一种基于控制系统的控制方法，可动态调整交通信号灯时间

技术领域

本发明涉及交通信号灯控制领域，尤其涉及一种动态调整交通信号灯时间的控制系统和方法.

背景技术

近年来，随着中国经济的快速发展，家用汽车的数量持续增加，城市交通拥堵变得越来越严重. 现有交通信号灯的时间基本上是固定的，不能根据实际路况进行智能调整，不能有效缓解交通拥堵.

为了解决上述问题，出现了各种交通信号灯控制装置或系统. 例如，中国专利“新型智能交通信号灯控制系统”，专利申请号为200610022581.4，该专利主要由模块，标识，服务器和交通信号灯控制器组成. 识别器包括车辆检测模块，流量检测模块，车辆捕捉模块，车辆牌照识别模块和车辆类型识别模块. 识别器使用视频虚拟线圈技术对通过的车辆进行计数，计算车辆的流量，并根据捕获的图像进行车牌识别，并执行型号和编号，并将由交通流量，车辆型号和车牌形成的其他信息输入到交通灯时间计算中模块.

但是，发明专利设备的成本较高，并且在恶劣天气条件下捕获图像的效果也不理想.

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种用于动态调节交通信号灯时间的控制系统和方法.

本发明采用的解决方案是: 一种动态调整交通信号灯时间的控制系统，包括汽车射频模块，路边射频接收模块，路边通信模块和交通信号灯控制模块，其中，汽车射频模块安装在汽车内部，路边射频模块安装在路口相交处的每条道路的两侧. 车载射频模块使用较高的频率来发送无线信号红绿灯动态，该无线信号只能由其周围几米内的路边射频模块接收；路边通信模块安装在道路岔路口的每个角落，交通信号灯控制模块安装在道路的交叉路口，路边射频接收模块通过RS485总线连接到路边通信模块，并且路边通信该模块通过RS485总线连接到交通信号灯控制模块. 该控制系统动态调整交通信号灯时间的控制方法是: 在特定路口的交通情况下，车载射频模块根据当前的车辆驾驶意图以广播形式发送无线信号，并且无线信号内容是车辆的VIN码和车辆的行驶意图；路边射频在接收到该信号后，接收模块添加车辆的道路信息，并将其以数据帧的形式发送到路边通信模块. 数据帧的内容是车辆的VIN码，车辆的驾驶意图以及车辆所在的道路. 在每个交叉路口的车辆数量增加之后，交通流信息被传递到交通信号灯控制模块；交通信号灯控制模块根据已建立的控制策略，判断是否需要对交通信号灯时间长度进行动态调整，以实现交通信号灯时间的动态调整，以达到交通异常流量的目的，以减轻交通拥堵.

VIN是英文VehicleIdentificationNumber（车辆识别号）的缩写. 由于ASE标准规定VIN代码由17个字符组成，因此通常称为17位代码. 它包含诸如汽车的制造商，年份，型号，车身类型和代号，发动机代号和装配位置等信息. 正确解释VIN码对我们正确识别汽车型号非常重要. 由于车辆的VIN码是唯一的，因此可以认识到同一辆车不会重复累加或减少次数.

本发明的有益效果是: 减少了车辆的平均等待时间并减轻了交通拥堵.

图纸说明

图1是本发明的系统；

图2是路边射频接收模块的安装图;

图3是判断车辆接近和离开交通信号灯的;

图4是数据框内容的形式图；

图5是车辆计数的统计图.

具体实现

步骤1在车辆行驶时，固定安装在车辆中的车载射频模块会根据车辆当前的驾驶意图以广播形式发送无线信号.

图2中示出了步骤2. 2.这里以十字路口为例，在道路的两侧安装了多个路边RF接收模块设备，相邻设备之间的间隔为8米.

Step3路边RF接收模块从车辆RF模块接收无线信号.

步骤4如图3所示，当车辆驶向交通信号灯时，位于车辆右侧的两个相邻路边RF接收模块已连续接收来自车载RF模块的信号（根据k1 ，k2，k3等）顺序接收），即确定汽车正在进入交通信号灯区域；当车辆驶过交通信号灯时，位于车辆右侧的两个相邻路边RF接收模块已连续接收来自车载RF模块的信号（根据q1，q2，q3等的顺序） ，确定车辆正在离开交通信号灯区域. 当路边射频接收模块判断车辆正在驶向交通信号灯时，特定的十字路口和车道标记将被添加并以数据帧的形式传输至路边通信模块. 数据帧的内容包括车辆的VIN码，车辆的驾驶意图以及车辆所在的道路. 数据帧的格式在图2中示出. 4.

第5步，如图2所示，配备了4个路边通信模块. 每个路边通信模块通过RS485总线接收其相邻路边射频接收模块发送的数据帧，并汇总交通数据.

步骤5.1中的车辆数量计数方法是，在交通信号灯周期内，路边通信模块接收路边RF接收模块发送的数据帧，并实时进行左转弯统计，每个道路编号上的直通和右转车辆. 当路边射频接收模块判断车辆正在驶向交通信号灯时，它会累积其特定车道中的车辆数量并转一次. 当路边射频接收模块判断车辆正在远离交通信号灯行驶时，它会累计减小其原始车道并在车上车辆数量达到一次时转入；因为车辆的VIN代码是唯一的，所以它可以认识到同一辆车不会重复累加或减少次数.

步骤5.2，如图5所示，在进入下一个交通信号灯周期之前，路边通信模块将汇总的交通流量数据发送给交通信号灯控制模块；进入下一个交通信号灯周期后，路边通讯模块会重新汇总交通流量数据.

步骤6如图2所示，路边通信模块通过RS485总线将交通数据传输到交通灯控制模块. 交通灯控制模块根据获取的交通流信息给出交通分配策略，实现交通灯时间的动态调整.

这里的Step7交通分配策略以十字路口为例，十字路口各个方向的交通灯互斥. 详细描述: 如图5所示，交通信号灯控制模块通过A的特定交通方向，获得左转弯车辆的数量n1，直通车辆的数量n2，右转车辆的数量n3. 路边射频通信模块，沿相反的交通方向向左转，车辆数量n4，直行车辆数量n5，右转车辆数量n6；求出左转车辆的数量m1，直行车辆的数量m2，在道路B某个方向上的右转车辆的数量m3和在相反方向上的左转车辆的数量m4直行车辆的数量m5和右转车辆的数量m6.

如图8所示，执行步骤8. 如图5所示，在交通信号灯周期T中红绿灯动态，道路A的分配策略如下: 左转，直行，右转的总绿灯时间计算方法如下:

T1 = [T * n1 + n2 + n3 + n4 + n5 + n6n1 + n2 + n3 + n4 + n5 + n6 + m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6]，]]>（[]表示舍入符号）.

步骤8.1当n1≥n4，n2≥n5，n3≥n6时，道路A左转绿灯时间直线绿色时间t2 = [T1 * n2n1 + n2 + n3]，]]>右转绿灯时间t3 = [T1 * n3n1 + n2 + n3]. ]]>

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