一种交通信号装置及交通控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种交通信号装置及交通控制方法，信号装置包括交通信号灯、违章摄像头以及全阻断式交通信号灯，全阻断式交通信号灯包括控制模块和朝向地面方向的监控摄像头，控制模块与交通信号灯和违章摄像头之间具有通信连接。监控摄像头拍摄路口照片并形成判定数据，控制模块基于判定数据判断是否出现拥堵。当出现拥堵时，路口进入阻断状态，各方向的交通信号灯变为红灯并且信号灯配置的音源发出警示音；当路口的阻断状态开始设定的时间后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照；当路口拥堵状态消失时，音源停止发声、交通信号灯恢复正常状态。本发明专利技术能够实现路口拥堵的自动控制，解决了交警人力不足和“闯绿灯”判定困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种交通信号装置及交通控制方法
本专利技术属于交通信息
，具体涉及一种交通信号装置及交通控制方法。
技术介绍
当前道路交通中最容易出现拥堵的地方是路口，通常路口用交通信号灯（红绿灯）进行控制。红绿灯的存在，以及侦测和记录闯红灯行为的摄像头，构成了路口主要的控制逻辑。但在实际使用中，即使路口有红绿灯和监控摄像头，仍然经常有拥堵情况出现，而且拥堵有时会持续恶化，直到所有方向的车辆互相阻挡，这时就是我们常说的“堵死”。出现这种情况时，一般需要交通警察人工进行指挥，否则拥堵情况很难得到缓解。为什么会出现“闯绿灯”的现象。简单来说，在该行为不受到惩罚的前提下，这是一个囚徒困境。以下表所示的损益矩阵为例，假定A和B车辆是在一个交通拥堵的十字路口先后从南北和东西方向到达路口的车辆，到达时路口已经出现严重的拥塞。当己方交通灯变绿后，他们有闯或者不闯绿灯的两种选择。如果双方均不闯，等待3单位时间后路口拥塞消失，双方均可以通过，故损益为-3；如果双方均闯，路口堵死，在车流中慢慢挪动10单位时间后通过；如果A闯B不闯，则A和后续的同向车辆在B留出的空挡中迅速通过，等待1单位时间，而B一直等A方向的车辆通过，最后等待20单位时间后才能通过。A车辆\B车辆不闯闯不闯-3，-3-20，-1闯-1，-20-10，-10上表显示的损益矩阵对于A和B来说都有严格占优策略，即闯绿灯，所以最后会形成占优均衡（闯，闯），从而造成严重的拥堵。目前对于这类拥堵的解决方案是使用交警指挥，在交警优先级高于交通信号灯的前提下，人工指挥某方向的机动车通过，而让其余方向等待。可惜的是交警人手有限，对于大多数路口无法长时间驻守。采用非人工方式控制“闯绿灯”行为涉及到对路口车道、车辆行进方向和车辆轨迹、拥堵界定等方面的判断，具有较高技术难度，目前未发现相应的技术方案。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种交通信号装置，其包括交通信号灯和违章摄像头，其特征在于，还包括设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯，所述全阻断式交通信号灯包括控制模块和朝向地面方向的监控摄像头，所述控制模块与所述交通信号灯和违章摄像头之间具有通信连接；所述监控摄像头拍摄路口照片并形成判定数据，控制模块基于判定数据判断是否出现拥堵；当出现拥堵时，路口进入阻断状态，各方向的交通信号灯变为红灯并且信号灯配置的音源发出警示音；当路口的阻断状态开始设定的时间后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照；当路口拥堵状态消失时，阻断状态结束，音源停止发声、交通信号灯恢复正常状态。根据一个优选实施方式，当路口车辆占用面积与路口总面积之比大于拥堵阈值时，所述控制模块判定路口出现拥堵。根据一个优选实施方式，在阻断状态中，所述全阻断式交通信号灯不停地对路口车辆占用面积进行监测，当路口车辆占用面积与路口总面积之比小于设定的解除拥堵值时，所述控制模块判定路口拥堵状态消失。本专利技术还提供了一种交通控制方法，其特征在于，设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯中的监控摄像头拍摄路口照片并形成判定数据，所述全阻断式交通信号灯中的控制模块基于判定数据判断是否出现拥堵；当出现拥堵时，路口进入阻断状态，各方向的交通信号灯变为红灯并且信号灯配置的音源发出警示音；当路口的阻断状态开始设定的时间后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照；当路口拥堵状态消失时，阻断状态结束，音源停止发声、交通信号灯恢复正常状态。根据一个优选实施方式，当路口车辆占用面积与路口总面积之比大于拥堵阈值时，所述控制模块判定路口出现拥堵。根据一个优选实施方式，所述拥堵阈值的范围为55%至65%。根据一个优选实施方式，在阻断状态中，所述全阻断式交通信号灯不停地对路口车辆占用面积进行监测，当路口车辆占用面积与路口总面积之比小于设定的解除拥堵值时，所述控制模块判定路口拥堵状态消失。根据一个优选实施方式，所述解除拥堵值的范围为25%至35%。根据一个优选实施方式，当路口的阻断状态开始3至5秒后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术针对道路交通中常见的拥堵原因进行分析，设计了一种新的交通信号装置以及相应的交通控制方法。对比现有的交通信号灯和违章摄像头，本方案只需要在每个路口的中心增加一个摄像头和控制模块，能够实现路口拥堵的自动控制，从而解决了交警人力不足和“闯绿灯”判定困难的问题。附图说明图1是本专利技术中交通控制方法流程图；图2是本专利技术交通信号装置拍摄的拥堵状态的路口示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术的交通信号装置包括交通信号灯和违章摄像头，还包括设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯，全阻断式交通信号灯包括控制模块和朝向地面方向的监控摄像头，控制模块与交通信号灯和违章摄像头之间具有通信连接。如图1所示，本专利技术的技术方案主要包括以下步骤：步骤1：在路口正常的红绿灯和违章摄像头之外，设置一种“全阻断”式交通信号灯，安装在路口中心的正上方，用指向正下方的摄像头监控整个路口情况。步骤2：当路口出现拥堵时，路口进入阻断状态，各个方向的信号灯均变为红灯，同时信号灯配置的音源发出特殊的声音信号，提示各个方向的车辆不得再进入路口。步骤3：阻断状态开始一段较短时间后，禁止一切尚未进入路口的车辆再进入，否则由该方向违章摄像头进行违章拍照步骤4：当路口拥堵状态消失时，阻断状态结束，音源停止发声，同时信号灯恢复正常状态。具体地，如图2所示，对于路口的每部车辆，由监控摄像头从顶部拍摄其形状，并形成如图2中实线所示的一个近似矩形物体。考虑车辆之间的安全距离，在每辆车的四个方向再留出一定的空间，形成一个更大的虚拟物体，如图2中长划线所示，该物体的面积视作被该车辆所占据。将所有车辆占用的虚拟空间面积相加，如果超过了如图2中虚线区域所示的路口总面积的一定比例时，即，路口车辆占用面积与路口总面积之比大于拥堵阈值时，视为路口出现拥堵，进入“全阻断”状态。前述拥堵阈值的范围为55%至65%，初始设置为60%。在阻断状态开始后一段时间，初始设置为3秒，如果有新的车辆进入路口，即，监控摄像头在路口区域内发现新的大小不小于机动车的物体，则根据车辆出现位置，由控制模块向该方向的违章摄像头下达拍照指令。如图2中左下方出现的新进入路口车辆，用点划线标示，则由左方路口的违章摄像头从车辆尾部进行拍摄。在阻断状态中，全阻断式交通信号灯不停地对路口车辆占用面积进行监测，当路口车辆占用面积与路口总面积之比小于设定的解除拥堵值时，则认为拥堵结束，无需时延，信号灯回到正常状态，从某个方向的绿灯开始，让路口恢复通行。前述解除拥堵值的范围为25%至35%，初始设置为20%。本专利技术针对现有道路交通中出现的“闯绿灯”问题，设计了一种新的交通信号装置。在现有的交通信号灯和违章摄像头的基础上，本专利技术的技术方案只需要在每个路口的中心增加一个监控摄像头和控制模块，再结合本专利技术的交通控制方法从而实现路口拥堵的自动控制，解决了交警人力不足和“闯绿灯”判定困难的问题，同时具有很好的实用性。需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本专利技术公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本专利技术的公开范围并落入本专利技术的保护范围之内。本领域技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交通信号装置，其包括交通信号灯和违章摄像头，其特征在于，还包括设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯，所述全阻断式交通信号灯包括控制模块和朝向地面方向的监控摄像头，所述控制模块与所述交通信号灯和违章摄像头之间具有通信连接，所述监控摄像头拍摄路口照片并形成判定数据，控制模块基于判定数据判断是否出现拥堵；当出现拥堵时，路口进入阻断状态，各方向的交通信号灯变为红灯并且信号灯配置的音源发出警示音；当路口的阻断状态开始设定的时间后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照；当路口拥堵状态消失时，阻断状态结束，音源停止发声、交通信号灯恢复正常状态。

【技术特征摘要】
1.一种交通信号装置，其包括交通信号灯和违章摄像头，其特征在于，还包括设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯，所述全阻断式交通信号灯包括控制模块和朝向地面方向的监控摄像头，所述控制模块与所述交通信号灯和违章摄像头之间具有通信连接，所述监控摄像头拍摄路口照片并形成判定数据，控制模块基于判定数据判断是否出现拥堵；当出现拥堵时，路口进入阻断状态，各方向的交通信号灯变为红灯并且信号灯配置的音源发出警示音；当路口的阻断状态开始设定的时间后，违章摄像头对新进入路口的车辆进行违章拍照；当路口拥堵状态消失时，阻断状态结束，音源停止发声、交通信号灯恢复正常状态。2.根据权利要求1所述的交通信号装置，其特征在于，当路口车辆占用面积与路口总面积之比大于拥堵阈值时，所述控制模块判定路口出现拥堵。3.根据权利要求1或2所述的交通信号装置，其特征在于，在阻断状态中，所述全阻断式交通信号灯不停地对路口车辆占用面积进行监测，当路口车辆占用面积与路口总面积之比小于设定的解除拥堵值时，所述控制模块判定路口拥堵状态消失。4.一种交通控制方法，其特征在于，设置于路口中心正上方的全阻断式交通信号灯中的监...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯翱，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51