一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法及系统，本发明专利技术中的信号灯控制算法以车速信息作为判断依据，动态调整交通信号灯的状态和显示时长，从而提高路口的车流量。以该算法为核心的路口交通信号灯控制系统能够根据实时车流状况，及时调整不同方向的通行时间，从而减少交通拥堵的发生，并且能够在一旦发生拥堵的情况下尽快缓解拥堵情况、疏通路口车辆。相比于原有的固定时长的交通灯控制方法，本发明专利技术能够有效缓解路口通行压力、提高路口通行能力，为城市交通带来便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法及系统
本专利技术属于智能交通
，具体地说是一种根据车速自适应调整交通信号灯时长的控制算法及基于该算法实现的交通信号灯控制系统。
技术介绍
交通与人们的生产、生活息息相关，可以说人们对交通的依赖十分强烈。交通体系一直在发展，但是在大部分国家和城市，道路交通建设的速度远远赶不上机动车数量增长的速度，这两者速度的不平衡导致了交通拥堵、交通事故频发、环境污染等问题的出现。其中最严重的就是交通拥堵问题。很长一段时间以来，国内外许多研究人员都致力于解决这一问题，随着智能交通系统的发展，有许多交通控制系统被提出。目前，大部分交通信号灯采用的控制算法的制定流程是：对路口车辆流量信息进行采样方法统计调查，然后运用统计学原理计算两个方向交通信号灯的延迟时间并按此预先设定好，信号灯是属于静态自动调整。但是，在实际中，路口交通的车流量和车速往往是动态的，不同时段路口的路况信息存在很大差异，因此固定时长的交通信号灯控制策略并不能满足实际路口的需要。所以需要寻求一种智能的交通控制系统，它能够根据道路车流量和车速变化实时自动地调节交通信号灯时间的长短，最大限度地减少路口的车辆滞留数目，有效缓解交通拥堵状况，实现交通控制系统的最优控制，这就是自适应交通信号灯控制系统。当前世界上比较完善的自适应控制系统例如英国的SCOOT系统和澳大利亚的SCATS系统。这两个系统都是区域控制，此外还有针对单个交叉路口的自适应交通灯控制系统，例如基于光－电开关计数器计算车流量的自适应交通信号灯控制系统，基于无线传感器网络的自适应交通灯控制系统，还有协调模糊拥堵控制系统等。但这些系统多是根据车辆数目信息来进行控制，一定程度上不能完全反映路口状况。专利技术內容本专利技术的目的是提供一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法及系统，以车速信息作为判断依据设计了自适应交通信号灯控制算法，并以该算法为核心实现了一套路口实时交通控制系统，从而实现智能交通。本专利技术能够动态调整交通信号灯显示状态和时长，以减少交通拥堵的发生，并且能够在一旦发生拥堵的情况下尽快缓解拥堵情况、疏通路口车辆。实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法，该算法以采集到的车速信息作为判断依据，动态调整交通信号灯的状态和显示时长，具体包括如下步骤：当前东西方向为绿灯：若（V+EW>Vmax&&V^EW>Vmax）&&（V^NS<Vmin）判断绿灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则绿灯时间延长10秒若（V+EW>Vmin&&V^EW>Vmin）&&！Empty（EW_In）&&Empty（NS_In）判断绿灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则绿灯时间延长10秒若（V+EW>Vmin）&&（V^NS>Vmin）判断绿灯剩余时间是否大于5秒，若是，则绿灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变红灯若（V^EW<Vmin）&&（V^NS>Vmin）判断绿灯剩余时间是否大于5秒，若是，则绿灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变红灯；当前东西方向为红灯：若（V^EW<Vmin）&&（V+NS>Vmax）&&（V^NS>Vmax）判断红灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则红灯时间延长10秒若Empty（EW_In）&&（V+NS>Vmin）&&（V^NS>Vmin）&&！Empty（NS_In）判断红灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则红灯时间延长10秒若（V^EW>Vmin）&&（V^NS<Vmin）判断红灯剩余时间是否大于5秒，若是，则红灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变绿灯若（V^EW>Vmin）&&（V+NS<Vmin）判断红灯剩余时间是否大于5秒，若是，则红灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变绿灯；其中：V+EW为由西向东的汽车在路口的车速；V^EW为由西向东的汽车驶出路口的车速；V+NS为由南向北的汽车在路口的车速；V^NS为由南向北的汽车驶出路口的车速；Empty（EW_In）表示东西方向无车驶入；Empty（NS_In）表示南北方向无车驶入；Vmax、Vmin分别为最大、最小车速。一种基于上述算法的自适应交通信号灯控制系统，该系统包括车速采集模块、控制模块和信号灯模块，所述车速采集模块与控制模块连接，负责采集路面车速信息，并将车速信息发送给控制模块；所述控制模块为TLS(TrafficLightSystem)控制器，分别与车速采集模块和信号灯模块连接，负责根据接收到的车速信息数据动态调整信号灯时长并发出指令对信号灯进行控制，所述信号灯模块则实现显示；其中，所述控制模块内设置有自适应交通信号灯控制算法。所述车速采集模块通过OBD车载设备或道路视频方式采集车辆速度。本专利技术的有益效果是：与现有的其他自适应交通信号灯控制算法及系统不同，本专利技术不以车辆数目为判断条件，而是选取了车速作为依据判断路口状况调节信号灯显示。相比于原有的固定时长的交通灯控制系统，本专利技术可以有效缓解路口通行压力、提高路口通行能力，为城市交通带来便利。附图说明图1为本专利技术算法的示意图；图2为本专利技术系统结构框图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步具体说明。实施例本专利技术中的信号灯控制算法以车速信息作为判断依据，动态调整交通信号灯的状态和显示时长，从而提高路口的车流量。以该算法为核心的路口交通信号灯控制系统包括车速采集模块、控制模块和信号灯模块。车速采集模块负责采集路面车速信息；控制模块即TLS(TrafficLightSystem)控制器部分，是核心模块，与车速采集模块和信号灯模块相连接，负责数据处理和发出指令对信号灯进行控制；信号灯模块则受控制模块控制，负责交通信号显示。车速采集模块会不断将采集到的车速信息发送给TLS控制器，TLS控制器根据这些车速信息对信号灯进行控制，信号灯做出相应变化，如切换信号灯或延长信号灯。如图1所示，本自适应交通信号灯控制算法是本专利技术的核心。该算法仅考虑东西方向红绿灯的情况，南北方向红绿灯即对其取反，即东西方向为红灯时，南北方向为绿灯，黄灯时两个方向都为黄灯；相反地，东西方向为绿灯时，南北方向为红灯。同时为了避免控制出现矛盾，只考虑由西向东和由南向北方向的车辆。算法中各个符号表示的含义为：V+EW：由西向东的汽车在路口的车速；V^EW：由西向东的汽车驶出路口的车速；V+NS：由南向北的汽车在路口的车速；V^NS：由南向北的汽车驶出路口的车速；Vmax为最大车速；Vmin为最小车速；Empty（EW_In）：表示东西方向无车驶入；Empty（NS_In）：表示南北方向无车驶；。该算法在接收到车速信息后根据如下方法调整信号灯时长：当前东西方向为绿灯：情况1:若（V+EW>Vmax&&V^EW>Vmax）&&（V^NS<Vmin）判断绿灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则绿灯时间延长1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法，其特征在于：以采集到的车速信息作为判断依据，动态调整交通信号灯的状态和显示时长，具体包括如下步骤：当前东西方向为绿灯：若（V+EW>Vmax&&V^EW>Vmax）&&（V^NS

【技术特征摘要】
1.一种基于车速监控的自适应交通信号灯控制算法，其特征在于：以采集到的车速信息作为判断依据，动态调整交通信号灯的状态和显示时长，具体包括如下步骤：当前东西方向为绿灯：若（V+EW>Vmax&&V^EW>Vmax）&&（V^NS<Vmin）判断绿灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则绿灯时间延长10秒若（V+EW>Vmin&&V^EW>Vmin）&&！Empty（EW_In）&&Empty（NS_In）判断绿灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则绿灯时间延长10秒若（V+EW>Vmin）&&（V^NS>Vmin）判断绿灯剩余时间是否大于5秒，若是，则绿灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变红灯若（V^EW<Vmin）&&（V^NS>Vmin）判断绿灯剩余时间是否大于5秒，若是，则绿灯变为黄灯，黄灯亮5秒后变红灯；当前东西方向为红灯：若（V^EW<Vmin）&&（V+NS>Vmax）&&（V^NS>Vmax）判断红灯剩余时间是否小于等于5秒，若是，则红灯时间延长10秒若Empty（EW_In）&&（V+NS>Vmin）&&（V^NS>Vmin）&&！Empty（NS_In）判断红...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仪香，李金洋，许巾一，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31