具有可实施性的有效方法极为有限。经常提及的只有新加坡式的拥堵收费系统。因为涉及到收费，实施起来阻力很大。因此很少有成功应用的案例。
以往的解决城市交通拥堵的方法，是所谓的激光幕墙加拥堵收费。从2019年下半年起，国内大力推行了汽车安装车载单元的进程，到2019年年底，安装比例以达到80％以上。而且这个数量还在迅速增加。这个现象和事实为交通流量的统计调查，乃至城市拥堵问题的解决提供了另外的可能性。
另一方面，拥堵收费因为涉及到收费，推行起来阻力比较大。该方法又要涉及到区域的隔离，与每个区域相关的所有进出口都要安装激光幕墙，设备价格昂贵，安装成本居高不下，也为系统的推行和实施造成困难。
最早的交通调度方式，是用人工计数的办法，浪费了大量人力并且不准确。后来使用了雷达和激光幕墙的方法，激光幕墙可以在道路的截面上用激光形成光幕，可以准确的对通过的车量进行计数并判断车型。
到目前为止解决城市拥堵的首选方法是拥堵收费。即将易发生拥堵的区域分块管理，区域的进出口使用激光幕墙进行流量统计。当区域内车的数量增加超过一定的门限时，对车辆增收拥堵费用，以达到调控的目的。
但是这种激光幕墙造价昂贵并且施工安装不易，工程量大且造价昂贵。又涉及到收费，推广起来阻力比较大，因而不易实施。
因此就需要有一种简单易行，造价合理的方式来进行交通调度能够精确地解决交通拥堵问题。
发明内容
本发明的目的在于基于上述问题提供一种基于ETC天线的交通控制系统，能够可靠精确地调度车辆流量，解决城市交通拥堵问题。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的，提供一种基于ETC天线的交通控制系统，包括至少一个ETC天线用于收集途径车辆车载台通信信息形成的交通状况，城市交通调控系统用于根据交通状况计算交通控制单元的参数，并向交通控制单元发送改变参数的指令，控制交通状况的交通控制单元，以及ETC天线上传交通状况给城市交通调控系统以及交通调控系统向交通控制单元发送指令的网络。
其中，ETC天线可以对车辆车载台进行简单的通讯应答，对车辆进行计数。ETC天线还可以安装有终端安全控制模块，可以获取车辆信息。ETC天线能够根据与车辆的交互信号的强度和通讯保持时间与判断车辆所处的车道、速度。
城市交通调控系统是装设有算法的云端服务器。城市交通调控系统存有每个ETC天线的位置，或者能实时取得每个ETC天线的位置。
算法是缩短最拥堵路口或最重要路口的等待时间。优选地，算法是让通过某区域所有路段的所有车辆的红绿灯等待时间值总和为最小，或者某些特定车辆的等待时间值为最小，或者是经过该区域的某些特定路段的车辆的等待时间值为最小。一个实施例中，算法是使所有车辆的速度值可提升空间为最大。较佳地，算法是使每个路段的车流量尽量均衡，或者不超过某一个值。
城市交通控制系统设有城市的交通状态模拟器软件，模拟器的状态根据各个路段和路口的ETC天线上报的实时数据实时跟踪设置，在模拟器上对任何一个参数向任何一个方向调整后，其对关键目标的作用及作用大小就会显示出来，根据模拟结果调整交通控制单元的参数。
交通控制单元是交通信号灯。或者，交通控制单元是导航软件。导航软件路况中加入由城市交通控制系统发送的虚拟变量，来诱导车流量向有利于减少拥堵的方向调整。虚拟变量是由城市交通控制系统估算的每个路段的实时通过时间。
本发明的有益效果是：本发明的城市拥堵调整方法充分利用了车辆充分安装ETC的最新进展，用全新的方法进行交调。又进一步利用交通灯或者导航软件参数动态调整整体交通状态的方法和系统。从而达到了可靠有效，低成本易实施的目标。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做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。
首先在城市道路的适当位置，比如路段的入口、中间和出口，或道路交叉点的路口的各个方向设置ETC天线，一般指使用5.8GHz左右频率的DSRC(Dedicated Short RangeCommunication)专用短程通信系统。该天线会对过往的安装了ETC的车辆进行简单的通讯应答，对车辆进行计数，也可以通过每个车载单元提供的信息对车型进行分类统计。当然，车辆类型是加密信息，所以进行交调的ETC天线需要安装终端安全控制模块或远程获取密钥，对读取的车辆信息进行解密。如果是不分车型的计数，不解密也是可以的。这样就是不分车型的加以计数。
一个实施例中，ETC天线设置在路边一侧或道路隔离带或者车道上方的龙门吊上，能够根据与车辆的交互信号的强度和通讯保持时间与判断车辆所处的车道、速度、以及行驶方向。
进行交调的ETC天线通过有线(比如光纤)或无线网络(比如移动或电信的4G或5G网络)连接到云端，车辆分类或不分类统计的信息实时的传送给云端的服务器。每个ETC天线的位置或者对应的编号在服务器中有相应的数据。这样ETC天线也可以装设在车辆上，流动监测道路的交通状况，并且把搜集到的道路车辆交通信息和自身的位置信息通过网络上报到服务器。
在一个简化的实施例中，ETC天线可以直接跟交通信号灯的控制器通过一个控制器相连接。这个控制器中储存有一些简单的规则，例如检测到一定车流量值就切换交通信号灯。比如在某个路段的ETC天线侦测到该路段的车流量到达一定数量时，该路段入口的交通信号灯显示为禁止通行一段时间。或者该路段所有出口的交通信号灯显示为通行信号的时间延长。
更复杂的例子是若干个ETC天线通过网络连接到服务器再由服务器对搜集到的数据进行较为复杂的策略运算来控制若干个交通信号灯来实现对车流量的调度。
当然为了达到这一目的，交通灯也需要通过有线或无线网络连接到同一个云端服务器。这样服务器对交通等参数进行调整的指令可以实时的传送到交通灯的控制模块上。
服务器根据整个区域或者整个城市的总体交通拥堵状况，根据事先制定的规则，或者人工智能的算法，制定出控制和调整的策略。
与区域收费的方式不同，本发明是使用各个路口的交通灯调整对车辆量的管控。可以调整的参数包括各个方向的通行时间长短和间隔，左右拐弯和直行的通行时间和间隔等。
具体的算法和策略是根据交调ETC天线上报的统计数据来制定。在云端的交通控制中心里确定调整方式的算法可以有很多种。比如各个参数按确定的步长进行微调，调整的方向以是否有利于关键目标的改善为要。关键目标比如可以是缩短最拥堵路口(等待时间最长的路口)或最重要路口的等待时间。
一个实施例可以是让通过某区域所有路段的所有车辆的红绿灯等待时间值总和为最小，或者某些特定车辆的等待时间值为最小，或者是经过该区域的某些特定路段的车辆的等待时间值为最小。
另外的实施例也可以是以速度来衡量，使得所有车辆的速度值可提升空间为最大。
此外，还可以通过车流量来调节，使得每个路段的车流量尽量均衡，或者不超过某一个值。
一种具体的实现方法可以是，在控制中心设置城市的交通状态模拟器软件，模拟器的状态根据各个路段和路口的ETC天线上报的实时数据实时跟踪设置，在模拟器上对任何一个参数向任何一个方向调整后，其对关键目标的作用及作用大小就会显示出来。可以选择对关键目标有好的影响且影响最大的那些参数进行调整。
这样实时交通状态通过ETC天线的交调网络上报到云端的交通控制中心，中心通过模拟器或算法确定交通灯网络的参数的调整，调整的指令传达到各个交通灯上从而向好的方向调整了交通状况。这样就形成了一个收敛的闭环。可以逐步将拥堵状态向好的方向调整直至接近最佳。
另外一种可以选用的调整方法是利用导航软件。有些城市有指定的导航软件。比如杭州市就推荐使用高德地图。有相当一部分司机是利用动态的导航软件来决定驾驶的路线，比如网约车司机。而且大部分路径选择策略是最短时间。因而路径的选择或确定是根据实时路况来动态的决定的。为了达到对交通拥堵综合调整的目的，可以在路况中加入虚拟变量，来诱导车流量向有利于减少拥堵的方向调整。具体来说，比如导航地图中通过测量确定了每个路段的实时通过时间，为了让交通状况向优化的方向调整，可以人为的给有关路段的通过时间增加一个虚拟变量，虚拟变量的决定方式可以模仿上一节的做法，是用交通模拟器来确定。
在实施中，可以事先说明导航地图使用了用于交通调整目的的虚拟参数。这样可以避免引起不必要的误解。
整个调整方法和系统如图1所示：图1是本发明的一个实施例的示意图。图1中的交通状况由车辆的车载台(On Board Unit，简称OBU)OBU与道路上由ETC天线组成的交调网络进行通信，上传车流量、车辆型号、车速和位置等信息，交调网络将搜集到的信息上传到城市交通控制系统。这个城市交通控制系统有一套交通调控算法，来根据上传的交通状况信息计算如何控制交通灯或者导航地图的参数，城市交通控制系统根据计算结果指令控制交通灯参数控制或者导航地图参数控制，进而控制车辆及其相应的交通状况。
在本发明的另外一些实施例中使用其他的设备进行交调，而使用ETC天线作为交通状况获取手段，也应包含在本发明概括的范围内。本发明所描述的交通控制调整方法只是一个举例，使用其他的算法或方法确定怎样调整交通灯或导航地图的参数，也应包含在本发明概括的范围内。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可以容易实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里展示和描述的图例。

Claims (15)

1.一种基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于包括，至少一个ETC天线用于收集途径车辆车载台通信信息形成的交通状况，城市交通调控系统用于根据交通状况计算交通控制单元的参数，并向交通控制单元发送改变参数的指令，控制交通状况的交通控制单元，以及ETC天线上传交通状况给城市交通调控系统以及交通调控系统向交通控制单元发送指令的网络。
2.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述ETC天线可以对车辆车载台进行简单的通讯应答，对车辆进行计数。
3.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述ETC天线安装有终端安全控制模块，可以获取车辆信息。
4.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述ETC天线能够根据与车辆的交互信号的强度和通讯保持时间与判断车辆所处的车道、速度。
5.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述城市交通调控系统是装设有算法的云端服务器。
6.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述城市交通调控系统存有每个ETC天线的位置，或者能实时取得每个ETC天线的位置。
7.如权利要求5所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述算法是缩短最拥堵路口或最重要路口的等待时间。
8.如权利要求5所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述算法是让通过某区域所有路段的所有车辆的红绿灯等待时间值总和为最小，或者某些特定车辆的等待时间值为最小，或者是经过该区域的某些特定路段的车辆的等待时间值为最小。
9.如权利要求5所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述算法是使所有车辆的速度值可提升空间为最大。
10.如权利要求5所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述算法是使每个路段的车流量尽量均衡，或者不超过某一个值。
11.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述城市交通控制系统设有城市的交通状态模拟器软件，模拟器的状态根据各个路段和路口的ETC天线上报的实时数据实时跟踪设置，在模拟器上对任何一个参数向任何一个方向调整后，其对关键目标的作用及作用大小就会显示出来，根据模拟结果调整交通控制单元的参数。
12.如权利要求5所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述交通控制单元是交通信号灯。
13.如权利要求1所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述交通控制单元是导航软件。
14.如权利要求13所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述导航软件路况中加入由城市交通控制系统发送的虚拟变量，来诱导车流量向有利于减少拥堵的方向调整。
15.如权利要求14所述的基于ETC天线的交通控制系统，其特征在于所述虚拟变量是由城市交通控制系统估算的每个路段的实时通过时间。
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