CN114898561A - 基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，涉及红绿灯调节技术领域，解决了现有技术中，无法通过数据分析进行准确的调节，导致红绿灯的运行效率降低的技术问题，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，判断路口设置红绿灯是否存在积极影响，从而分析红绿灯是否需要进行调节，以至于对红绿灯调节进行筛选，间接提高了红绿灯进行调节的准确性；将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，从而提高红绿灯的调节准确性，同时能够实时检测红绿灯的运行质量，防止红绿灯运行异常导致路口交通出现影响。

Description

基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统

技术领域

本发明涉及红绿灯调节技术领域，具体为基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统。

背景技术

在十字路口，四面都悬挂着红、黄、绿、三色交通信号灯，它是不出声的“交通警察”。红绿灯是国际统一的交通信号灯。红灯是停止信号，绿灯是通行信号。交叉路口，几个方向来的车都汇集在这儿，有的要直行，有的要拐弯，到底让谁先走，这就是要听从红绿灯指挥。红灯亮，禁止直行或左转弯，在不碍行人和车辆情况下，允许车辆右转弯；绿灯亮，允许车辆直行或转弯；黄灯亮，超过路口停止线或人行横道线以外，可以继续通行；黄灯闪烁时，警告车辆注意安全。

但是在现有技术中，红绿灯在实时运行过程中，无法通过数据分析进行准确的调节，导致红绿灯的运行效率降低，无法满足当前场景的需求。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，判断路口设置红绿灯是否存在积极影响，从而分析红绿灯是否需要进行调节，以至于对红绿灯调节进行筛选，间接提高了红绿灯进行调节的准确性；将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，从而提高红绿灯的调节准确性，同时能够实时检测红绿灯的运行质量，防止红绿灯运行异常导致路口交通出现影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，包括服务器，服务器通讯连接有路口数据分析单元、设备运行分析单元以及行人通行分析单元；

服务器生成路口数据分析信号并将路口数据分析信号发送至路口数据分析单元，路口数据分析单元接收到路口数据分析信号后，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，将设有红绿灯的路口标记为分析对象，通过分析对象数据分析生成可调节信号和非调节信号，并将其发送至服务器；

服务器生成设备运行分析信号并将设备运行分析信号发送至设备运行分析单元，设备运行分析单元接收到设备运行分析信号后，将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，通过分析生成运行分析异常信号和运行分析正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成实时通行分析信号并将实时通行分析信号发送至实时通行分析单元，实时通行分析单元接收到实时通行分析信号后，将分析对象进行实时通行，通过分析生成实时调节信号和实时无调节信号，并将其发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，路口数据分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量，并将分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量分别标记为SLi和LLi；采集到分析对象对应通行行人的通行频率，并将分析对象对应通行行人的通行频率标记为TXi；

通过公式

获取到分析对象的实时数据分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.36；

将分析对象的实时数据分析系数Xi与实时数据分析系数阈值进行比较：若分析对象的实时数据分析系数Xi超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象需设置红绿灯，生成可调节信号并将可调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；若分析对象的实时数据分析系数Xi未超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象不需设置红绿灯，生成非调节信号并将非调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，设备运行分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率，并将分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率分别标记为PCZi和QPLi；采集到分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率，并将分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率标记为SPLi；

通过公式Ci＝PCZi×s1+QPLi×s2+SPLi×s3获取到分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci，其中，s1、s2以及s3均为预设比例系数，且s1＞s2＞s3＞0；

将分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci与运行分析系数阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析异常，生成运行分析异常信号并将运行分析异常信号发送至服务器；若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci未超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析正常，生成运行分析正常信号并将运行分析正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，实时通行分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长，并将分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长分别与反应间隔时长阈值以及交汇时长阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长超过反应间隔时长阈值，或者分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯需要进行调节，生成实时调节信号并将实时调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长未超过反应间隔时长阈值，且分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长未超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯不需要进行调节，生成实时无调节信号并将实时无调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，判断路口设置红绿灯是否存在积极影响，从而分析红绿灯是否需要进行调节，以至于对红绿灯调节进行筛选，间接提高了红绿灯进行调节的准确性；将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，从而提高红绿灯的调节准确性，同时能够实时检测红绿灯的运行质量，防止红绿灯运行异常导致路口交通出现影响；将分析对象进行实时通行，判断对应路口的实时通行是否正常，从而判断对应红绿灯是否需要进行调节。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统的原理框图。

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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，包括服务器，服务器通讯连接有路口数据分析单元、设备运行分析单元以及行人通行分析单元，其中，服务器与路口数据分析单元、设备运行分析单元以及行人通行分析单元均为双向通讯连接；

服务器生成路口数据分析信号并将路口数据分析信号发送至路口数据分析单元，路口数据分析单元接收到路口数据分析信号后，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，判断路口设置红绿灯是否存在积极影响，从而分析红绿灯是否需要进行调节，以至于对红绿灯调节进行筛选，间接提高了红绿灯进行调节的准确性；

将设有红绿灯的路口标记为分析对象，设置标号i，i为大于1的自然数，采集到分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量，并将分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量分别标记为SLi和LLi；采集到分析对象对应通行行人的通行频率，并将分析对象对应通行行人的通行频率标记为TXi；

通过公式

获取到分析对象的实时数据分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.36；

将分析对象的实时数据分析系数Xi与实时数据分析系数阈值进行比较：

若分析对象的实时数据分析系数Xi超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象需设置红绿灯，生成可调节信号并将可调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；若分析对象的实时数据分析系数Xi未超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象不需设置红绿灯，生成非调节信号并将非调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；

服务器生成设备运行分析信号并将设备运行分析信号发送至设备运行分析单元，设备运行分析单元接收到设备运行分析信号后，将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，从而提高红绿灯的调节准确性，同时能够实时检测红绿灯的运行质量，防止红绿灯运行异常导致路口交通出现影响；

采集到分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率，并将分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率分别标记为PCZi和QPLi；采集到分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率，并将分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率标记为SPLi；

通过公式Ci＝PCZi×s1+QPLi×s2+SPLi×s3获取到分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci，其中，s1、s2以及s3均为预设比例系数，且s1＞s2＞s3＞0；

将分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci与运行分析系数阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析异常，生成运行分析异常信号并将运行分析异常信号发送至服务器；若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci未超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析正常，生成运行分析正常信号并将运行分析正常信号发送至服务器；

服务器生成实时通行分析信号并将实时通行分析信号发送至实时通行分析单元，实时通行分析单元接收到实时通行分析信号后，将分析对象进行实时通行，判断对应路口的实时通行是否正常，从而判断对应红绿灯是否需要进行调节；

采集到分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长，并将分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长分别与反应间隔时长阈值以及交汇时长阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长超过反应间隔时长阈值，或者分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯需要进行调节，生成实时调节信号并将实时调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长未超过反应间隔时长阈值，且分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长未超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯不需要进行调节，生成实时无调节信号并将实时无调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，通过路口数据分析单元接收到路口数据分析信号后，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，将设有红绿灯的路口标记为分析对象，通过分析对象数据分析生成可调节信号和非调节信号，并将其发送至服务器；设备运行分析单元接收到设备运行分析信号后，将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，通过分析生成运行分析异常信号和运行分析正常信号，并将其发送至服务器；通过实时通行分析单元接收到实时通行分析信号后，将分析对象进行实时通行，通过分析生成实时调节信号和实时无调节信号，并将其发送至服务器。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有路口数据分析单元、设备运行分析单元以及行人通行分析单元；

服务器生成路口数据分析信号并将路口数据分析信号发送至路口数据分析单元，路口数据分析单元接收到路口数据分析信号后，将各个设有红绿灯的路口进行数据分析，将设有红绿灯的路口标记为分析对象，通过分析对象数据分析生成可调节信号和非调节信号，并将其发送至服务器；

服务器生成设备运行分析信号并将设备运行分析信号发送至设备运行分析单元，设备运行分析单元接收到设备运行分析信号后，将对应分析对象的红绿灯进行分析，判断红绿灯的实时运行是否正常，通过分析生成运行分析异常信号和运行分析正常信号，并将其发送至服务器；

服务器生成实时通行分析信号并将实时通行分析信号发送至实时通行分析单元，实时通行分析单元接收到实时通行分析信号后，将分析对象进行实时通行，通过分析生成实时调节信号和实时无调节信号，并将其发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，其特征在于，路口数据分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量，并将分析对象的路口通行车道数量以及对应通行车道的平均车流量分别标记为SLi和LLi；采集到分析对象对应通行行人的通行频率，并将分析对象对应通行行人的通行频率标记为TXi；

通过公式

获取到分析对象的实时数据分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.36；

将分析对象的实时数据分析系数Xi与实时数据分析系数阈值进行比较：若分析对象的实时数据分析系数Xi超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象需设置红绿灯，生成可调节信号并将可调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；若分析对象的实时数据分析系数Xi未超过实时数据分析系数阈值，则判定分析对象不需设置红绿灯，生成非调节信号并将非调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器。

3.根据权利要求1所述的基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，其特征在于，设备运行分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率，并将分析对象对应红绿灯的计数时长偏差值以及对应红绿灯的秒数出现缺陷的频率分别标记为PCZi和QPLi；采集到分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率，并将分析对象对应红绿灯的秒数闪烁频率标记为SPLi；

通过公式Ci＝PCZi×s1+QPLi×s2+SPLi×s3获取到分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci，其中，s1、s2以及s3均为预设比例系数，且s1＞s2＞s3＞0；

将分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci与运行分析系数阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析异常，生成运行分析异常信号并将运行分析异常信号发送至服务器；若分析对象对应红绿灯的运行分析系数Ci未超过运行分析系数阈值，则判定对应分析对象的红绿灯运行分析正常，生成运行分析正常信号并将运行分析正常信号发送至服务器。

4.根据权利要求1所述的基于微波雷达的城市道路红绿灯调节系统，其特征在于，实时通行分析单元的运行过程如下：

采集到分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长，并将分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长以及分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长分别与反应间隔时长阈值以及交汇时长阈值进行比较：

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长超过反应间隔时长阈值，或者分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯需要进行调节，生成实时调节信号并将实时调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器；

若分析对象对应红绿灯转变为绿灯时待行车辆的反应间隔时长未超过反应间隔时长阈值，且分析对象实时通行车辆与通行行人的交汇时长未超过交汇时长阈值，则判定对应分析对象的红绿灯不需要进行调节，生成实时无调节信号并将实时无调节信号和对应分析对象的编号发送至服务器。

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