CN117152981B - 一种智能交通灯控制方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种智能交通灯控制方法及其系统，涉及智慧交通技术领域。该检测方法包括：对交叉路口对应的车道上的车流数据进行采集；基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定，所述车流数据包括车流量数据；基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间。该智能交通灯控制系统适用该智能交通灯控制方法。本申请的智能交通灯控制方法及其系统，对交叉路口的车道上的车流数据进行采集，并基于车流数据对车道的通行压力等级进行判定，然后基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，从而缓解交叉路口的交通压力，确保交叉路口的通行顺畅。

Description

一种智能交通灯控制方法及其系统
技术领域
本申请涉及智慧交通技术领域，具体是一种智能交通灯控制方法及其系统。
背景技术
智慧交通是在智能交通的基础上，在交通领域中充分运用物联网、云计算、互联网、人工智能、自动控制、移动互联网等技术，通过高新技术汇集交通信息，对交通管理、交通运输、公众出行等等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。
最为简单直接的智慧交通体现于道路拥堵情况的道路交通协作调节上。现有技术中的智慧交通系统，采用简单的对某一路口或路段车流量检测的方式来判定当前的车流量，以此作为道路拥堵的判断方式，这样的做法，无法精准的获取当前路口/路段上的车流量信息，在接下来的时间内，该路口/路段是否处于车流量较大的情况无法提前预判，进而导致系统响应效率收到影响。
发明内容
本申请的目的在于提供一种智能交通灯控制方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：
第一方面，本申请提供了一种智能交通灯控制方法，该方法包括以下步骤：
对交叉路口对应的车道上的车流数据进行采集；
基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定，所述车流数据包括车流量数据；
基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间；
其中，所述的对该车道的通行压力等级进行判定具体包括：
对车道上预设的检测区域中的车流量数据进行统计，所述检测区域为在车道上预设的连续路段；和，
基于统计得到的车流量与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级。
作为优选，所述的对该车道的通行压力等级进行判定还包括：
对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集；以及，
基于统计得到的车流量和采集到的车辆速度建立车流数据组，并将该车流数据组与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级。
作为优选，所述的对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集，具体包括：
获取该检测区域中车辆的车速；
计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速作为所述的采集到的车辆速度。
作为优选，所述的计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速，具体包括：
按照预设的时间跨度ΔT对检测周期进行划分，得到自该检测周期初始至结束依次排列的时间段，并分别对应的定义为时间段一、时间段二……时间段N；
依次计算每个时间段内在该检测区域中的车辆的时段车速均值，并分别对应的定义为Vavg1、Vavg2、……VavgN；
对获取到的时段车速均值进行比较，并计算相邻时间段内的两个时段车速均值之间的时速差值ΔV，ΔV＝|VavgN-VavgN-1|，将获取到的M个时速差值ΔV与预设的时速阈值Vmin进行比对，当在该检测周期内满足ΔV＞Vmin的时速差值的数量大于时，将Vf作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vf为计算得到该满足ΔV＞Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值，否则，将Vl作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vl为计算得到满足ΔV≤Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值。
作为优选，所述通行压力等级包括：
表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别；
表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别；
表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别。
作为优选，所述车流数据还包括车辆速度，所述的控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，具体包括：
对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长；
对符合所述通行顺畅级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行保持；
对符合所述通行低压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行缩短。
作为优选，所述的对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长中，延长的时间T通过公式：计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数。
第二方面，本申请提供了一种智能交通灯控制系统，包括：检测区域、数据采集模块、压力等级判定模块、交通灯控制模块和交通灯；
所述检测区域为在交叉路口对应的车道上预设的连续路段；
所述数据采集模块配置为：对所述检测区域中的车流数据进行采集；
所述压力等级判定模块配置为：基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定；
所述交通灯控制模块配置为：基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间；
所述交通灯配置为：受控于所述交通灯控制模块，并在所述交通灯控制模块的控制下控制亮灯时间。
作为优选，所述通行压力等级包括：
表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别；
表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别；
表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别。
作为优选，所述车流数据还包括车辆速度，所述的控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，具体包括：
对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长；
对符合所述通行顺畅级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行保持；
对符合所述通行低压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行缩短；
其中，所述的对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长中，延长的时间T通过公式：计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数。
有益效果：本申请的智能交通灯控制方法及其系统，对交叉路口的车道上的车流数据进行采集，并基于车流数据对车道的通行压力等级进行判定，然后基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，从而缓解交叉路口的交通压力，确保交叉路口的通行顺畅。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中智能交通灯控制方法的流程框图。
图2为本申请实施例中智能交通灯控制系统的结构框图。
具体实施方式
下面将对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中，术语“包括”意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本实施例在第一方面公开了如图1所示的一种智能交通灯控制方法，该方法包括以下步骤：
对交叉路口对应的车道上的车流数据进行采集；
基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定，所述车流数据包括车流量数据；
基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间。
其中，所述的对该车道的通行压力等级进行判定具体包括：
对车道上预设的检测区域中的车流量数据进行统计，所述检测区域为在车道上预设的连续路段；基于统计得到的车流量与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级。
以及，在本实施例中，所述车流数据包括车流量数据和车辆速度。因此，所述的对该车道的通行压力等级进行判定还包括：
对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集；以及，
基于统计得到的车流量和采集到的车辆速度建立车流数据组，并将该车流数据组与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级。需要说明的是，交通压力数据网格指的是由多组车流量数据范围和车辆速度范围组成的数据集，每个数据集对应不同的通行压力等级。
具体来说，所述的对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集，具体包括：
获取该检测区域中车辆的车速；
计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速作为所述的采集到的车辆速度。
进一步地，为了确保交叉路口接下来的交通压力，本实施例中，所述的计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速，具体包括：
按照预设的时间跨度ΔT对检测周期进行划分，得到自该检测周期初始至结束依次排列的时间段，并分别对应的定义为时间段一、时间段二……时间段N；
依次计算每个时间段内在该检测区域中的车辆的时段车速均值，并分别对应的定义为Vavg1、Vavg2、……VavgN；
对获取到的时段车速均值进行比较，并计算相邻时间段内的两个时段车速均值之间的时速差值ΔV，ΔV＝|VavgN-VavgN-1|，将获取到的M个时速差值ΔV与预设的时速阈值Vmin进行比对，当在该检测周期内满足ΔV＞Vmin的时速差值的数量大于时，将Vf作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vf为计算得到该满足ΔV＞Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值，否则，将Vl作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vl为计算得到满足ΔV≤Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值。
借由上述，通过对检测周期进行时段分段，并计算每个时段车速均值，然后由时段车速均值来判断检测区域对应的车辆速度是个体行为(如车主行驶速度缓慢)还是道路拥挤行为(如由于检测区域前后段及其本身车辆拥挤)造成的，进而确保交叉路口通行压力等级判定的准确性。
在本实施例中，所述通行压力等级包括：
表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别；
表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别；
表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别。
相应的，在控制交通灯中的通行亮灯时间时，具体包括：
对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长；
对符合所述通行顺畅级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行保持；
对符合所述通行低压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行缩短。
进一步地，所述的对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长中，延长的时间T通过公式：计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数。
本实施例在第二方面公开了一种适用于上述智能交通灯控制方法的智能交通灯控制系统，包括检测区域、数据采集模块、压力等级判定模块、交通灯控制模块和交通灯。
具体的，所述检测区域为在交叉路口对应的车道上预设的连续路段。
具体的，所述数据采集模块配置为：对所述检测区域中的车流数据进行采集。
具体的，所述压力等级判定模块配置为：基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定。
具体的，所述交通灯控制模块配置为：基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间。
具体的，所述交通灯配置为：受控于所述交通灯控制模块，并在所述交通灯控制模块的控制下控制亮灯时间。
在该系统中，通行压力等级和交通灯控制关系为：
(1)对表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别对应的车道的交通灯的通行亮灯时间进行延长；进一步地，延长的时间T通过公式： 计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数；
(2)对表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别对应的车道的交通灯的通行亮灯时间进行保持；
(3)对表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别对应的车道的交通灯的通行亮灯时间进行缩短。
基于上述，在实际应用中，由于交叉路口一般对应有多向车道，以由X向行驶方向和Y向行驶方向构成的十字路口为例，当X向的车道进行了相应的时间调整后，Y向的车道对应的交通灯的亮灯时间应当同步的进行调整，这一点，作为本领域技术人员来说，是可以直观理解的，在此不做赘述。
需要说明的是，本实施例公开的智能交通灯控制系统与上述的智能交通灯控制方法相对应，因此，本系统中的模块对应的其他功能及其具体工作内容，可以对应的参考前述的智能交通灯控制方法中的描述，因此，本文本在此不做赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，监测装置中的各模块均与处理器通信连接，并且受处理器控制以实现相应的功能。其中，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于检测方法，其部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述计算机程序存储在计算机可读存储介质中或作为计算机可读存储介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读存储介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读存储介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
综上所述，本申请的智能交通灯控制方法及其系统，对交叉路口的车道上的车流数据进行采集，并基于车流数据对车道的通行压力等级进行判定，然后基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，从而缓解交叉路口的交通压力，确保交叉路口的通行顺畅。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能交通灯控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
对交叉路口对应的车道上的车流数据进行采集；
基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定，所述车流数据包括车流量数据；‘’
基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间；
其中，所述的对该车道的通行压力等级进行判定具体包括：
对车道上预设的检测区域中的车流量数据进行统计，所述检测区域为在车道上预设的连续路段；和，基于统计得到的车流量与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级；
所述的对该车道的通行压力等级进行判定还包括：
对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集；以及，基于统计得到的车流量和采集到的车辆速度建立车流数据组，并将该车流数据组与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级；
所述的对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集，具体包括：
获取该检测区域中车辆的车速；
计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速作为所述的采集到的车辆速度；
其中，所述的计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速，具体包括：
按照预设的时间跨度ΔT对检测周期进行划分，得到自该检测周期初始至结束依次排列的时间段，并分别对应的定义为时间段一、时间段二……时间段N；
依次计算每个时间段内在该检测区域中的车辆的时段车速均值，并分别对应的定义为Vavg1、Vavg2、……VavgN；
对获取到的时段车速均值进行比较，并计算相邻时间段内的两个时段车速均值之间的时速差值ΔV，ΔV＝|VavgN-VavgN-1|，将获取到的M个时速差值ΔV与预设的时速阈值Vmin进行比对，当在该检测周期内满足ΔV＞Vmin的时速差值的数量大于时，将Vf作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vf为计算得到该满足ΔV＞Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值，否则，将Vl作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vl为计算得到满足ΔV≤Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值。
2.根据权利要求1所述的智能交通灯控制方法，其特征在于，所述通行压力等级包括：
表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别；
表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别；
表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别。
3.根据权利要求2所述的智能交通灯控制方法，其特征在于，所述车流数据还包括车辆速度，所述的控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，具体包括：
对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长；
对符合所述通行顺畅级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行保持；
对符合所述通行低压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行缩短。
4.根据权利要求3所述的智能交通灯控制方法，其特征在于，所述的对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长中，延长的时间T通过公式：计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数。
5.一种智能交通灯控制系统，其特征在于，包括：检测区域、数据采集模块、压力等级判定模块、交通灯控制模块和交通灯；
所述检测区域为在交叉路口对应的车道上预设的连续路段；
所述数据采集模块配置为：对所述检测区域中的车流数据进行采集；
所述压力等级判定模块配置为：基于采集到的车流数据对该车道的通行压力等级进行判定；
所述交通灯控制模块配置为：基于车道的通行压力等级，控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间；
所述交通灯配置为：受控于所述交通灯控制模块，并在所述交通灯控制模块的控制下控制亮灯时间；
所述的对该车道的通行压力等级进行判定还包括：
对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集；以及，基于统计得到的车流量和采集到的车辆速度建立车流数据组，并将该车流数据组与预设的交通压力数据网格进行匹配，获取相应的交通压力等级；
所述的对预设的检测区域中的车辆速度进行数据采集，具体包括：
获取该检测区域中车辆的车速；
计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速作为所述的采集到的车辆速度；
其中，所述的计算在一个检测周期内该检测区域中的平均车速，具体包括：
按照预设的时间跨度ΔT对检测周期进行划分，得到自该检测周期初始至结束依次排列的时间段，并分别对应的定义为时间段一、时间段二……时间段N；
依次计算每个时间段内在该检测区域中的车辆的时段车速均值，并分别对应的定义为Vavg1、Vavg2、……VavgN；
对获取到的时段车速均值进行比较，并计算相邻时间段内的两个时段车速均值之间的时速差值ΔV，ΔV＝|VavgN-VavgN-1|，将获取到的M个时速差值ΔV与预设的时速阈值Vmin进行比对，当在该检测周期内满足ΔV＞Vmin的时速差值的数量大于时，将Vf作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vf为计算得到该满足ΔV＞Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值，否则，将Vl作为该检测区域中的车辆速度，其中，Vl为计算得到满足ΔV≤Vmin的时速差值对应的所有的时段车速均值的平均值。
6.根据权利要求5所述的智能交通灯控制系统，其特征在于，所述通行压力等级包括：
表示交叉路口待通行车辆数量多且通行缓慢的通行高压级别；
表示交叉路口待通行车辆数量适中且通行顺畅的通行顺畅级别；
表示交叉路口待通行车辆数量少的通行低压级别。
7.根据权利要求6所述的智能交通灯控制系统，其特征在于，所述车流数据还包括车辆速度，所述的控制该车道对应的交通灯中的通行亮灯时间，具体包括：
对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长；
对符合所述通行顺畅级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行保持；
对符合所述通行低压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行缩短；
其中，所述的对符合所述通行高压级别的车道对应的交通灯中的通行亮灯时间进行延长中，延长的时间T通过公式：计算得到，其中，L为检测区域的长度，V为该检测区域中的车辆速度，ρ为基于该检测区域对应的交叉路口的日常交通压力预设的调整系数。
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