CN215006942U - 一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统，包括数据采集模块、数据输入处理模块和红绿灯模块。数据输入处理模块包括交通监控摄像头、车联网数据采集点。数据输入处理模块包括中央处理器和数据存取器。交通监控摄像头、车联网数据采集点直接与中央处理器相连。中央处理器对十字路口红绿灯配时调节进行处理，数据存储器对数据采集模块所采集的信息进行存储。本实用新型通过数据采集模块监测和采集数据，数据输入处理模块处理与分析数据来实现根据十字路口两条车道的车流量变化来进行红绿灯的智能调控。本实用新型使用的监控设施少；提高车辆、行人通过效率；减少拥堵、等待时间较长等情况。

Description

一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统

技术领域

本实用新型涉及到道路交通系统，涉及一种交通控制系统，尤其是涉及到一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统。

背景技术

随着我国经济的不断发展，城镇化逐渐扩大，城市人口相对集中，在道路上行驶的车辆、来往的行人越来越多，这给城市交通带来了前所未有的压力。车辆的拥堵问题越来越受到交通部门的重视，也成为了衡量一个城市基础建设的基本硬件指标。

目前比较普及的城市十字路口的红绿灯系统较为传统，虽然在一定程度上可以满足改善路口交通的需要，但是红绿灯的控制采用静态配时方案，无法针对不同的车流量情况进行智能调控，这样就会存在车流量较多的路口绿灯通行时间短而造成堵车，车流量较少或为零的路口却定时亮着绿灯，导致道路利用率低下的情况。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的车辆和行人十字路口红绿灯设置时间不合理，路口红绿灯设置时间固定导致路口产生堵塞的缺陷，提供一种十字路口红绿灯配时智能控制系统，从而解决上述问题。

本实用新型的主要目的是提供一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统，用以克服传统十字路口红绿灯的固有缺陷。该装置的基本原理如下，实时监测各车道的车流量，依据车流量分配每个相位的绿灯时间。当在十字路口发生局部堵塞的时候，该十字路口的各方向的红绿灯都亮红灯，禁止各方向来的汽车进入十字路口内，就能使已被堵在十字路口内的汽车自行地离开，从而减少长时间的严重交通堵塞。当堵车消失后，该十字路口各方向的红绿灯都能即刻恢复常态。以达到缓解十字路口严重交通堵塞的目的。除此之外，本实用新型涉及的监控设施较少，节约空间与资源。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统，其特征在于：包括数据采集模块，数据输入处理模块和红绿灯模块；

所述数据采集模块用于采集十字路口两个道路的两个方向上车流量数据；

所述数据输入处理模块用于根据数据采集模块所采集的车流量数据调整红绿灯模块的红绿灯配时；

所述红绿灯模块包括红绿灯控制器和安装在十字路路口的红绿灯，所述控制器根据设定配时控制红绿灯。

作为优选，所述数据采集模块包括交通监控摄像头，所述交通监控摄像头安装于十字路的相应道路上方。

作为优选，所述数据采集模块还包括车联网数据采集模块，所述车联网数据采集模块包括车联网接收器和设于汽车上的车联网终端，所述车联网终端用于获取汽车自身状态信息并通过车联网与车联网接收器进行通信，所述车联网接收器将接受到的信息传递给数据输入处理模块。

作为优选，所述数据输入处理模块包括中央处理器和数据存储器，数据存储器与中央处理器相连，中央处理器对红绿灯配时进行调节处理，数据存储器对数据采集模块所采集的信息进行存储。

作为优选，所述红绿灯包括4个车辆红绿灯和8个行人红绿灯。

与目前技术相比，本实用新型的有益效果是：该种十字路口红绿灯智能配时系统，结构设计完整紧凑，通过交通监控摄像头采集交通图像画面、监测交通车辆距离，通过车联网数据采集点采集车辆行驶信息数据，相关路口数据采集后发送到数据输入处理模块进行处理分析后发送到输出设备，根据中央处理器控制十字路口交通灯的红绿灯时间，合理智能调控十字路口的通行时间，提高车辆、行人通过效率，减少拥堵、等待时间较长等情况，使十字路口获得最佳的流畅度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1本实用新型红绿灯智能配时系统在十字路口安装示意图。

图2本实用新型红绿灯智能配时系统控制原理图。

图3本实用新型的红绿灯配时框图。

图4本实用新型的交通监控摄像头车流量数据获取控制连接示意图。

图5本实用新型的红绿灯控制连接示意图。

图中：1-车辆红绿灯，2-车道停车线，3-车联网数据采集点，4-交通监控摄像头，5-中央处理器，6-数据存储器，7-行人红绿灯。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-2所示，本实用新型一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统，包括数据采集模块、数据输入处理模块、红绿灯模块；所述数据采集模块用于采集十字路口两个道路的两个方向上车流量数据；所述数据输入处理模块包括中央处理器5和数据存储器6；红绿灯模块用于显示整个系统参数和整个系统运行状态，指挥交通有序进行，包括控制电路系统和安装在十字路口的红绿灯。

数据采集模块用于获取所监测十字路口的车流量信息，通过车流量信息判断拥堵状态，并对这些信息进行处理后传送给数据输入处理模块，在本实用新型的一个实施例中，所述数据采集模块为交通监控摄像头4，具体可以采用CN 102930722 B所记载的技术进行车流量检测。在本实用新型另外一个实施例中，所述数据采集模块包括交通监控摄像头4和车联网数据采集模块，所述车联网数据采集模块包括车联网接收器和设于汽车上的车联网终端，所述车联网终端用于获取汽车自身状态信息并通过车联网与车联网接收器进行通信，所述车联网接收器将接受到的信息传递给数据输入处理模块，具体的通过车联网获取车辆信息可以采用CN107347101B所记载的技术。本实用新型十字路口的每个右拐车道右侧路边设置一个车联网数据采集点3，一共四个车联网数据采集点3，每个车联网数据采集点3设置一个车联网接收器。所述车流量数据由交通监控摄像头4采集为主，以车联网数据采集点3为辅，二者联合判断车流量关键信息，确保数据的准确性，具体的优选采用交通监控摄像头4采集的车流量数据，当车联网数据采集点3所采集的车流量数据比交通监控摄像头4采集的车流量数据大时，以车联网数据采集点3所采集的车流量数据作为当前十字路口的车流量数据。

作为另一种实施例，所述车联网接收器可以采用基于车联网的RFID读写器，车辆上预置基于车联网的RFID标签。

交通监控摄像头4的控制连接过程为：USB驱动摄像头通过USB协议向树莓派4传递拍摄到的图像信息，车流量统计所需要的软件算法内置于树莓派4中。有线降压稳压模块可以连接市电220v，将其降压并稳定至系统主要供电电路所需要的12v。备用独立电源模块可在停电时紧急为系统提供12v的电源并维持8小时。系统拍摄到的原始图像与处理后的图像以及数据主要通过有线光纤传输至云端服务器。工作人员可以通过无线连接某一摄像头的方式查看实时图像并进行维护。

数据输入处理模块用于存储该系统所需要的参数，并处理所有输入设备和数据采集模块采集的信息，它由中央处理器5和数据存储器6构成，数据存储器6与中央处理器5连接，中央处理器5对红绿灯配时调节进行处理，数据存储器6对数据采集模块所采集的信息进行存储。数据输入处理模块连接并大范围调控十字路口的红绿灯。

如图5所示，所述红绿灯模块包括红绿灯控制器和安装在十字路路口的红绿灯，所述控制器为51单片机，根据设定配时控制红绿灯，所述红绿灯包括4个车辆红绿灯1和8个行人红绿灯7，红绿灯按照交通规范安装在十字路口的相应位置。除了红绿灯和控制器以外，本实用新型还包括有线电源、蓄电池、路口控制箱和云端服务器等，采用现有技术即可，红绿灯本身包括红灯数码显示管、绿灯数码显示管、黄灯数码显示管和倒计时显示管(二位数字管)，51单片机接收路口控制箱的配时设定信号或者云端服务器的配时设定信号或者数据输入处理模块的配时设定信号，通过配时设定信号设定每个红绿灯的配时。

中央处理器5将数据进行上传处理，将自身处理过后的数据(路口直接对接的街道和路口车辆种类和车流量)上传至城市各区域交通数据处理中心。

红绿灯配时控制连接过程为：路口控制箱可以控制红绿灯的亮灭、启停等，用于云端服务器对红绿灯失去控制时紧急调控。云端服务器依据交通摄像头传回来的数据代入至动态配时算法中，得出配时方案，控制红绿灯。有线电源可以接入220v市电，降压稳压至红绿灯所需要的12v电压。蓄电池供电可以保证在停电的情况下红绿灯有效工作8小时。51单片机可以通过控制继电器控制红绿灯，通过片选段选控制倒计时显示。

本实用新型还提出利用上述的智能调控实现的红绿灯配时方法，该方法包括以下步骤：

S1、置于十字路口的交通监控摄像头4实时监控通过路口的车的数量，每次监控周期为0.5秒，24小时不间断。

S2、数据采集模块监测范围为车道停车线2向远处延伸100米。

S3、数据采集模块监测得到的数据传至数据输入处理模块。由中央处理器5进行数据的收发、处理以及分析，对车辆红绿灯1和行人红绿灯7进行大范围的调控，并将数据上传至城市各区域交通数据处理中心。由数据存储器6对数据进行存储。

针对道路的实际情况，考虑以下两种情况：

01)十字路口一条道路有车通过，另一条道路无车通过。此时数据输入处理模块控制红绿指示灯控制电路进行正常运转，即间隔一定的时间红绿灯进行强制切换。有车通过的道路的车辆红绿灯1显示绿灯，绿灯亮度最短时间为10s，最长时间为90s。无车通过的道路的车辆红绿灯1显示红灯，红灯亮度最短时间为10s，最长时间为90s，行人红绿灯7根据车辆红绿灯1动作而按照通行规则动作。

02)十字路两条道路上均有车通过。此时数据输入处理模块控制红绿指示灯控制电路进行正常运转，即根据车流量的实际情况对红绿灯(包括车辆红绿灯1和行人红绿灯7)进行强制切换。四个车辆红绿灯1相位(东西直行，东西左转，南北直行)，南北左转的总时间为120s，即一个周期的红绿灯变换时间为120s。若一条道路上的车数小于另一条道路上的车数的20％时，则车多的道路上的车辆红绿灯1显示绿灯，最长时间可持续90s。若一条道路上的车数逐渐大于另一条道路上的车数的20％时，则车多的道路上的车辆红绿灯1显示的绿灯开始闪烁3s,然后变成黄灯，最终变成红灯。每一个周期结束时都会重新按照当前各个相位实际车流量重新分配绿灯时间。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于十字路口的红绿灯智能配时系统，其特征在于：包括数据采集模块，数据输入处理模块和红绿灯模块；

所述数据采集模块用于采集十字路口两个道路的两个方向上车流量数据；

所述数据输入处理模块用于根据数据采集模块所采集的车流量数据调整红绿灯模块的红绿灯配时；

所述红绿灯模块包括红绿灯控制器和安装在十字路口的红绿灯，所述控制器根据设定配时控制红绿灯；

所述数据采集模块包括交通监控摄像头和车联网数据采集模块，所述交通监控摄像头安装于十字路的相应道路上方；

所述车联网数据采集模块包括车联网接收器和设于汽车上的车联网终端，所述车联网终端用于获取汽车自身状态信息并通过车联网与车联网接收器进行通信，所述车联网接收器将接受到的信息传递给数据输入处理模块；

交通监控摄像头包括USB驱动摄像头、树莓派4、有线降压稳压模块和备用独立电源模块，USB驱动摄像头通过USB协议向树莓派传递拍摄到的图像信息，树莓派4根据图像信息统计车流量，有线降压稳压模块连接市电220v，并降压至12v给树莓派4供电，备用独立电源模块在停电时紧急为树莓派4提供12v的电源并维持8小时，系统拍摄到的原始图像与处理后的图像以及数据主要通过有线光纤传输至数据输入处理模块；

所述数据输入处理模块包括中央处理器和数据存储器，数据存储器与中央处理器相连，中央处理器对红绿灯配时进行调节处理，数据存储器对数据采集模块所采集的信息进行存储。

2.如权利要求1所述的红绿灯智能配时系统，其特征在于：所述红绿灯包括4个车辆红绿灯和8个行人红绿灯。

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