一种智能交通灯控制系统及实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能交通灯控制系统及实现方法，所述的系统由中央处理器和设置于每个交叉路口结构相同的现场控制系统构成；每个现场控制系统都包括图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块。该控制系统的实现方法是：根据人、车流量变化情况，将一天分解为交通高峰期、非高峰期、低谷期，在对多个路口的红绿灯协同控制的基础上，如果某个车道的加权流量连续j次最大，则自动调整红绿灯时长。本发明专利技术能有效提高城市道路的通行效率和交通智能化水平，具有实际应用和推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。属于智能交通
。
技术介绍
随着经济社会的发展，城市汽车保有量越来越多。如何提高汽车通行效率，尽可能地减少交通拥堵现象的发生是一个急需解决的重要问题。目前，城市道路每个路口各个方向红绿灯的运行时间通常采用定时控制。定时控制没有考虑该路口交通流量的实时变化情况，在某些时间段内可能会出现绿灯的车道上车流量很小，而红灯的车道上车流量很大。采用定时控制会造成车辆或行人的“空等”现象，降低了道路的通行效率。部分大中城市在不同时段对交通灯采用不同的信号周期，这虽然能够在一定程度上提高道路的通行效率，但是效果仍然不是很明显。因此，如何根据各个路口的车流量大小实现交通灯的智能、协同控制，提高道路的通行效率是一个十分有价值的问题。专利申请号为201210136154.4，名称为“实时交通指示灯控制系统”的专利技术专利，它“对交通堵塞情况较为严重的一方给予优先通行权，并且得到合理通行时间的处理方法，从而缓解交通堵塞情况”。该专利未考虑在高峰期、非高峰期、低谷期采用不同的控制策略。专利申请号为201010152473.5，名称为“基于图像处理的交通信号智能控制系统及方法”的专利技术专利，它“根据图像传感器拍摄的道路情况，分析出车流量大小，自动优化调整交通灯灯亮时间”。该专利技术根据车流量大小，将亮灯周期分为短周期、中周期、长周期，但是，由于红绿灯的切换完全依赖于人、车流量，这会导致红绿灯的切换过于频繁，使得行人和驾驶员无所适从。专利申请号为201110291570.7，名称为“基于无线传感网络的智能交通灯控制方法及系统”的专利技术专利，它“在十字路口安装无线传感器网络系统，由软件算法自适应地计算红绿灯的时间长度，并自动调整红绿灯的时长”。需要指出的是，以上专利均没有考虑相邻的多个路口红绿灯的协同控制。专利授权号为CN202142193U，名称为“道路交通灯智能控制系统”的技术专利，它“提供了一种根据车流量信息自动控制交通灯显示和倒计时时间的道路交通灯智能控制系统”。该技术没有考虑行人、电瓶车、自行车等流量的变化情况，且在高峰期、非高峰期、低谷期采用相同的控制策略，因而不便于实现对交通灯的智能控制。现有技术中，暂时还没有根据人、车流量变化情况确定交通高峰期、非高峰期、低谷期，并在对多个路口的红绿灯协同控制的基础上，实现对交通灯智能、非频繁调整的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。在对多个路口的红绿灯协同控制的基础上，根据人、车流量变化情况，将一天分解为交通高峰期、非高峰期、低谷期，如果某个车道的加权流量连续j次最大，则自动调整红绿灯时长。本专利技术的目的是设计，以减少车辆或行人的“空等”并相应地提高道路的通行效率。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案:—种智能交通灯控制系统，系统由中央处理器和设置于每个交叉路口结构相同的现场控制系统构成；每个现场控制系统都包括图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块；在交叉路口的每个方向的车道上方安装若干个图像采集器采集相应方向上各个车道的人、车流量数据；图像处理器处理图像采集器所采集的数据、计算加权流量并将相应的数据传输至节点控制器；节点控制器根据设定的实现方法发送控制信号至交通灯显示模块，实现对交通灯的智能化控制；节点控制器同时通过通信模块与中央处理器双向通信。一种智能交通灯控制系统的实现方法包括以下步骤:I)按照一路绿灯的原则，确定道路上各个交通灯变为绿灯的时刻；2)引入计数器i并给i赋值初始值O ;根据每天时间段的不同，确定采用长周期、中周期、或者短周期中的哪一种周期；3)对于某个路口，图像采集器每隔s秒采集一次相应车道上的人、车流量数据，其中s为正实数，图像处理器计算各个行车方向的加权流量，并得出加权流量最大值与最小值，即车流量最大与最小的车道；4)当前后两次加权流量最大的都是同一行车方向的车道，i的值加I ;如果i = j，其中j为预先设定的正整数且表示i的容许上界，则交通灯显示模块接收控制信号，使得车流量最大的车道绿灯时间增加P秒，其中P为正实数，相应的，加权流量最小的车道的绿灯时间减小P秒，转入第2步，进行下一轮循环；当i〈j，转入第3步；当前后两次加权流量最大的不是同一行车方向的车道，转入第2步，进行下一轮循环。根据主干道上设定车速及相邻的两个路口之间的距离，第二个交通灯变为绿灯的时刻为第一个交通灯变为绿灯的时刻加上车辆在这两个路口之间运行所需要的时间；对于非主干道与主干道交叉的路口，当主干道变为绿灯时，则相应的非主干道变为红灯，同时，以该交叉路口为起点，按照逐渐远离该交叉路口的顺序及上述规则设置非主干道红绿灯的调整时刻。根据人、车流量变化情况，将每天分解为交通高峰期、非高峰期、低谷期，对应的绿灯时间长度分别为长周期Cl秒、中周期c2秒、短周期c3秒，其中Cl、c2、c3均为正实数且cl>c2>c30在红灯亮起时，图像采集器每隔s秒采集一次相应车道上的人、车流量数据，将相应数据发送至图像处理器进行处理，并计算加权流量，且加权流量为X (行人、电瓶车、自行车总流量)+n% X机动车流量,其中m>0, n>0,且m+n = 100。在紧急情况下，如果路面遇到优先通行车辆，比如救护车、消防车等，所述中央处理器可在人工管理下对所管辖的各个节点控制器进行控制，从而改变交通灯的显示状态，实现优先通行车辆一路绿灯。本专利技术在以为背景的基础上，通过合理设置图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块、中央处理器等，并给出合理的交通灯控制实现方法，达到了对交通灯智能控制的目的。本专利技术硬件连接关系简单，实现方法简便易行，可减少车辆或行人的“空等”并相应地提高道路的通行效率，具有实际应用和推广价值。【附图说明】图1是本专利技术的智能交通灯控制系统硬件连接关系示意图。图2是本专利技术的实现方法流程图。【具体实施方式】本专利技术所述一种智能交通灯控制系统由图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块、中央处理器等组成。本专利技术同时公开了一种智能交通灯控制系统的实现方法，以实现对道路的最优利用。下面结合说明书附图对本专利技术的【具体实施方式】进行进一步详述。本专利技术按照附图1中的连接方式对智能交通灯控制系统中的各硬件装置进行连接。为便于采集各个路口不同车道的动态图像，对同一个行车方向的车道每隔a(a>0)米安装一个图像采集器，且同一个行车方向的车道共安装b(b>0)个图像采集器，以便拍摄到人行道、机动车道上等候的行人、机动车数量，同时，在夜间为了拍摄到更加清晰的交通流量动态信息，可以安装闪光灯，在图像采集器工作时触发其工作。如附图2所示，因Al，A2车道行车方向相同，只需要安装一组图像采集器，而A3车道需要安装一组图像采集器。下面结合附图1和2对某个路口智能交通灯控制系统的控制方法进行说明。在考虑主干道上设定车速及相邻的两个路口之间的距离的基础上，第二个交通灯变为绿灯的时刻应为第一个交通灯变为绿灯的时刻加上车辆在这两个路口之间运行所需要的时间。对于非主干道与主干道交叉的路口，当主干道变为绿灯时，则相应的非主干道变为红灯，同时，以该交叉路口为起点，按照逐渐远离该交叉路口的顺序同时按照上述规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能交通灯控制系统，其特征在于系统由中央处理器和设置于每个交叉路口结构相同的现场控制系统构成；每个现场控制系统都包括图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块；在交叉路口的每个方向的车道上方安装若干个图像采集器采集相应方向上各个车道的人、车流量数据；图像处理器处理图像采集器所采集的数据、计算加权流量并将相应的数据传输至节点控制器；节点控制器根据设定的实现方法发送控制信号至交通灯显示模块，实现对交通灯的智能化控制；节点控制器同时通过通信模块与中央处理器双向通信。

【技术特征摘要】
1.一种智能交通灯控制系统，其特征在于系统由中央处理器和设置于每个交叉路口结构相同的现场控制系统构成；每个现场控制系统都包括图像采集器、图像处理器、节点控制器、交通灯显示模块、通信模块；在交叉路口的每个方向的车道上方安装若干个图像采集器采集相应方向上各个车道的人、车流量数据；图像处理器处理图像采集器所采集的数据、计算加权流量并将相应的数据传输至节点控制器；节点控制器根据设定的实现方法发送控制信号至交通灯显示模块，实现对交通灯的智能化控制；节点控制器同时通过通信模块与中央处理器双向通信。2.一种基于权利要求1所述的一种智能交通灯控制系统的实现方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: 1)按照一路绿灯的原则，确定道路上各个交通灯变为绿灯的时刻； 2)引入计数器i并给i赋值初始值O;根据每天时间段的不同，确定采用长周期、中周期、或者短周期中的哪一种周期； 3)对于某个路口，图像采集器每隔s秒采集一次相应车道上的人、车流量数据，其中s为正实数，图像处理器计算各个行车方向的加权流量，并得出加权流量最大值与最小值，即车流量最大与最小的车道； 4)当前后两次加权流量最大的都是同一行车方向的车道，i的值加I;如果i = j，其中j为预先设定的正整数且表示i的容许上界，则交通灯显示模块接收控制信号，使得车流量最大的车道绿灯时间增加P秒，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉龙，彭晨，丰敏佳，王天宝，车伟伟，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32