一种安全高效的交通信号灯管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种安全高效的交通信号灯管理系统及方法，该系统设置两个红外感应模块，且依次沿行人向斑马线行驶方向设置，通过红外感应模块被触发的顺序可判断行人的行驶方向；若远离红外感应模块先被触发，近红外感应模块后被触发，说明行人朝向斑马线走去，行为有效，行为有效时改变道路红绿灯、行为红绿灯改变灯光颜色，实现了交通信号灯的管理；反之，说明行人背离斑马线走去，行为无效；有效地实现了甄别行人行为，避免了无效触发。此外再结合压敏传感器，实现了双保险，在保证了通行效率的同时，进一步有效甄别了行人行为和避免无效触发(如有行人只是去路口张望，并非想过马路，这样压敏传感就不会被触发)，该系统提高了安全度和人性化。

【技术实现步骤摘要】
一种安全高效的交通信号灯管理系统及方法
本专利技术涉及一种安全高效的交通信号灯管理系统及方法，该系统应用了单片机处理技术和现代传感技术，实现了行人横穿道路斑马线的安全性和高效率。适用于城际间主干道上的斑马线路口，也可用于城内道路上的斑马线路口，还可用于主干道和次干道交叉路口。
技术介绍
随着社会的高速发展城市化进程的日益推进，作为发展速度最快体量巨大的发展中国家——中国在城市规划曾进行了长期的探索与研究。人们对交通运输依赖日渐加强以及经济利益的驱动带来了交通系统的改进，近年来关于城市道路系统的改进与研究层出不穷，如闻帆等人采用先进的信息技术、通信技术和控制技术等高新技术开发了智能交通系统大幅度提高道路交通的运行效率。另外对于城市单交叉路口信号控制方法研究也成为近几年的热点。目前国内大部分的交叉路口信号控制器来源于英国的School系统、澳大利亚的SCAT系统和日本的系统但无法针对中国的国情得到大面积的推广。放眼城市运转模式中，常看到这样的场景：在某些十字路口，双向主干道上设有黄灯一直闪烁的交通信号灯。在经过实地考察之后，发现了其中明显存在的问题：1、交通效率低下，次干道、支干道上穿越马路的行人相对较少，主干道上驾驶车辆的司机必须减速确认无人时才能通过路口，耽误了时间，不符合“快捷高效城市”的要求,同时不必要的减速加速了机动车的磨损以及污染物的排放。2、存在极大的安全隐患，新《道路交通安全法实施条例》规定，持续闪烁的黄灯属于闪光警示信号灯，提示车辆、行人通行时注意瞭望，确认安全后通过。但黄灯长期闪烁，很多司机对此已经麻木疲怠，常常快速通过路口，黄灯闪烁往往起不到太大的警示作用。此外，次干道旁、支干道旁的小区建筑、树木等障碍物极度妨碍视线，即使司机左右张望确认无人，也极有可能发生猝不及防的交通意外事故。查阅资料鲜有对该种路段红绿灯系统的研究与改进。因此，上述情况路口的信号灯运转模式亟待改善。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种既能保证通行效率，又能有效甄别了行人行为和避免无效触发的安全高效的交通信号灯管理系统。本专利技术的第二个目的在于提供一种能有效甄别了行人行为，从而避免无效触发的安全高效的交通信号灯管理方法。为了实现本专利技术的第一个目的，在此所提供的安全高效的交通信号灯管理系统，包括设置于干道旁的红外感应模块、压敏传感器、数据处理模块、用于控制车辆行驶的道路红绿灯以及用于控制行人通行的行人红绿灯；所述红外感应模块依次沿行人向斑马线行驶方向设置，所述压敏传感器设置于所述红外感应模块与斑马线之间；所述红外感应模块的输出信号、以及所述压敏传感器的输出信号分别通过数据线输入所述数据处理模块进行处理；所述数据处理模块的输出信号分别输入所述道路红绿灯和所述行人红绿灯控制其红黄绿灯之间的切换。该系统设置两个红外感应模块，且依次沿行人向斑马线行驶方向设置，通过红外感应模块被触发的顺序可判断行人的行驶方向；若远离红外感应模块先被触发，近红外感应模块后被触发，说明行人朝向斑马线走去，行为有效，行为有效时改变道路红绿灯、行为红绿灯改变灯光颜色，实现了交通信号灯的管理；反之，说明行人背离斑马线走去，行为无效；有效地实现了甄别行人行为，避免了无效触发。此外再结合压敏传感器，实现了双保险，在保证了通行效率的同时，进一步有效甄别了行人行为和避免无效触发(如有行人只是去路口张望，并非想过马路，这样压敏传感就不会被触发)，该系统提高了安全度和人性化。进一步的，该系统还包括光敏模块，所述光敏模块的输出信号通过数据线输入所述数据处理模块进行处理。光敏模块可以根据光照不同而输出不同的电压自动识别日、夜情况，根据日、夜的车流人流不同，设置并启用不同通行时间的日间模式或夜间模式；更进一步提高了该系统的智能化或人性化功能。具体的，所述光敏模块包括硅光电池、与所述硅光电池并联的电阻和用于放大电阻两端电压的放大器，所述放大器放大的电压输出至所述数据处理模块。具体的，所述红外感应模块反射距离为1mm-25mm，输出信号为数字信号0和1。具体的，所述压敏传感器主要由电阻应变片和电阻电压转换模块，所述电阻应变片和所述电阻电压转换模块串联连接，所述电阻电压转换模块后的电压经所述电阻电压转换模块空置的一端输出。具体的，所述数据处理模块为单片机最小系统。为实现本专利技术的第二个目的，在此所提供的安全高效的交通信号灯管理方法利用红外感应模块先后被触发来判断行人是否向斑马线走去，再判断行人是否等待过斑马线，根据判断结果控制道路红绿灯、行人红绿灯的红黄绿灯之间的切换，实现车辆、及行人的通行控制。该方法通过判断红外感应模块先后被触发，再判断行人是否等待过斑马线而来控制道路红绿灯、行人红绿灯的显示颜色，有效甄别了行人行为，避免了无效触发，提高了安全度和人性化，保证了通行效率。具体的，该方法的具体步骤如下：S1：初始化参数设置，设置道路红绿灯、行人红绿灯的红黄绿灯日夜间模式的显示的时间，行人等待时间；初始时，道路红绿灯显示绿灯、行人红绿灯显示红灯；S2：判断红外感应模块是否依次被触发，若是，道路红绿灯由绿灯变为黄灯闪烁，行人红绿灯由红灯变为黄灯闪烁，执行步骤S3；反正，道路红绿灯继续为绿，行人红绿灯继续为红，执行步骤S2；S3：判断行人是否在红外感应模块与斑马线之间等候，若是，执行步骤S4；反之，道路红绿灯由黄灯闪烁变为绿灯，行人红绿灯由黄灯闪烁变为红灯,执行步骤S2；S4：判断行人是否持续等待，若是，道路红绿灯由黄灯闪烁变为红灯，行人红绿灯由黄灯闪烁变为绿灯，执行步骤S5；反之，道路红绿灯由黄灯闪烁变为绿灯，行人红绿灯由黄灯闪烁变为红灯,执行步骤S2；S5：道路红绿灯红灯和行人红绿灯绿灯持续显示时间达到显示设定值时，道路红绿灯由红灯变为黄灯闪烁，行人红绿灯由绿灯变为黄灯闪烁；S6：黄灯闪烁时间达到设定值时，道路红绿灯由黄灯闪烁变为绿灯，行人红绿灯由黄灯闪烁变为红灯，执行步骤S2。进一步的，在执行步骤S2中道路红绿灯由绿灯变为黄灯闪烁，行人红绿灯由红灯变为黄灯闪烁之前还需判断道路红绿灯的绿灯显示是否达到设定值，若是，道路红绿灯由绿灯变为黄灯闪烁，行人红绿灯由红灯变为黄灯闪烁；反之，等待道路红绿灯的绿灯显示达到设定值后，道路红绿灯由绿灯变为黄灯闪烁，行人红绿灯由红灯变为黄灯闪烁。在变为黄灯闪烁之前先判断道路红绿灯所显示的绿灯时间是否达到设定值，更进一步的保证了车辆的通行效率。进一步的，步骤S5中所述的道路红绿灯红灯、以及行人红绿灯绿灯的显示设定值与光照强度成线性关系。根据日夜的车流人流不同，设置红黄绿灯的显示时间不同，提高了该方法的智能化或人性化。本专利技术的有益效果是：1、设置两个红外感应模块，如果红外探头是由外向内触发，说明行人朝向斑马线走去，行为有效；如果红外探头是由内向外触发，说明行人背离斑马线走去，行为无效；有效甄别了行人行为，避免了无效触发；2、采用红外探头和压敏传感双保险，同时将红外探头和压敏传感的触发时间差设置信号灯为黄闪警示；提高了安全度和人性化，在保证了通行效率的同时，进一步有效甄别了行人行为和避免无效触发(如有行人只是去路口张望，并非想过马路，这样压敏传感就不会被触发)；3、利用光敏探头根据光照情况自动识别日夜情况，根据日夜的车流人流不同，设置并启用不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：该系统包括设置于干道旁的红外感应模块(1、2)、压敏传感器(3)、数据处理模块(4)、用于控制车辆行驶的道路红绿灯(5)以及用于控制行人通行的行人红绿灯(6)；所述红外感应模块(1、2)依次沿行人向斑马线行驶方向设置，所述压敏传感器(3)设置于所述红外感应模块(2)与斑马线之间；所述红外感应模块(1、2)的输出信号、以及所述压敏传感器(3)的输出信号分别通过数据线输入所述数据处理模块(4)进行处理；所述数据处理模块(4)的输出信号分别输入所述道路红绿灯(5)和所述行人红绿灯(6)控制其红黄绿灯之间的切换。

【技术特征摘要】
1.一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：该系统包括设置于干道旁的红外感应模块(1、2)、压敏传感器(3)、数据处理模块(4)、用于控制车辆行驶的道路红绿灯(5)以及用于控制行人通行的行人红绿灯(6)；所述红外感应模块(1、2)依次沿行人向斑马线行驶方向设置，所述压敏传感器(3)设置于所述红外感应模块(2)与斑马线之间；所述红外感应模块(1、2)的输出信号、以及所述压敏传感器(3)的输出信号分别通过数据线输入所述数据处理模块(4)进行处理；所述数据处理模块(4)的输出信号分别输入所述道路红绿灯(5)和所述行人红绿灯(6)控制其红黄绿灯之间的切换。2.根据权利要求1所述的一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：还包括光敏模块(7)，所述光敏模块(7)的输出信号通过数据线输入所述数据处理模块(4)进行处理。3.根据权利要求2所述的一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：所述光敏模块(7)包括硅光电池、与所述硅光电池并联的电阻和用于放大电阻两端电压的放大器，所述放大器放大的电压输出至所述数据处理模块(4)。4.根据权利要求1或2或3所述的一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：所述红外感应模块(1、2)反射距离为1mm-25mm，输出信号为数字信号0和1。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：所述压敏传感器(3)主要由电阻应变片和电阻电压转换模块，所述电阻应变片和所述电阻电压转换模块串联连接，所述电阻电压转换模块后的电压经所述电阻电压转换模块空置的一端输出。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种安全高效的交通信号灯管理系统，其特征在于：所述数据处理模块(4)为单片机最小系统。7.一种安全高效的交通信号灯管理方法，其特征在于：该方法利用红外感应模块先后被触发来判断行人是否向斑马线走去，再判断行人是否等待过斑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕富，沈诗婕，薛珂磊，瞿子文，寿建慧，金晓峰，胡菁怡，尉鹏飞，
申请(专利权)人：绍兴光彩显示技术有限公司诸暨分公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33