CN113920742A - 一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，包括如下步骤：构建路口移动式信号灯和电子警察无线通讯网络；制定专用的移动式信号灯和电子警察网络通讯协议，完成路口移动式信号灯和电子警察通过专用无线传输网络通讯的数据自检和调试；建立路口移动式信号灯和电子警察的协同联动控制机制，从而达到交通信号智能控制的效果。本发明路一方面路口电子警察能够实时接收移动式信号灯的红绿灯状态信息，发挥车辆闯红灯抓拍作用，杜绝路口使用移动式信号灯时存在的车辆闯红灯安全隐患，另一方面移动式信号灯能够实时接收路口电子警察采集的车辆流量信息，实现交通信号智能控制，提高路口使用移动式信号灯时的通行效率。

Description

一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法
技术领域：
本发明涉及交通管理与控制领域，特别涉及一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法。
背景技术：
移动式信号灯是指当交叉口常规使用的交通信号灯出现故障时，为维持交叉口车辆正常通行秩序而临时移动至路口使用的特殊信号灯。随着新建或改造的道路交叉口越来越多，交叉口常规信号灯的故障现象常有发生，目前移动式信号灯使用频率较高，特别在常规信号灯维修时间较长的路口，移动式信号灯的使用时间也相对较长，为此移动式信号灯的研发技术也越来越被关注。
目前，移动式信号灯主要在太阳能供电的节能技术、调整高度的升降技术、获取路口现场画面信息的视频监控技术、便于维护的GPS定位和后台联网管理技术等方面取得突破，为移动式信号灯安全、可靠和便捷使用提供了良好条件。然而，移动式信号灯由于和路口电子警察缺乏信息沟通，仍然会产生较大的交通管理和安全隐患问题：一方面电子警察无法获取移动式信号灯当前的红绿灯状态而不能发挥车辆闯红灯抓拍作用，一些铤而走险的驾驶员了解当中原理后会肆意闯红灯；另一方面移动式信号灯无法感知交叉口车辆流量情况，无法根据车辆通行情况智能调整信号灯配时，其信号配时方案往往不合理，导致车辆经常空等红灯，这也是迫使驾驶员闯红灯的原因之一。
发明内容：
本发明的目的是提供一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，针对当前路口移动式信号灯和电子警察缺乏信息沟通和信号联动控制而导致交叉口存在的驾驶员闯红灯、信号控制效率低等问题，一方面路口电子警察能够实时接收移动式信号灯的红绿灯状态信息，发挥车辆闯红灯抓拍作用，杜绝路口使用移动式信号灯时存在的车辆闯红灯安全隐患，另一方面移动式信号灯能够实时接收路口电子警察采集的车辆流量信息，实现交通信号智能控制，提高路口使用移动式信号灯时的通行效率。
本发明的技术方案如下：
一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、构建路口移动式信号灯和电子警察无线通讯网络：移动式信号灯无线通讯模块通过短程通信网络与电子警察无线通讯模块实时通讯；
步骤二、制定专用的移动式信号灯和电子警察网络通讯协议，该通讯协议区分不同路口编号进行移动式信号灯与电子警察之间的数据传输，其中包括移动式信号灯向电子警察发送的各控制方向红绿灯工作状态指令和电子警察向移动式信号灯发送的各控制方向绿灯状态控制指令；
步骤三、完成路口移动式信号灯和电子警察通过专用无线传输网络通讯的数据自检和调试：一方面保证电子警察能够实时接收移动式信号灯发送的红绿灯工作状态数据，并且能够准确识别移动式信号灯各控制方向的红绿灯工作状态；另一方面保证移动式信号灯能够实时接收电子警察发送的各方向绿灯控制状态数据，并且能够准确识别电子警察发送的绿灯控制状态指令；此过程中存在的问题将通过系统信息及时反馈给维护人员检查；
步骤四、建立路口移动式信号灯和电子警察的协同联动控制机制，是指路口移动式信号灯向电子警察发送各控制方向的红绿灯工作状态指令，电子警察根据红绿灯工作状态指令判断电子警察摄像机当前监控方向是红灯还是绿灯，若是红灯则相应地执行该方向的车辆闯红灯监控，若是绿灯则继续判断该方向是否存在绿灯空放现象或已运行至最大时限，若是则向移动式信号灯发送对应方向的绿灯结束状态控制指令，移动式信号灯接收指令后结束当前控制方向的绿灯，继续放行下一个控制方向的绿灯，从而达到交通信号智能控制的效果。
所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述步骤一，短程通信网络采用DSRC，移动式信号灯无线通讯模块通过DSRC与电子警察无线通讯模块进行实时通讯，电子警察无线通讯模块可通过不同的IP地址与路口不同监控方向的电子警察摄像机进行有线网络通讯。
所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的移动式信号灯以及电子警察的控制主机分别与无线通讯模块相连，其中移动式信号灯的无线通讯模块置于其控制盒内部，电子警察的无线通讯模块在电子警察机柜内部，两个无线通讯模块之间通过外置天线进行无线传输。
所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的不同监控方向的电子警察摄像机分别对东直行、东左转、西直行、西左转、南直行、南左转、北直行和北左转所有车道的通行车辆进行监测。
所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的移动式信号灯向电子警察发送的红绿灯工作状态指令包括帧头0XE5、路口编号、控制方向、红绿灯工作状态、预留和校验帧；
电子警察向移动式信号灯发送的绿灯控制状态指令包括帧头0XF5、路口编号、控制方向、绿灯控制状态、预留和校验帧。
所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的路口编号：区分不同路口之间的移动式信号灯和电子警察配对关系，即一个路口编号只有一组移动式信号灯和电子警察配对关系；
控制方向根据信号相位的不同可以分为8种情况：东西直行、东西左转、南北直行、南北左转、东直行左转、西直行左转、南直行左转、北直行左转；
红绿灯工作状态：根据信号灯色不同可以分为3种情况：绿灯、红灯、其他灯色；
预留：为了功能拓展而保留的一个字节数据；
校验帧：为了保证指令数据的有效性；
绿灯控制状态：保持绿灯和结束绿灯。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
1、本发明针对现有移动式信号灯与路口电子警察缺乏信息沟通的问题，有效解决了路口电子警察无法获取移动式信号灯当前的红绿灯状态而不能发挥车辆闯红灯抓拍作用，降低或杜绝驾驶员肆意闯红灯现象；同时解决了移动式信号灯无法感知交叉口车辆流量情况，无法根据车辆通行情况智能调整信号灯配时，其信号配时方案不合理，导致车辆经常空等红灯，进一步从根本上减少驾驶员闯红灯的原因。
2、本发明采用专用短程通信网络DSRC构建路口专用可靠的移动式信号灯和电子警察无线通讯网络，制定专用的网络通讯协议，完成路口移动式信号灯和电子警察的自检和调试。
3、本发明路口电子警察实时接收移动式信号灯的红绿灯状态信息，发挥车辆闯红灯抓拍作用，移动式信号灯实时接收路口电子警察采集的车辆流量信息，实现交通信号智能控制，有效改善了交通安全，提高了通行效率。
附图说明：
图1为本发明移动式信号灯和电子警察的通讯网络架构示意图。
图2为本发明移动式信号灯的数据接收自检和调试流程图。
图3为本发明电子警察的数据接收自检和调试流程图。
图4为本发明移动式信号灯和电子警察的协同联动控制流程图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，为移动式信号灯和电子警察的通讯网络架构示意图。路口移动式信号灯以及电子警察的控制主机分别与无线通讯模块相连，其中移动式信号灯的无线通讯模块可以置于其控制盒内部，电子警察的无线通讯模块可以在电子警察机柜内部，两个无线通讯模块之间通过外置天线进行无线传输，无线传输网络采用专用的短程通信网络DSRC构建，传输距离能够达到500至1000米，能够保障移动式信号灯和电子警察之间安全、可靠的实时网络传输。电子警察无线通讯模块通过不同的IP地址与路口不同监控方向的电子警察摄像机进行有线网络通讯，不同监控方向的电子警察摄像机分别对东直行、东左转、西直行、西左转、南直行、南左转、北直行和北左转所有车道的通行车辆进行监测。
如表1所示，为移动式信号灯与电子警察的网络通讯协议，包括移动式信号灯向电子警察发送的红绿灯工作状态指令和电子警察向移动式信号灯发送的绿灯控制状态指令，是移动式信号灯与电子警察进行协同联动控制的通讯数据。
移动式信号灯向电子警察发送的红绿灯工作状态指令包括帧头、路口编号、控制方向、红绿灯工作状态、预留和校验帧：帧头0XE5表示为移动式信号灯向电子警察发送的指令类型；路口编号是为了区分不同路口之间的移动式信号灯和电子警察配对关系，即一个路口编号只有一组移动式信号灯和电子警察配对关系，路口编号可以区分为01、02、03，…，n；控制方向根据信号相位的不同可以分为8种情况，01表示东西直行，02表示东西左转，03表示南北直行，04表示南北左转，05表示东直行左转，06表示西直行左转，07表示南直行左转，08表示北直行左转；红绿灯工作状态根据信号灯色不同可以分为3种情况，01表示绿灯，02表示红灯，03表示其他灯色(包括黄灯、绿闪和黄闪等)；预留是为了功能拓展而保留的一个字节数据；校验帧是为了保证指令数据的有效性。
电子警察向移动式信号灯发送的绿灯控制状态指令包括帧头、路口编号、控制方向、绿灯控制状态、预留和校验帧：帧头0XF5表示为移动式信号灯向电子警察发送的指令类型；绿灯控制状态01表示保持绿灯，02表示结束绿灯；路口编号、控制方向、预留和校验帧同上述。
Figure BDA0003380271050000051
表1移动式信号灯与电子警察的网络通讯协议
如图2和图3所示，分别为移动式信号灯和电子警察的数据接收自检和调试流程图。当路口常规信号灯发生故障时，维护人员将移动式信号灯移至路口中央，使得移动式信号灯在路口所有电子警察摄像机的监控范围内，硬件设备接通电源后，开始数据接收自检和调试，分为两个环节：第一个环节是移动式信号灯向电子警察发送数据，判断电子警察是否在限定时间内(3至5秒内)接收到移动式信号灯数据：若否则通过系统信息及时将问题发送给维护人员检查，若是则继续判断电子警察是否能够准确识别移动式信号灯各控制方向的红绿灯工作状态。若电子警察能够准确识别移动式信号灯各控制方向的红绿灯工作状态，则表示电子警察完成移动式信号灯的数据接收自检和调试；若否则通过系统信息及时将问题发送给维护人员检查。第二个环节是电子警察向移动式信号灯发送数据，判断移动式信号灯是否在限定时间内(3至5秒内)接收到电子警察数据：若否则通过系统信息及时将问题发送给维护人员检查，若是则继续判断移动式信号灯是否能够准确识别电子警察发送的绿灯控制状态指令。若移动式信号灯能够准确识别电子警察发送的绿灯控制状态指令，则表示移动式信号灯完成电子警察的数据接收自检和调试；若否则通过系统信息及时将问题发送给维护人员检查。
如图4所示，为移动式信号灯和电子警察的协同联动控制流程图。移动式信号灯首先向电子警察发送各控制方向的红绿灯工作状态指令，电子警察根据红绿灯工作状态指令判断电子警察摄像机当前监控方向是否为红灯：若是则通过对应方向的电子警察摄像机执行车辆闯红灯自动监控，若存在车辆闯红灯现象则执行车辆闯红灯违法自动抓拍；若否则进一步判断电子警察摄像机当前监控方向是否为绿灯，若是则通过对应方向的电子警察摄像机监测当前监控方向所有车道的过车情况，并判断何时结束当前监控方向的绿灯时间。当前监控方向的绿灯时间用g表示，最小运行的绿灯时间用gmin表示，最大运行的绿灯时间用gmax表示，若当前监控方向所有车道均没车通过的持续时间大于3s且gmin＜g＜gmax或者满足g≥gmax条件，则说明当前监控方向的绿灯时间存在空余或已运行至最大时限，电子警察向移动式信号灯发送当前控制方向的绿灯结束指令，移动式信号灯结束当前控制方向绿灯，并过渡运行至下一控制方向绿灯。
以上实施例对本专利申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、构建路口移动式信号灯和电子警察无线通讯网络：移动式信号灯无线通讯模块通过短程通信网络与电子警察无线通讯模块实时通讯；
步骤二、制定专用的移动式信号灯和电子警察网络通讯协议，该通讯协议区分不同路口编号进行移动式信号灯与电子警察之间的数据传输，其中包括移动式信号灯向电子警察发送的各控制方向红绿灯工作状态指令和电子警察向移动式信号灯发送的各控制方向绿灯状态控制指令；
步骤三、完成路口移动式信号灯和电子警察通过专用无线传输网络通讯的数据自检和调试：一方面保证电子警察能够实时接收移动式信号灯发送的红绿灯工作状态数据，并且能够准确识别移动式信号灯各控制方向的红绿灯工作状态；另一方面保证移动式信号灯能够实时接收电子警察发送的各方向绿灯控制状态数据，并且能够准确识别电子警察发送的绿灯控制状态指令；此过程中存在的问题将通过系统信息及时反馈给维护人员检查；
步骤四、建立路口移动式信号灯和电子警察的协同联动控制机制，是指路口移动式信号灯向电子警察发送各控制方向的红绿灯工作状态指令，电子警察根据红绿灯工作状态指令判断电子警察摄像机当前监控方向是红灯还是绿灯，若是红灯则相应地执行该方向的车辆闯红灯监控，若是绿灯则继续判断该方向是否存在绿灯空放现象或已运行至最大时限，若是则向移动式信号灯发送对应方向的绿灯结束状态控制指令，移动式信号灯接收指令后结束当前控制方向的绿灯，继续放行下一个控制方向的绿灯，从而达到交通信号智能控制的效果。
2.根据权利要求1所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述步骤一，短程通信网络采用DSRC，移动式信号灯无线通讯模块通过DSRC与电子警察无线通讯模块进行实时通讯，电子警察无线通讯模块可通过不同的IP地址与路口不同监控方向的电子警察摄像机进行有线网络通讯。
3.根据权利要求1或2所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的移动式信号灯以及电子警察的控制主机分别与无线通讯模块相连，其中移动式信号灯的无线通讯模块置于其控制盒内部，电子警察的无线通讯模块在电子警察机柜内部，两个无线通讯模块之间通过外置天线进行无线传输。
4.根据权利要求2所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的不同监控方向的电子警察摄像机分别对东直行、东左转、西直行、西左转、南直行、南左转、北直行和北左转所有车道的通行车辆进行监测。
5.根据权利要求1所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的移动式信号灯向电子警察发送的红绿灯工作状态指令包括帧头0XE5、路口编号、控制方向、红绿灯工作状态、预留和校验帧；
电子警察向移动式信号灯发送的绿灯控制状态指令包括帧头0XF5、路口编号、控制方向、绿灯控制状态、预留和校验帧。
6.根据权利要求5所述的路口移动式信号灯和电子警察协同联动的控制方法，其特征在于，所述的路口编号：区分不同路口之间的移动式信号灯和电子警察配对关系，即一个路口编号只有一组移动式信号灯和电子警察配对关系；
控制方向根据信号相位的不同可以分为8种情况：东西直行、东西左转、南北直行、南北左转、东直行左转、西直行左转、南直行左转、北直行左转；
红绿灯工作状态：根据信号灯色不同可以分为3种情况：绿灯、红灯、其他灯色；
预留：为了功能拓展而保留的一个字节数据；
校验帧：为了保证指令数据的有效性；
绿灯控制状态：保持绿灯和结束绿灯。
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