CN114973661B - 一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，包括：辆采集模块，用于采集目标路口的每个前进方向对应的待行车辆数，行人采集模块，用于采集目标路口的每个方向对应的人流密度，分析模块，用于分析每个可允许前进方向的车辆密度和人流密度，为每个可允许前进方向匹配对应的通行时长，建立通行方案调整对应方向的信号灯时长，存储模块，用于将同一时刻下每个可允许前进方向对应的待行车辆数和人流密度生成路况信息，再结合所述通行方案生成路况处理信息并进行存储，用以根据当前的路况调节每一行车方向信号灯的指示时长，同时存储路况信息和调节信息，不仅可以实现智能化控制，还可以为交警提供历史信息进一步解决交通拥堵的问题。
Description
技术领域
本发明涉及交通信号灯控制技术领域，特别涉及一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯。
背景技术
道路交通信号灯是交通安全产品中的一种类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。 适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。目前，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，既不能根据路况实时控制信号灯变化，也不能实时监控道路情况，无法实现智能化控制和数据存储，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。
鉴于以上缺陷，本发明提供一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，可以根据当前的路况调节每一行车方向信号灯的指示时长，还可以存储路况信息和调节信息，不仅可以实现智能化控制，还可以为交警提供历史信息，进一步解决交通拥堵的问题。
发明内容
本发明提供的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，用以根据当前的路况调节每一行车方向信号灯的指示时长，还可以存储路况信息和调节信息，不仅可以实现智能化控制，还可以为交警提供历史信息，进一步解决交通拥堵的问题。
本发明提供的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，包括：
车辆采集模块，用于采集目标路口的每个前进方向对应的待行车辆数；
行人采集模块，用于采集目标路口的每个方向对应的人流密度；
分析模块，用于分析每个可允许前进方向的车辆密度和人流密度，为每个可允许前进方向匹配对应的通行时长，建立通行方案调整对应方向的信号灯时长；
存储模块，用于将同一时刻下每个可允许前进方向对应的待行车辆数和人流密度生成路况信息，再结合所述通行方案生成路况处理信息并进行存储。
在一种可实施的方式中，
所述车辆采集模块，包括：
直行采集单元，用于采集不同直行车道对应的第一待行车辆数，建立直行待车列表；
转向采集单元，用于采集不同转向车道对应的第二待行车数量，建立转向待车列表。
在一种可实施的方式中，
所述行人采集模块，包括：
行人采集单元，用于采集所述目标路口对应范围内的行人视频流；
行人分析单元，用于分析所述行人视频流中每一行人对应的动作特征，并在所述行人视频流中剔除不属于目标动作特征的目标行人；
按照预设规则将所有人行道划分为若干子区域，根据每一子区域对应的规定前进方向并分别获取每一人行道对应的通行方向包含的目标行人的数量，建立方向-人流密度列表。
在一种可实施的方式中，
所述分析模块，包括：
路况分析单元，用于获取直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表；
基于所述目标路口的交通地图，建立道路模型；
基于所述直行待车列表、转向待车列表获取每一车道对应的车辆信息并，输入到所述道路模型中；
基于所述方向-人流密度列表获取每一人行道对应的行人信息并，输入到所述道路模型中；
调整单元，用于分析所述道路模型中每一方向对应的通行时长，提取通行时长大于预设时长的待调方向对应的待调信号灯，建立通行方案调节所述待调信号灯对应的通行时长。
在一种可实施的方式中，
所述存储模块，包括：
路况存储单元，用于根据直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表，生成路况信息并进行存储；
方案存储单元，用于基于所述路况信息与通行方案的对应关系，生成路况处理信息并进行存储。
在一种可实施的方式中，
所述行人分析单元，包括：
同步子单元，用于同步获取交通信号灯的当前指示状态；
所述同步子单元，还用于同步获取当前时间；
视频处理子单元，用于判断所述当前时间是否为高峰时间；
若是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第一时长的处理视频流；
若不是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第二时长的处理视频流；
将所述处理视频流划分为预设规格的子视频流，利用预设人脸框架遍历每一子视频流，根据遍历结果在所述处理视频流中标记人脸特征；
特征分析子单元，用于基于所述交通信号灯的当前指示状态，建立人行道模型，并将标记后的处理视频流输入到所述指示模型中生成状态模型；
获取每一标记位置在所述状态模型中对应的状态位置；
获取所述状态模型中的地面区域，以所述状态位置为状态起点，获取每一状态起点与所述地面区域之间的动作范围，并在所述动作范围内获取肢体动作变化，建立肢体特征；
将所述人脸特征与对应的肢体特征相结合，获取动作特征；
根据所述状态模型的指示状态获取禁止通行方向人行道对应的等待区域，获取所述等待区域中包含的每一动作特征对应的动作属性，提取所述等待属性的目标动作特征；
在所述行人视频流标记所述目标动作特征对应的行人，并根据标记结果统计所述禁止通行方向对应的第一人流密度；
在所述行人视频流中提取允许通行方向人行道对应的通行区域，将所述允许通行方向人行道划分为三个前进段，并分别获取每一前进段对应的流动人数；
根据每一前进段对应的流动人数，判断所述允许通行方向人行道的已通过人数和待通过人数，分析所述允许通行方向对应的第二人流密度；
基于所述第一人流密度和第二人流密度建立方向-人流密度列表。
在一种可实施的方式中，
所述调整单元，包括：
信息分析子单元，用于获取所述直行待车列表和转向待车列表，分析每一车道对应的行车压力信息；
获取所述方向-人流密度列表，分析每一人行道对应的行人压力信息；
所述信息分析子单元，还用于将每一车道对应的行车压力信息和每一人行道对应的行人压力信息输入到道路模型中；
同时，将所述交通信号灯的当前指示状态输入到所述道路模型中，建立实时模型；
信息整合子单元，用于获取每一可允许前进方向对应的方向编号，并分析所述实时模型中标记每一可允许前进方向对应的前进压力，同时获取所述实时模型的总前进压力；
控制所述实时模型执行所述交通信号灯的当前指示频率，获取一个指示周期后所述实时模型的周期总前进压力；
若所述周期总前进压力大于所述总前进压力，获取压力差；
根据每一可允许前进方向对应的前进压力，对所述方向编号进行降序排序，生成每一方向编号对应的通行权重；
方案生成子单元，用于在方案存储单元提取与所述压力差一致的历史路况处理信息；
在所述历史路况处理信息中获取每一方向编号对应信号灯的指示时长，以及同一方向编号对应的前进压力差；
在所述历史路口处理信息中提取历史通行方案；
基于所述通行权重调节所述历史通行方案的指示周期，同时基于每一方向编号对应的前进压力差调节所述历史通行方案每一方向编号的通行时长，生成通行方案；
执行子单元，用于根据所述通行方案分别调节每一信号灯对应的通行时长。
在一种可实施的方式中，
所述存储模块，还包括：
信息检查单元，用于获取每一单位时长对应的所述路况信息和路况处理信息，分别判断所述路况信息和路况处理信息是否存在缺失片段；
若存在，获取所述缺失片段在对应的原信息上的缺失位置，提取对应的缺失信息进行补充，将完整的路况信息和路况处理信息输入到对应的日志文件中进行存储。
在一种可实施的方式中，
所述执行子单元，还用于获取所述通行方案的执行周期，并在一个执行周期后判断每一可允许方向对应的当前前进压力是否在预设范围内；
若在，将所述控制所述交通信号灯执行默认方案。
在一种可实施的方式中，
所述执行子单元，还用于若当前时间处于非高峰期时间，控制所述交通信号灯持续执行默认方案。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
为了避免交通拥堵，首先采集每一个可允许前进方向的车辆数和人流密度，然后进行分析，获取每一可允许前进方向需要的通行时长，最后根据通行时长来调节信号灯的时长，与此同时持续获取路况信息以及路况处理信息并进行存储，不仅可以实现智能化控制，还可以为交警提供历史信息，进一步解决交通拥堵的问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯的组成示意图；
图2为本发明实施例中一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯行人采集模块的组成示意图；
图3为本发明实施例中一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯分析模块的组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，如图1所示，包括：
车辆采集模块，用于采集目标路口的每个前进方向对应的待行车辆数；
行人采集模块，用于采集目标路口的每个方向对应的人流密度；
分析模块，用于分析每个可允许前进方向的车辆密度和人流密度，为每个可允许前进方向匹配对应的通行时长，建立通行方案调整对应方向的信号灯时长；
存储模块，用于将同一时刻下每个可允许前进方向对应的待行车辆数和人流密度生成路况信息，再结合所述通行方案生成路况处理信息并进行存储。
该实例中，前进方向表示车辆或行人在符合交通规则的情况下执行前进的方向；
该实例中，通行时长表示该前进方向所有车辆和行人通过路口需要的时长；
该实例中，待行车辆数表示可允许前进方向包含的所有行车道的等待车辆的总数；
该实例中，人流密度表示可允许前进方向包含的所有人行道上的行人数量；
该实例中，路况信息由每一可允许前进方向的车辆信息和行人信息组成；
该实例中，路况处理信息表示针对当前路口执行处理的信息。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了避免交通拥堵，首先采集每一个可允许前进方向的车辆数和人流密度，然后进行分析，获取每一可允许前进方向需要的通行时长，最后根据通行时长来调节信号灯的时长，与此同时持续获取路况信息以及路况处理信息并进行存储，不仅可以实现智能化控制，还可以为交警提供历史信息，进一步解决交通拥堵的问题。
实施例2
在实施例1的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述车辆采集模块，包括：
直行采集单元，用于采集不同直行车道对应的第一待行车辆数，建立直行待车列表；
转向采集单元，用于采集不同转向车道对应的第二待行车数量，建立转向待车列表。
该实例中，第一待行车辆数与直行车道的数量一致，且与直行车道一一对应；
该实例中，第二待行车辆数与转向车道的数量一致，且与转向车道一一对应。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了区分每一方向的待车数量，先分别采集每一车道的待车数，然后将同一方向的待车数进行合并，形成对应的待车列表，这样一来不仅快速得到各个方向的待车列表，还避免了信息紊乱，加强了信息的稳定性。
实施例3
在实施例1的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述行人采集模块，如图2所示，包括：
行人采集单元，用于采集所述目标路口对应范围内的行人视频流；
行人分析单元，用于分析所述行人视频流中每一行人对应的动作特征，并在所述行人视频流中剔除不属于目标动作特征的目标行人；
按照预设规则将所有人行道划分为若干子区域，根据每一子区域对应的规定前进方向并分别获取每一人行道对应的通行方向包含的目标行人的数量，建立方向-人流密度列表。
该实例中，目标动作特征表示等待特征；
该实例中，预设规则为获取人行道所在的范围，将人行道前三分之一划分为起步段，中间三分之一划分为中心段，最后三分之一划分为终点段。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：由于行人在通过马路时行走随意性大，方向多变，难以准确判断其行走规律，为了最大限度的采集行人的特征，先采集行人视频流，然后对视频流中的行人进行特征分析，建立密度列表，供后续建立调节方案做基础。
实施例4
在实施例1的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述分析模块，如图3所示，包括：
路况分析单元，用于获取直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表；
基于所述目标路口的交通地图，建立道路模型；
基于所述直行待车列表、转向待车列表获取每一车道对应的车辆信息并，输入到所述道路模型中；
基于所述方向-人流密度列表获取每一人行道对应的行人信息并，输入到所述道路模型中；
调整单元，用于分析所述道路模型中每一方向对应的通行时长，提取通行时长大于预设时长的待调方向对应的待调信号灯，建立通行方案调节所述待调信号灯对应的通行时长。
该实例中，交通地图表示包含目标路口所有车行道、人行道以及所有等待区域的地图。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了达到智能调节的目的，根据交通地图建立道路模型，再将已获取的车辆信息和人流信息输入到模型中，分析每一方向需要的通行时长，根据通行时长调节交通信号灯的周期间隔，实现智能调节。
实施例5
在实施例1的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述存储模块，包括：
路况存储单元，用于根据直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表，生成路况信息并进行存储；
方案存储单元，用于基于所述路况信息与通行方案的对应关系，生成路况处理信息并进行存储。
该实例中，路况信息表示每一行车道、人行道、等待区对应的车/人分布信息；
该实例中，路况处理信息表示针对当前路况信息执行的调节工作。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了方便交警或其他相关人员查看路况信息以及对应的路况处理信息，分别将其输入到对应的存储单元进行存储，实现自动存储归类。
实施例6
在实施例3的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述行人分析单元，如图2所示，包括：
同步子单元，用于同步获取交通信号灯的当前指示状态；
所述同步子单元，还用于同步获取当前时间；
视频处理子单元，用于判断所述当前时间是否为高峰时间；
若是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第一时长的处理视频流；
若不是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第二时长的处理视频流；
将所述处理视频流划分为预设规格的子视频流，利用预设人脸框架遍历每一子视频流，根据遍历结果在所述处理视频流中标记人脸特征；
特征分析子单元，用于基于所述交通信号灯的当前指示状态，建立人行道模型，并将标记后的处理视频流输入到所述指示模型中生成状态模型；
获取每一标记位置在所述状态模型中对应的状态位置；
获取所述状态模型中的地面区域，以所述状态位置为状态起点，获取每一状态起点与所述地面区域之间的动作范围，并在所述动作范围内获取肢体动作变化，建立肢体特征；
将所述人脸特征与对应的肢体特征相结合，获取动作特征；
根据所述状态模型的指示状态获取禁止通行方向人行道对应的等待区域，获取所述等待区域中包含的每一动作特征对应的动作属性，提取所述等待属性的目标动作特征；
在所述行人视频流标记所述目标动作特征对应的行人，并根据标记结果统计所述禁止通行方向对应的第一人流密度；
在所述行人视频流中提取允许通行方向人行道对应的通行区域，将所述允许通行方向人行道划分为三个前进段，并分别获取每一前进段对应的流动人数；
根据每一前进段对应的流动人数，判断所述允许通行方向人行道的已通过人数和待通过人数，分析所述允许通行方向对应的第二人流密度；
基于所述第一人流密度和第二人流密度建立方向-人流密度列表。
该实例中，当前指示状态表示在信号灯的指示下当前哪个方向可以通行，哪个方向禁止通行；
该实例中，当前时间表示以北京时间为准的当前时刻；
该实例中，高峰时间包括但不仅限于每天7：00~9：00、11：00~13：00、17：00~20：00；
该实例中，第一时长大于第二时长；
该实例中，处理视频流表示以当前时间为起点在行人视频流中截取的目标时长的视频流；
该实例中，子视频流表示来自处理视频流、表示处理视频流区域部分的视频流；
该实例中，预设人脸框架表示由线条构成人脸五官框架的结构；
该实例中，状态模型的指示状态与指示模型一致；
该实例中，状态位置表示行人的人脸在状态模型中的位置；
该实例中，动作范围表示行人的肢体所在的范围；
该实例中，肢体特征表示行人的四肢所呈现的特征；
该实例中，动作属性包括：等待属性和不定属性；
该实例中，目标动作特征为等待属性下的特征。且等待属性下包括多种等待特征；
该实例中，第一人流密度表示禁止通行方向的等待区汇集的行人密度；
该实例中，第二人流密度表示允许通行方向对应的人行道上的行人密度。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了准确的获取路口的行人分布状况，以及每一方向行人的密度，根据指示灯的状态建立一个指示模型，与此同时根据当前时间截取对应时长的处理视频输入到指示模型，这样一来可以得到一个状态模型，然后分析状态模型中行人的动作特征，再进一步分析每一方向的人流密度，最后建立方向-人流密度列表实现目的。
实施例7
在实施例4的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述调整单元，如图3所示，包括：
信息分析子单元，用于获取所述直行待车列表和转向待车列表，分析每一车道对应的行车压力信息；
获取所述方向-人流密度列表，分析每一人行道对应的行人压力信息；
所述信息分析子单元，还用于将每一车道对应的行车压力信息和每一人行道对应的行人压力信息输入到道路模型中；
同时，将所述交通信号灯的当前指示状态输入到所述道路模型中，建立实时模型；
信息整合子单元，用于获取每一可允许前进方向对应的方向编号，并分析所述实时模型中标记每一可允许前进方向对应的前进压力，同时获取所述实时模型的总前进压力；
控制所述实时模型执行所述交通信号灯的当前指示频率，获取一个指示周期后所述实时模型的周期总前进压力；
若所述周期总前进压力大于所述总前进压力，获取压力差；
根据每一可允许前进方向对应的前进压力，对所述方向编号进行降序排序，生成每一方向编号对应的通行权重；
方案生成子单元，用于在方案存储单元提取与所述压力差一致的历史路况处理信息；
在所述历史路况处理信息中获取每一方向编号对应信号灯的指示时长，以及同一方向编号对应的前进压力差；
在所述历史路口处理信息中提取历史通行方案；
基于所述通行权重调节所述历史通行方案的指示周期，同时基于每一方向编号对应的前进压力差调节所述历史通行方案每一方向编号的通行时长，生成通行方案；
执行子单元，用于根据所述通行方案分别调节每一信号灯对应的通行时长。
该实例中，行车压力信息表示每一车道上堆积的车辆数量与单位时间通过的车辆数量的比值，比值越大压力越大；
该实例中，行人压力信息表示每一人行道的待通过人数，人数越多压力越大；
该实例中，实时模型的指示状态与交通信号灯的指示状态一致；
该实例中，方向编号表示车道和人行道的编号，且编号是不变的；
该实例中，周期总前进压力当指示灯进行一次周期工作后路口的前进压力；
该实例中，通行权重表示根据每一方向编号需要的通行时长对应的比重；
该实例中，总前进压力表示当前时刻的前进压力；
该实例中，历史路况处理信息表示已存储在方案存储单元的路况处理信息。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了进一步实现智能化控制，首先分析每一车道和人行道的压力信息并输入到道路模型中，这样一来可以建立一个实时模型，然后分析每一方向的前进压力，以及道路的总前进压力，通过分析一个周期后的压力差为每一方向建立通行权重，再进一步获取与当下情况一致的历史路况处理信息，最后对历史通行方案进行针对性修正，生成本次通行方案并执行，实现了智能化控制的目的。
实施例8
在实施例5的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，所述存储模块，还包括：
信息检查单元，用于获取每一单位时长对应的所述路况信息和路况处理信息，分别判断所述路况信息和路况处理信息是否存在缺失片段；
若存在，获取所述缺失片段在对应的原信息上的缺失位置，提取对应的缺失信息进行补充，将完整的路况信息和路况处理信息输入到对应的日志文件中进行存储。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证所存储的信息的完整性，针对每一信息进行完成度检查，及时查缺补漏。
实施例9
在实施例7的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯：
所述执行子单元，还用于获取所述通行方案的执行周期，并在一个执行周期后判断每一可允许方向对应的当前前进压力是否在预设范围内；
若在，将所述控制所述交通信号灯执行默认方案。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了及时恢复正常通行状态，当通行方案生效后进行周期检测，当交通压力恢复正常后将交通信号灯恢复至默认方案，保证后续车辆有序通过。
实施例10
在实施例9的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯：
所述执行子单元，还用于若当前时间处于非高峰期时间，控制所述交通信号灯持续执行默认方案。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：由于非高峰期的车辆和行人较少，为了节约公共资源，将交通信号灯恢复至默认方案。
实施例11
在实施例7的基础上，所述一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯：
所述信息分析子单元，还用于根据所述直行待车列表和转向待车列表获取每一方向对应的方向总待车数量；
根据以下公式计算每一方向的车辆由对应的第一指定位置到第二指定位置的过程所需要的时长；
其中，表示车辆在指定方向行走单位路程所需要的时长，表示交通信号灯的绿
信号比，且，表示交通信号灯的有效绿灯时长，d表示交通信号灯的周期，表示
车辆在指定方向通过路口行走的路程，表示车辆通过路口时的平均速度，表示绿灯第
f次亮起时车辆的前进路程，表示绿灯第f次亮起时车辆的前进速度，表示车辆通
过路口需要等待路灯亮起的次数，其中表示向上取整运算符，表示补正系数，当
的取值为整数时，=0，当的取值为小数时=1，例如=2.2，那么车辆通过路口需
要等待路灯亮起的次数为2+1=3次，表示第f次绿灯亮起时车辆的前进时长，
表示第f次绿灯亮起前车辆的停止时长；
根据以上公式的计算结果以及每一方向对应的方向总待车数量，获取每一方向需要的最小通行时长，建立方向-最小时长列表；
根据以下公式计算所有车辆通过路口需要的预计总时长；
其中，表示所有车辆通过路口需要的总时长，表示方向-最小时长列表中指定
方向对应的最小通行时长，表示方向总数，表示路程贡献因子，且，
其中，表示第i个方向的第m-1辆车的已前进路程，表示第i个方向的第m辆车与对
应方向的第一辆车之间的距离，表示第i个方向包含的车辆总数，表示第i个方向的车
辆从当前位置到对应第一指定位置的最大速度，表示不同方向车辆通过路口时的路程参
数，当车辆直行时的取值范围为[0.8，1.0]，当车辆左转时的取值范围为[1.2，1.5]，当
车辆掉头时的取值范围为[1.9，2.1]，当车辆右转时的取值范围为[0.2，0.5]；
当所有车辆通过路口需要的总时长大于预设时长时确定目标路口出现拥堵，生成调节方案。
该实例中，第一指定位置表示车辆的前轮到达车道路面警示标线的位置；
该实例中，第二指定位置表示车辆行驶至路口对面，且车辆后轮离开对面的路面警示标线的位置；
该实例中，第一指定位置和第二指定位置之间的范围为路口范围。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了判断目标路口是否出现拥堵，分析每一方向的待车数量，然后分析所有车辆通过该路口需要的时长，进而判断其是否发生拥堵，为是否生成调节方案提供前提条件。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于，包括：
车辆采集模块，用于采集目标路口的每个前进方向对应的待行车辆数；
行人采集模块，用于采集目标路口的每个方向对应的人流密度；
分析模块，用于分析每个可允许前进方向的车辆密度和人流密度，为每个可允许前进方向匹配对应的通行时长，建立通行方案调整对应方向的信号灯时长；
存储模块，用于将同一时刻下每个可允许前进方向对应的待行车辆数和人流密度生成路况信息，再结合所述通行方案生成路况处理信息并进行存储；
所述分析模块，包括：
路况分析单元，用于获取直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表；
基于所述目标路口的交通地图，建立道路模型；
基于所述直行待车列表、转向待车列表获取每一车道对应的车辆信息，并输入到所述道路模型中；
基于所述方向-人流密度列表获取每一人行道对应的行人信息，并输入到所述道路模型中；
调整单元，用于分析所述道路模型中每一方向对应的通行时长，提取通行时长大于预设时长的待调方向对应的待调信号灯，建立通行方案调节所述待调信号灯对应的通行时长；
所述调整单元，包括：
信息分析子单元，用于获取所述直行待车列表和转向待车列表，分析每一车道对应的行车压力信息；
获取所述方向-人流密度列表，分析每一人行道对应的行人压力信息；
所述信息分析子单元，还用于将每一车道对应的行车压力信息和每一人行道对应的行人压力信息输入到道路模型中；
同时，将所述交通信号灯的当前指示状态输入到所述道路模型中，建立实时模型；
信息整合子单元，用于获取每一可允许前进方向对应的方向编号，并分析所述实时模型中标记每一可允许前进方向对应的前进压力，同时获取所述实时模型的总前进压力；
控制所述实时模型执行所述交通信号灯的当前指示频率，获取一个指示周期后所述实时模型的周期总前进压力；
若所述周期总前进压力大于所述总前进压力，获取压力差；
根据每一可允许前进方向对应的前进压力，对所述方向编号进行降序排序，生成每一方向编号对应的通行权重；
方案生成子单元，用于在方案存储单元提取与所述压力差一致的历史路况处理信息；
在所述历史路况处理信息中获取每一方向编号对应信号灯的指示时长，以及同一方向编号对应的前进压力差；
在所述历史路口处理信息中提取历史通行方案；
基于所述通行权重调节所述历史通行方案的指示周期，同时基于每一方向编号对应的前进压力差调节所述历史通行方案每一方向编号的通行时长，生成通行方案；
执行子单元，用于根据所述通行方案分别调节每一信号灯对应的通行时长；
所述信息分析子单元，还用于根据所述直行待车列表和转向待车列表获取每一方向对应的方向总待车数量；
根据以下公式计算每一方向的车辆由对应的第一指定位置到第二指定位置的过程所需要的时长；
其中，表示车辆在指定方向行走单位路程所需要的时长，/>表示交通信号灯的绿信号比，且/>，/>表示交通信号灯的有效绿灯时长，d表示交通信号灯的周期，/>表示车辆在指定方向通过路口行走的路程，/>表示车辆通过路口时的平均速度，/>表示绿灯第f次亮起时车辆的前进路程，/>表示绿灯第f次亮起时车辆的前进速度，/>表示车辆通过路口需要等待路灯亮起的次数，其中/>表示向上取整运算符，/>表示补正系数，当/>的取值为整数时，/>=0，当/>的取值为小数时/>=1，/>表示第f次绿灯亮起时车辆的前进时长，表示第f次绿灯亮起前车辆的停止时长；
根据以上公式的计算结果以及每一方向对应的方向总待车数量，获取每一方向需要的最小通行时长，建立方向-最小时长列表；
根据以下公式计算所有车辆通过路口需要的预计总时长；
其中，表示所有车辆通过路口需要的总时长，/>表示方向-最小时长列表中指定方向对应的最小通行时长，/>表示方向总数，/>表示路程贡献因子，且/>，其中，/>表示第i个方向的第m-1辆车的已前进路程，/>表示第i个方向的第m辆车与对应方向的第一辆车之间的距离，/>表示第i个方向包含的车辆总数，/>表示第i个方向的车辆从当前位置到对应第一指定位置的最大速度，/>表示不同方向车辆通过路口时的路程参数，当车辆直行时/>的取值范围为[0.8，1.0]，当车辆左转时/>的取值范围为[1.2，1.5]，当车辆掉头时/>的取值范围为[1.9，2.1]，当车辆右转时/>的取值范围为[0.2，0.5]；
当所有车辆通过路口需要的总时长大于预设时长时确定目标路口出现拥堵，生成调节方案；
所述行人采集模块，包括：
行人采集单元，用于采集所述目标路口对应范围内的行人视频流；
行人分析单元，用于分析所述行人视频流中每一行人对应的动作特征，并在所述行人视频流中剔除不属于目标动作特征的目标行人；
按照预设规则将所有人行道划分为若干子区域，根据每一子区域对应的规定前进方向并分别获取每一人行道对应的通行方向包含的目标行人的数量，建立方向-人流密度列表；
所述行人分析单元，包括：
同步子单元，用于同步获取交通信号灯的当前指示状态；
所述同步子单元，还用于同步获取当前时间；
视频处理子单元，用于判断所述当前时间是否为高峰时间；
若是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第一时长的处理视频流；
若不是，以所述当前时间为起点在所述行人视频流中截取预设第二时长的处理视频流；
将所述处理视频流划分为预设规格的子视频流，利用预设人脸框架遍历每一子视频流，根据遍历结果在所述处理视频流中标记人脸特征；
特征分析子单元，用于基于所述交通信号灯的当前指示状态，建立人行道模型，并将标记后的处理视频流输入到所述人行道模型中生成状态模型；
获取每一标记位置在所述状态模型中对应的状态位置；
获取所述状态模型中的地面区域，以所述状态位置为状态起点，获取每一状态起点与所述地面区域之间的动作范围，并在所述动作范围内获取肢体动作变化，建立肢体特征；
将所述人脸特征与对应的肢体特征相结合，获取动作特征；
根据所述状态模型的指示状态获取禁止通行方向人行道对应的等待区域，获取所述等待区域中包含的每一动作特征对应的动作属性，提取所述动作属性的目标动作特征；
在所述行人视频流标记所述目标动作特征对应的行人，并根据标记结果统计所述禁止通行方向对应的第一人流密度；
在所述行人视频流中提取允许通行方向人行道对应的通行区域，将所述允许通行方向人行道划分为三个前进段，并分别获取每一前进段对应的流动人数；
根据每一前进段对应的流动人数，判断所述允许通行方向人行道的已通过人数和待通过人数，分析所述允许通行方向对应的第二人流密度；
基于所述第一人流密度和第二人流密度建立方向-人流密度列表。
2.如权利要求1所述的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于，所述车辆采集模块，包括：
直行采集单元，用于采集不同直行车道对应的第一待行车辆数，建立直行待车列表；
转向采集单元，用于采集不同转向车道对应的第二待行车数量，建立转向待车列表。
3.如权利要求1所述的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于，所述存储模块，包括：
路况存储单元，用于根据直行待车列表、转向待车列表、方向-人流密度列表，生成路况信息并进行存储；
方案存储单元，用于基于所述路况信息与通行方案的对应关系，生成路况处理信息并进行存储。
4.如权利要求3所述的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于，所述存储模块，还包括：
信息检查单元，用于获取每一单位时长对应的所述路况信息和路况处理信息，分别判断所述路况信息和路况处理信息是否存在缺失片段；
若存在，获取所述缺失片段在对应的原信息上的缺失位置，提取对应的缺失信息进行补充，将完整的路况信息和路况处理信息输入到对应的日志文件中进行存储。
5.如权利要求1所述的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于：
所述执行子单元，还用于获取所述通行方案的执行周期，并在一个执行周期后判断每一可允许方向对应的当前前进压力是否在预设范围内；
若在，将所述控制所述交通信号灯执行默认方案。
6.如权利要求5所述的一种具备智能控制及交通流数据存储的交通信号灯，其特征在于：
所述执行子单元，还用于若当前时间处于非高峰期时间，控制所述交通信号灯持续执行默认方案。
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