一种基于手机APP的行人过街预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于手机APP的行人过街预警系统，是针对无二次过街设施的两相位信号控制交叉口的行人过街预警，系统由设置在道路现场的交通信号灯机箱和地感线圈检测装置，以及设置在行人手机中的手机APP组成。交通信号灯机箱包括：交通信号灯、交通信号采集模块、交通信号控制模块、视觉检测模块和第一无线通讯模块；地感线圈检测装置包括：第二无线通讯模块和地感线圈；手机APP包括：手机通讯模块、手机GPS模块、手机中央处理模块和手机语音模块。本发明专利技术能通过对现有的交通流状况进行采集来判断行人过街通行状况，对行人进行预警，从而提高行人的安全意识，避免行人在过街期间的危险情况，缓解交通拥堵。

【技术实现步骤摘要】
一种基于手机APP的行人过街预警系统
本专利技术涉及道路交通安全领域，具体的说是一种基于手机APP的行人过街预警系统。
技术介绍
目前，我国很多城市道路的交叉口大多没有独立的行人信号相位时间，行人一般与本向直行机动车相位同步通行，这种传统的相位设置导致交叉口行人与转弯车辆冲突严重，尤其是在两相位信号控制的交叉口(右转机动车不受控，左转机动车与直行机动车同时放行)的情况下，转弯机动车与行人间的冲突问题尤其突出。由于转弯车辆的干扰，行人无法准确判断自己是否能在绿灯剩余时间过街，往往强行过街，一方面，加剧了与转弯车辆的冲突，另一方面，当未能在绿灯剩余时间过街时，与交叉方向直行车辆产生冲突，大大增加了交通事故发生的风险。现阶段，为处理两相位信号交叉口机动车与行人的冲突常采用的方式有以下几种：一是采用行人过街按钮装置。行人过街按钮装置介绍了一种按钮式行人过街系统，该系统通过行人按过街按钮向系统发送过街请求，系统在一个计算的时间段后，赋予行人相应时间的通行权，保证行人的安全通过。二是在交叉口转角为右转车辆预留待行空间，鼓励右转车流让行，在交叉口行人及右转车流量都相对较小且路口斑马线长度都不长的情况下，将右转车辆相位与行人相位设置在一起，通过在交叉口转角为右转车辆预留待行空间，鼓励机动车礼让行人，可有效地降低交叉口的周期时长，充分利用交叉口的能力。三是为左转车辆分配通行权，设置单独的相位，即采用四相位信号控制，在行人通行相位内禁止左转车辆的通行，减少左转机动车与行人间的冲突。这些方法在一定程度上缓解了过街行人与转弯车辆的冲突，然而随着人流量及车流量的增大，人车互不相让的情况依旧无法避免，甚至还会增加交叉口车辆的整体延误，加剧交通拥堵。并且现有的技术无法判断在当下的交通状况下行人是否具备充足的过街时间，因而常常发生行人在绿灯剩余时间不足以过街的状况下强行过街，与交叉口直行车辆产生冲突，造成路口的拥堵并存在极大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术针对传统的没有独立行人信号相位时间的两相位信号交叉口的行人过街问题，提出一种基于手机APP的行人过街预警系统，以期能通过对现有的交通流状况进行采集来判断行人过街状况，并对行人进行预警，从而提高行人的安全意识，避免行人在过街期间的危险情况，进而保障行人的安全，并缓解交通拥堵。本专利技术为解决技术问题，采用如下技术方案：本专利技术一种基于手机APP的行人过街预警系统，是应用于无二次过街设施的两相位信号控制的十字交叉路口上，其特点是，所述行人过街预警系统包括：设置在道路现场的交通信号灯机箱和地感线圈检测装置，以及设置在行人手机中的手机APP；所述交通信号灯机箱包括：交通信号灯、交通信号采集模块、交通信号控制模块、视觉检测模块和第一无线通讯模块；所述地感线圈检测装置包括：第二无线通讯模块和地感线圈；所述地感线圈设置在道路现场的转弯道上；所述手机APP包括：手机通讯模块、手机GPS模块、手机中央处理模块和手机语音模块；所述交通信号采集模块获取所述交通信号灯当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)并发送给所述交通信号控制模块，由所述交通信号控制模块利用所述第一无线通讯模块将当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)发送给所述手机APP；所述手机APP利用所述手机GPS模块获取行人在当前t时刻的实时位置及步行速度V(t)，并根据自身存储的道路现场的地图信息，得到行人t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)、交通信号灯路口处的车道数、车道宽度D及各转弯区域的道路长度后，与所述步行速度V(t)一起传递给所述手机中央处理模块；所述手机中央处理模块利用所述手机通讯模块接收当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)、行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)；并根据行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)，得到行人步行至交通信号灯路口时所需的时间T(t)；若亮灯状态为红灯亮，则判断T(t)＜h(t)是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，判断h(t)＜T(t)≤h(t)+G是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态变为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，T(t)＞h(t)+G表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；若亮灯状态为绿灯亮，则判断T(t)＜h(t)是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，判断h(t)＜T(t)≤h(t)+R是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态变为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，T(t)＞h(t)+R表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；所述视觉检测模块获取T(t)时刻后道路现场的各转弯区域内车辆数目并发送给所述交通信号控制模块，由所述交通信号控制模块利用所述第一无线通讯模块将各转弯区域内车辆数目发送给所述手机APP；所述地感线圈获取T(t)时刻后各转弯区域内各个车辆行驶速度，并通过所述第二无线通讯模块发送给所述手机APP；所述手机中央处理模块利用所述手机通讯模块接收所述交通信号灯路口处的车道数、车道宽度D及各转弯区域的道路长度、T(t)时刻后的各转弯区域内车辆数目及各个车辆行驶速度并进行分析判断，得到行人到达路口时的通行状态并通过所述手机语音模块进行播报。本专利技术所述的行人过街预警系统的特点也在于，所述手机中央处理模块是按如下步骤获得行人到达路口时的通行状态：步骤1、判断T(t)时刻后的亮灯状态是否为绿灯亮，若是，则根据所述T(t)时刻后的道路现场各转弯区域内的车辆数目以及各转弯区域的道路长度，得到T(t)时刻后的道路现场各转弯区域内的车流密度；否则，将h(t)+T(t)赋值给T(t)，并返回步骤1；步骤2、根据所述T(t)时刻后的道路现场各转弯区域内的车辆数目、车流密度以及各个车辆行驶速度，利用最小二乘法拟合得到T(t)时刻后行人在各车辆转弯方向上的过街步行速度；步骤3、根据所述T(t)时刻后的交通信号灯路口处的车道数和车道宽度D以及行人的步行速度V(t)和各车辆转弯方向上的过街步行速度，得到行人过街所需的总时间m，且m<G；步骤4、判断m＜h(t)-T(t)是否成立，若成立，则表示行人能在绿灯状态下安全走完斑马线；否则，表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时需等待下一个绿灯亮。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1.本专利技术通过设置在道路现场的交通信号灯机箱和地感线圈检测装置，以及设置在行人手机中的手机APP，能实时数据采集并进行信息分析计算，得到亮灯状态和通行状态反馈给行人，从而克服了现有技术中无法对行人盲目和危险的过街行为做出相应提醒的缺陷，避免了红绿灯发生转换时以及车流量较大时行人过街与路口行驶车辆发生的冲突，降低了路口处人车冲突导致的交通拥挤及交通事本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于手机APP的行人过街预警系统，是应用于无二次过街设施的两相位信号控制的十字交叉路口上，其特征是，所述行人过街预警系统包括：设置在道路现场的交通信号灯机箱和地感线圈检测装置，以及设置在行人手机中的手机APP；所述交通信号灯机箱包括：交通信号灯、交通信号采集模块、交通信号控制模块、视觉检测模块和第一无线通讯模块；所述地感线圈检测装置包括：第二无线通讯模块和地感线圈；所述地感线圈设置在道路现场的转弯道上；所述手机APP包括：手机通讯模块、手机GPS模块、手机中央处理模块和手机语音模块；所述交通信号采集模块获取所述交通信号灯当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)并发送给所述交通信号控制模块，由所述交通信号控制模块利用所述第一无线通讯模块将当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)发送给所述手机APP；所述手机APP利用所述手机GPS模块获取行人在当前t时刻的实时位置及步行速度V(t)，并根据自身存储的道路现场的地图信息，得到行人t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)、交通信号灯路口处的车道数、车道宽度D及各转弯区域的道路长度后，与所述步行速度V(t)一起传递给所述手机中央处理模块；所述手机中央处理模块利用所述手机通讯模块接收当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)、行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)；并根据行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)，得到行人步行至交通信号灯路口时所需的时间T(t)；若亮灯状态为红灯亮，则判断T(t)＜h(t)是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，判断h(t)＜T(t)≤h(t)+G是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态变为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，T(t)＞h(t)+G表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；若亮灯状态为绿灯亮，则判断T(t)＜h(t)是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，判断h(t)＜T(t)≤h(t)+R是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态变为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，T(t)＞h(t)+R表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；所述视觉检测模块获取T(t)时刻后道路现场的各转弯区域内车辆数目并发送给所述交通信号控制模块，由所述交通信号控制模块利用所述第一无线通讯模块将各转弯区域内车辆数目发送给所述手机APP；所述地感线圈获取T(t)时刻后各转弯区域内各个车辆行驶速度，并通过所述第二无线通讯模块发送给所述手机APP；所述手机中央处理模块利用所述手机通讯模块接收所述交通信号灯路口处的车道数、车道宽度D及各转弯区域的道路长度、T(t)时刻后的各转弯区域内车辆数目及各个车辆行驶速度并进行分析判断，得到行人到达路口时的通行状态并通过所述手机语音模块进行播报。...

【技术特征摘要】
1.一种基于手机APP的行人过街预警系统，是应用于无二次过街设施的两相位信号控制的十字交叉路口上，其特征是，所述行人过街预警系统包括：设置在道路现场的交通信号灯机箱和地感线圈检测装置，以及设置在行人手机中的手机APP；所述交通信号灯机箱包括：交通信号灯、交通信号采集模块、交通信号控制模块、视觉检测模块和第一无线通讯模块；所述地感线圈检测装置包括：第二无线通讯模块和地感线圈；所述地感线圈设置在道路现场的转弯道上；所述手机APP包括：手机通讯模块、手机GPS模块、手机中央处理模块和手机语音模块；所述交通信号采集模块获取所述交通信号灯当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)并发送给所述交通信号控制模块，由所述交通信号控制模块利用所述第一无线通讯模块将当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)发送给所述手机APP；所述手机APP利用所述手机GPS模块获取行人在当前t时刻的实时位置及步行速度V(t)，并根据自身存储的道路现场的地图信息，得到行人t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)、交通信号灯路口处的车道数、车道宽度D及各转弯区域的道路长度后，与所述步行速度V(t)一起传递给所述手机中央处理模块；所述手机中央处理模块利用所述手机通讯模块接收当前t时刻的亮灯状态、红灯周期时长R、绿灯周期时长G和亮灯剩余时间h(t)、行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)；并根据行人当前t时刻与交通信号灯路口之间的距离S(t)及步行速度V(t)，得到行人步行至交通信号灯路口时所需的时间T(t)；若亮灯状态为红灯亮，则判断T(t)＜h(t)是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，判断h(t)＜T(t)≤h(t)+G是否成立，若成立，则表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态变为绿灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；否则，T(t)＞h(t)+G表示行人在T(t)时刻后到达交通信号灯路口时的亮灯状态为红灯亮并通过所述手机语音模块进行播报；若亮灯状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一锴，胡晶，李健昌，侯林子，梅思涛，刘艳楠，石琴，董满生，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34