CN117912263A - 移动式交通信号时序优化服务器及优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于交通管理技术领域，具体涉及移动式交通信号时序优化服务器及优化方法，包括接入模块、数据采集模块、数据处理模块、控制模块。通过接入模块将道路上的智能交通设备接入服务器；通过数据采集模块获取智能交通设备上的车道数据、监控视频数据和交通流数据；通过数据处理模块对获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；通过控制模块根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。该服务器可以移动到任意一个区域的交通控制室，从而优化任意区域的路网情况，避免在每个区域部署服务器，在降低服务器部署成本的同时，提升了灵活性和适应性。

Description

移动式交通信号时序优化服务器及优化方法

技术领域

本发明属于交通管理技术领域，尤其涉及移动式交通信号时序优化服务器及优化方法。

背景技术

交通信号时序优化是通过采集特定区域内的交通信息，然后利用大数据、AI等手段对交通信号时序进行优化的一种技术。在传统的交通时序优化方法中，通常会针对不同时段交通信号灯的时序进行改进，以提高交通效率。然而，针对不同区域和时间段的变化情况，传统方法可能显得不够灵活，导致某些情况下交通拥堵并且效率低下。另外，对于移动服务器的应用，现有技术可能无法充分考虑服务器在不同区域之间的适应性和灵活性。

随着服务器的处理能力的不断提升，交通管理部门也开始使用服务器进行一些智能化处理，使用服务器来处理交通拥堵状况成为了一种新的趋势。尽管现在服务器有处理能力完全能够解决交通管理人员的问题，但是在大规模使用的条件下还是存在一些问题：如何针对不同路况得到有效的交通信号时序，提高交通效率。传统的交通优化方法涉及多种技术手段，包括交警指挥、固定的信号灯调控、道路规划等。然而，对于不同区域、不同时间的交通变化，传统方法往往显得缺乏灵活性，导致交通拥堵且通行效率低。另外，由于一个区域的交通情况在短时间内不会有较大变化，所以也就不需要服务器一直在同一个区域进行处理。然而，现在的技术可能无法充分考虑服务器在不同区域之间的适应性和优化性。

因此，如何解决对于不同区域、不同时间的交通变化，传统方法往往显得缺乏灵活性，导致交通拥堵且通行效率低，以及不同区域之间的适应性和优化性低，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供移动式交通信号时序优化服务器及优化方法，用以解决对于不同区域、不同时间的交通变化，传统方法往往显得缺乏灵活性，导致交通拥堵且通行效率低，以及不同区域之间的适应性和优化性低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，提供移动式交通信号时序优化服务器，包括接入模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；

所述接入模块，用于将服务器与道路上的智能交通设备进行互联；

所述数据采集模块，用于对获取智能交通设备上的各种数据，至少包括车道数据、监控视频数据和交通流数据；

所述数据处理模块，用于对获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；

所述控制模块，用于当数据处理模块判断需要对现有的交通信号时序进行优化时，根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

优选的，所述接入模块的信号输入端与智能交通设备的信号输出端连接，所述数据采集模块的信号输入端与所述接入模块的信号输出端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述数据处理模块的信号输入端连接，所述数据处理模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述控制模块的信号输出端与交通设备的信号输入端连接。

优选的，所述智能交通设备包括红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器，所述接入模块包括用于与红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器连接的接口。

优选的，所述接口包括RS-232/RS-458通信接口、Ethernet通信接口、Wi-Fi通信接口以及Web通信接口。

优选的，在数据传输过程中使用的通信协议为Modbus通信协议、LoRaWAN通信协议、MQTT传输协议以及RESTful AP通信协议中的一种或者多种通信协议。

优选的，所述服务器还连接有云服务中心，管理人员通过所述云服务中心对交通信号时序进行控制。

第二方面，提供移动式交通信号时序优化方法，基于上述的任意一项移动式交通信号时序优化服务器，包括以下步骤：

S1：将智能交通设备接入移动式交通信号时序优化服务器；

S2：智能交通设备实时采集路口交通流数据和视频信息，并通过数据传输模块传输给；

S3：根据采集的路口交通流数据和视频信息进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，若是，计算出优化方案并执行步骤S4，若否，继续使用当前交通信号时序；

S4：根据计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

优选的，步骤S2、S3和S4会实时持续循环进行，当根据路口交通流数据和视频信息分析需要对交通信号时序进行优化时，及时对交通信号时序进行控制，优化信号交通信号时序。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的移动式交通信号时序优化服务器及优化方法，通过接入模块将道路上的智能交通设备接入服务器；通过数据采集模块获取智能交通设备上的车道数据、监控视频数据和交通流数据；通过数据处理模块对获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；通过控制模块根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。该服务器可以移动到任意一个区域的交通控制室，从而优化任意区域的路网情况，避免在每个区域部署服务器，在降低服务器部署成本的同时，提升了灵活性和适应性。

附图说明

图1为本发明的移动式交通信号时序优化服务器的组成结构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。

另外，在本申请实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方法呈现概念。

本申请实施例中，“信息（information）”，“信号（signal）”，“消息（message）”，“信道（channel）”、“信令（singaling）”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。“的(of)”，“相应的（corresponding，relevant）”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

下面结合附图1对本发明作进一步的详细说明：

参见附图1所示，移动式交通信号时序优化服务器，包括接入模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；

所述接入模块，用于将服务器与道路上的智能交通设备进行互联；

所述数据采集模块，用于对获取智能交通设备上的各种数据，至少包括车道数据、监控视频数据和交通流数据；

所述数据处理模块，用于对获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；

所述控制模块，用于当数据处理模块判断需要对现有的交通信号时序进行优化时，根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

一个区域内的交通状况会根据以下几种情况发生变化，通常在早上和傍晚，人们上下班或者上学，交通流量会增加，导致交通拥堵；恶劣的天气条件，如雨雪、大风等，可能导致道路湿滑、能见度降低，进而影响交通流畅度；交通事故或道路施工可能会导致交通中断或减速，对整体交通状况产生显著影响；如体育比赛、演唱会、大型活动等可能引起人群聚集，增加交通流量；节假日通常伴随着人员流动性的变化，可能会影响交通流量和拥堵情况；公共交通工具的运行时刻表、线路变更等因素也可能对交通状况产生影响，城市的发展和规划可能导致交通需求的变化，例如新建区域、商业中心的迁移等。因此对于同一个区域在不同的时间段，可能需要不同的交通信号时序，以适应当前的交通状态，因此本发明通过在相应区域的交通控制室内引入移动式交通信号时序优化服务器，实时对区域内的交通信号时序进行优化。

在移动式交通信号时序优化服务器工作过程中，首先通过接入模块将道路上的智能交通设备接入服务器，然后通过数据采集模块获取智能交通设备上的车道数据、监控视频数据和交通流数据；再通过数据处理模块根据获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；最后通过控制模块根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。该服务器可以移动到任意一个区域的交通控制室，一方面，能够优化任意区域的路网情况，对该区域的交通信号时序进行最佳优化，减小拥堵情况的发生；另一方面，能够避免在每个区域部署服务器，在降低服务器部署成本；再一方面，提升了交通信号时序优化的灵活性和适应性。

该移动式交通信号时序优化服务器可以从控制系统的某个节点接入或者取出，在接入交通控制系统后，可以连接系统本身就已经接入的红绿灯、行人信号灯、监控摄像头、传感器等设备。在接入系统后，服务器可以采集该交通控制区域每天、每个时刻的交通流数据，并且将这些数据通过大数据、人工智能等手段进行分析，从而得到每个时刻的最佳红绿灯时序。

上述方案中，接入模块的信号输入端与智能交通设备的信号输出端连接，数据采集模块的信号输入端与所述接入模块的信号输出端连接，数据采集模块的信号输出端与所述数据处理模块的信号输入端连接，数据处理模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述控制模块的信号输出端与交通设备的信号输入端连接。

智能交通设备包括红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器，所述接入模块包括用于与红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器连接的接口。接口包括RS-232/RS-458通信接口、Ethernet通信接口、Wi-Fi通信接口以及Web通信接口。在数据传输过程中使用的通信协议为Modbus通信协议、LoRaWAN通信协议、MQTT传输协议以及RESTful AP通信协议中的一种或者多种通信协议。

其中，RS-232/RS-458通信接口是常见的串行通信接口，适用于短距离通信。RS-232主要用于点对点通信，而RS-485支持多点通信，更适用于远距离和多设备通信。Ethernet接口通过TCP/IP协议进行通信，适用于局域网和互联网环境。这是一种常见的选择，尤其是在将硬件连接到云服务器时。Wi-Fi通信接口进行无线通信，适用于需要灵活性和移动性的场景，Wi-Fi通信接口通常用于连接传感器和控制器。

Modbus通信协议是一种常用的串行通信协议，适用于连接不同类型的设备，包括传感器、控制器和服务器，它支持RTU（Remote Terminal Unit）和ASCII两种传输方式。LoRaWAN适用于低功耗广域网（Low Power Wide Area Network）环境，适用于长距离通信和低功耗设备。MQTT是一种轻量级的消息传输协议，适用于物联网场景，支持发布-订阅模式。RESTfulAP通信协议使用HTTP协议的RESTful API可以通过标准的Web接口进行通信，适用于简单的数据交互和集成。

该移动式交通信号时序优化服务器还连接有云服务中心，管理人员通过所述云服务中心对交通信号时序进行控制。移动式服务器的工作方式有两种：短时节点服务和长时节点服务。短时节点服务是指服务器在当前这个节点区域工作较短时间，可以设置为一个月内；长时节点服务是指服务器在当前这个节点区域工作较长时间，可以设置为一个月以上，甚至一直工作于这个节点区域。移动式服务器可以根据需要移入或移出某工作节点。

短时节点服务可以指定时间段内收集该区域的智能交通设备数据，包括但不限于摄像头、红绿灯、车辆传感器等，智能交通设备通过相应的接口接入到移动式服务器上，移动式服务器便可以收集这些数据，再通过数据处理模块进行分析处理，得到最优的交通信号时序。

长时节点服务的应用场景是交通环境变化较大的场景，在该环境下，移动式服务器会不断跟踪当前的交通情况适时对交通信号时序做出调整。摄像头包括有车辆摄像头和人行摄像头，它们会识别并计算在绿灯时间段通行的车辆数和人数。

假设它们各自的绿灯时间是T1和T2，单位为分钟；在绿灯时间内通过的车辆数和人数分别为C1和C2，单位分别是辆和人数。那么该绿灯时间内的通行速度为：V1=C1/T1，V2=C2/T2。其中，V1为当前绿灯时间通过的车辆数的速度，单位是辆/分钟；V2为当前绿灯时间通过的人数的速度，单位是人次/分钟。

在得到V1和V2后，再通过摄像头计算车辆数和路口人数，再运用服务器进行计算，便会得到红绿灯的最佳时序。这个时序会使这个区域的通行效率大大增加，单位时间通过的车辆数和人数最多。

移动式交通信号时序优化方法，基于上述的任意一项移动式交通信号时序优化服务器，包括以下步骤：

S1：将智能交通设备接入移动式交通信号时序优化服务器；

S2：智能交通设备实时采集路口交通流数据和视频信息，并通过数据传输模块传输给；

S3：根据采集的路口交通流数据和视频信息进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，若是，计算出优化方案并执行步骤S4，若否，继续使用当前交通信号时序；

S4：根据计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

步骤S2、S3和S4会实时持续循环进行，当根据路口交通流数据和视频信息分析需要对交通信号时序进行优化时，及时对交通信号时序进行控制，优化信号交通信号时序。

综上所述，本发明提供的移动式交通信号时序优化服务器及优化方法，本发明中的服务器是对当前区域的交通状况进行优化，针对各个时段、不同类型因素影响下的拥堵情况，它可以生成最佳的交通信号时序逻辑，极大改善交通环境，减小拥堵情况的发生；该服务器是一个便于移入或移出到任意交通区域控制室的服务器，针对不同区域的情况，在有规律性的交通情况区域会将交通信号时序生成并保存在本地，然后便可移出当前区域去下一个环境中；在没有规律性的交通情况区域会一直工作在此地，随时根据环境的变化对交通信号时序进行更改，以达到改善交通的目的。由于该服务器不需要一直工作在同一环境，它可以将某个区域的交通信号时序优化完成后，再移动到另一个区域进行优化，减少了所有区域服务器的布置数量，节约了优化成本。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方法，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，包括接入模块、数据采集模块、数据处理模块和控制模块；

所述接入模块，用于将服务器与道路上的智能交通设备进行互联；

所述数据采集模块，用于对获取智能交通设备上的各种数据，至少包括车道数据、监控视频数据和交通流数据；

所述数据处理模块，用于对获取的智能交通设备上的各种数据进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，并计算出优化方案；

所述控制模块，用于当数据处理模块判断需要对现有的交通信号时序进行优化时，根据其计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

2.根据权利要求1所述的移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，所述接入模块的信号输入端与智能交通设备的信号输出端连接，所述数据采集模块的信号输入端与所述接入模块的信号输出端连接，所述数据采集模块的信号输出端与所述数据处理模块的信号输入端连接，所述数据处理模块的信号输出端与所述控制模块的信号输入端连接，所述控制模块的信号输出端与交通设备的信号输入端连接。

3.根据权利要求2所述的移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，所述智能交通设备包括红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器，所述接入模块包括用于与红绿灯、行人信号灯、监控摄像装置以及传感器连接的接口。

4.根据权利要求3所述的移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，所述接口包括RS-232/RS-458通信接口、Ethernet通信接口、Wi-Fi通信接口以及Web通信接口。

5.根据权利要求4所述的移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，在数据传输过程中使用的通信协议为Modbus通信协议、LoRaWAN通信协议、MQTT传输协议以及RESTful AP通信协议中的一种或者多种通信协议。

6.根据权利要求1所述的移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，所述服务器还连接有云服务中心，管理人员通过所述云服务中心对交通信号时序进行控制。

7.移动式交通信号时序优化方法，基于权利要求1-5所述的任意一项移动式交通信号时序优化服务器，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将智能交通设备接入移动式交通信号时序优化服务器；

S2：智能交通设备实时采集路口交通流数据和视频信息，并通过数据传输模块传输给；

S3：根据采集的路口交通流数据和视频信息进行分析，判断是否需要对现有的交通信号时序进行优化，若是，计算出优化方案并执行步骤S4，若否，继续使用当前交通信号时序；

S4：根据计算的优化方案对交通信号时序进行控制。

8.根据权利要求7所述的移动式交通信号时序优化方法，其特征在于，步骤S2、S3和S4会实时持续循环进行，当根据路口交通流数据和视频信息分析需要对交通信号时序进行优化时，及时对交通信号时序进行控制，优化信号交通信号时序。