一種動態調整紅綠燈時間的控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開一種動態調整紅綠燈時間的控制系統及控制方法，控制系統包括車載射頻模塊、路邊射頻接收模塊、路邊通信模塊和紅綠燈控制模塊。控制方法為：在具體路口的交通實況下，車載射頻模塊根據當前車輛行駛意圖以廣播形式發射無線信號；路邊射頻接收模塊接收到該信號后增加具體路口信息，以數據幀形式傳遞給路邊通信模塊；路邊通信模塊匯總所獲取具體路口各方向上車輛數目后，將車流信息傳給紅綠燈控制模塊；紅綠燈控制模塊按照既定的控制策略，判斷是否需要動態調整紅綠燈時間長度，從而實現對紅綠燈時間的動態調整，以達到在車流異常情況下緩解交通堵塞狀況的目的。
【專利說明】一種動態調整紅綠燈時間的控制系統及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及交通信號控制領域，具體為一種動態調整紅綠燈時間的控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國經濟的飛速發展，國內汽車保有量持續增加，城市交通堵塞日益嚴重。而現有的紅綠燈時間基本為固定設置，不能根據實際路況智能調節，無法有效緩解交通擁擠情況。
[0003]為了解決上述問題，出現了多種紅綠燈控制裝置或系統。如專利申請號為200610022581.4的中國專利《一種新型的智能紅綠燈控制系統》，該專利主要由攝像模塊，識別器，服務器以及紅綠燈控制器順次級聯組成。識別器中包括車輛檢測模塊、流量檢測模塊、車輛抓拍模塊、車輛號牌識別模塊及車型識別模塊；識別器采用視頻虛擬線圈技術對通過車輛進行計數，計算車流量，根據抓拍圖像進行車型和號牌識別，并將車流量、車型和號牌所形成的其它信息輸入至紅綠燈時間運算模塊。
[0004]但該發明專利裝置成本較高，在惡劣天氣情況下抓拍圖像效果并不理想。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種動態調整紅綠燈時間的控制系統及控制方法。
[0006]本發明所采用的方案是:一種動態調整紅綠燈時間的控制系統，其包括車載射頻模塊、路邊射頻接收模塊、路邊通信模塊和紅綠燈控制模塊，其中，車載射頻模塊安裝在車內，路邊射頻接收模塊安裝在在道路分岔口匯合的各條道路的兩邊，車載射頻模塊采用較高頻率發射無線信號，只有在其周身幾米以內的路邊射頻接收模塊才能接收到；路邊通信模塊安裝在道路分岔口各角處，紅綠燈控制模塊安裝在道路交匯處，路邊射頻接收模塊通過RS485總線與路邊通信模塊相連，路邊通信模塊通過RS485總線與紅綠燈控制模塊相連。該控制系統動態調整紅綠燈時間的控制方法為:在具體路口的交通實況下，車載射頻模塊根據當前車輛行駛意圖以廣播形式發射無線信號，無線信號內容為車輛VIN碼、車輛行駛意圖；路邊射頻接收模塊接收到該信號后增加車輛所處道路信息，以數據幀形式傳遞給路邊通信模塊，數據幀內容為車輛VIN碼、車輛行駛意圖、車輛所處道路；路邊通信模塊匯總所獲取具體路口各方向上車輛數目后，將車流信息傳給紅綠燈控制模塊；紅綠燈控制模塊按照既定的控制策略，判斷是否需要動態調整紅綠燈時間長度，從而實現對紅綠燈時間的動態調整，以達到在車流異常情況下緩解交通堵塞狀況的目的。
[0007]VIN是英文Vehicle Identification Number (車輛識別碼)的縮寫。因為ASE標準規定=VIN碼由17位字符組成，所以俗稱十七位碼。它包含了車輛的生產廠家、年代、車型、車身型式及代碼、發動機代碼及組裝地點等信息。正確解讀VIN碼，對于我們正確地識別車型十分重要。由于車輛的VIN碼具有唯一性，因此可實現同一輛車不重復累計增加次數或減少次數。
[0008]本發明的有益效果是:降低車輛平均等待時間、緩解交通堵塞狀況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明的系統結構圖；
[0010]圖2為路邊射頻接收模塊的安裝設置圖；
[0011]圖3為車輛駛向和離開紅綠燈的判斷原理圖；
[0012]圖4為數據幀內容形式圖；
[0013]圖5為車輛計數統計圖。
【具體實施方式】
[0014]Stepl當車輛行駛時，固定安裝在車內的車載射頻模塊根據當前車輛行駛意圖以廣播形式發射無線信號。
[0015]Step2如附圖2所示，此處以十字路口為例，在道路各邊安裝若干個路邊射頻接收模塊設備，相鄰設備間間隔為8米。
[0016]Step3路邊射頻接收模塊接收到車載射頻模塊發出的無線信號。
[0017]Step4如附圖3所示，當某一車輛駛向紅綠燈時，車輛右側的相鄰兩個路邊射頻接收模塊先后接收到車載射頻模塊發出的信號(按kl、k2、k3等先后順序收到)，即判斷為有一輛車正進入紅綠燈區域；當該車輛駛過紅綠燈時后，車輛右側的相鄰兩個路邊射頻接收模塊先后接收到該車載射頻模塊發出的信號(按ql、q2、q3等先后順序收到)，即判斷為該輛車正離開紅綠燈區域。當路邊射頻接收模塊判斷車輛駛向紅綠燈時，增加具體路口和車道標識，以數據幀形式傳遞給路邊通信模塊。數據幀內容包括車輛VIN碼、車輛行駛意圖、車輛所處道路，數據幀形式如附圖4所示。
[0018]St印5如附圖2所示，共裝有4個路邊通信模塊。通過RS485總線，每個路邊通信模塊接收其鄰近的路邊射頻接收模塊傳遞的數據幀，匯總車流數據。
[0019]Step5.1統計車輛數目的方法在于，在一個紅綠燈周期內，路邊通信模塊接收到路邊射頻接收模塊傳遞的數據幀，實時統計各道路方向上左轉、直行、右轉車輛的數目。當路邊射頻接收模塊判斷某一車輛駛向紅綠燈時，累積增加一次其具體車道及轉向上車輛數目；當路邊射頻接收模塊判斷該車輛駛離紅綠燈時，累計減少一次其原具體車道及轉向上車輛數；由于車輛的VIN碼具有唯一性，因此可實現同一輛車不重復累計增加次數或減少次數。
[0020]Step5.2如附圖5所示，在進入下一個紅綠燈周期前，路邊通信模塊將匯總的車流數據傳遞給紅綠燈控制模塊；進入下一個紅綠燈周期后，路邊通信模塊重新匯總車流數據。
[0021]St印6如附圖2所示，通過RS485總線，路邊通信模塊將車流數據傳遞給紅綠燈控制模塊。紅綠燈控制模塊根據所獲得車流信息，給出通行分配策略，實現對紅綠燈時間的動態調整。
[0022]Step7通行分配策略此處以十字路口為例，且路口各方向紅綠燈為互斥關系。具體說明:如附圖5所示，紅綠燈控制模塊通過路邊射頻通信模塊獲得道路A某一通行方向上左轉車輛數nl、直行車輛數n2、右轉車輛數n3，相反通行方向上左轉車輛數n4、直行車輛數n5、右轉車輛數n6 ;獲得道路B某一通行方向上左轉車輛數ml、直行車輛數m2、右轉車輛數m3,相反通行方向上左轉車輛數m4、直行車輛數m5、右轉車輛數m6。
[0023]Step8如附圖5所示，在一個紅綠燈周期T內，對道路A分配策略如下:其左轉、直行、右轉總綠燈時間計算方法如下式
[0024]<
【權利要求】
1.一種動態調整紅綠燈時間的控制系統，其特征在于包括車載射頻模塊、路邊射頻接收模塊、路邊通信模塊和紅綠燈控制模塊，車載射頻模塊安裝在車內，路邊射頻接收模塊安裝在道路分岔口匯合的各條道路的兩邊，路邊通信模塊安裝在道路分岔口各角處，紅綠燈控制模塊安裝在道路交匯處，路邊射頻接收模塊通過RS485總線與路邊通信模塊相連，路邊通信模塊通過RS485總線與紅綠燈控制模塊相連。
2.根據權利要求1所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統，其特征在于所述路邊射頻接收模塊的安裝方法為:在道路分岔口匯合的各條道路上，距離分岔口較遠的路段，在道路右邊安裝若干個路邊射頻接收模塊，靠近分岔口的路段，在道路左邊安裝若干個路邊射頻接收模塊，相鄰的路邊射頻接收模塊間隔8米。
3.根據權利要求1所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統，其特征在于所述路邊通信模塊的安裝方法為:在道路分岔口各角處分別安裝一個路邊通信模塊，該路邊通信模塊只接收鄰近路邊射頻接收模塊發送的數據信息。
4.一種如權利要求1所述的動態調整紅綠燈時間的控制系統的控制方法，其特征是具有如下步驟:1)當車輛駛向或離開紅綠燈時，車載射頻模塊確定當前車輛行駛意圖，并將車輛行駛意圖以廣播形式向路邊射頻接收模塊發射無線信號，無線信號內容為車輛VIN碼、車輛行駛意圖；2)路邊射頻接收模塊接收到車 載射頻模塊發出的無線信號后，判斷車輛是駛向紅綠燈還是離開紅綠燈，以數據幀形式傳遞給路邊通信模塊，數據幀內容為車輛VIN碼、車輛行駛意圖、車輛所處道路，路邊通信模塊實時統計各道路方向上左轉、直行、右轉車輛的數目；3)路邊通信模塊匯總車流數據，在進入下一個紅綠燈周期前將車流數據傳遞給紅綠燈控制模塊，紅綠燈控制模塊根據所獲得車流信息給出通行分配策略；進入下一個紅綠燈周期后，路邊通信模塊重新匯總車流數據。
5.根據權利要求4所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統的控制方法，其特征在于所述步驟I)中車載射頻模塊確定車輛行駛意圖的方法為:車載射頻模塊根據車輛的轉向燈狀態確定車輛行駛意圖，若左轉向燈開啟，則判斷車輛行駛意圖為左轉，若右轉向燈開啟，則判斷車輛行駛意圖為右轉，若沒有轉向燈開啟，則判斷車輛行駛意圖為直行。
6.根據權利要求4所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統的控制方法，其特征在于所述步驟2)中路邊射頻接收模塊判斷車輛是駛向紅綠燈還是離開紅綠燈的具體方法為:當車輛駛向紅綠燈時，車輛右側的相鄰路邊射頻接收模塊先后接收到車載射頻模塊發出的信號，即判斷為有一輛車正進入紅綠燈區域；當車輛駛過紅綠燈后，車輛右側的相鄰路邊射頻接收模塊先后接收到車載射頻模塊發出的信號，即判斷為有一輛車正離開紅綠燈區域。
7.根據權利要求4所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統的控制方法，其特征在于所述步驟2)中路邊通信模塊實時統計車輛數目的具體方法為:在一個紅綠燈周期內，路邊通信模塊接收到路邊射頻接收模塊傳遞的數據幀，實時統計各道路方向上左轉、直行、右轉車輛的數目，當路邊射頻接收模塊判斷車輛駛向紅綠燈時，累積增加一次該具體車道及轉向上車輛數目；當路邊射頻接收模塊判斷車輛駛離紅綠燈時，累計減少一次與該車道對應的駛向紅綠燈方向的車道及轉向上車輛數目。
8.根據權利要求4所述的一種動態調整紅綠燈時間的控制系統的控制方法，其特征在于所述步驟3)中通行分配策略為:在一個紅綠燈周期內，根據各道路、各車道上的車輛數量，按比例 分配每條道路、每個車道的通行時間。
【文檔編號】G08G1/08GK103646556SQ201310690182
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】馬世典, 韓牟, 沈崢楠 申請人:江蘇大學