应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法
【专利摘要】本发明涉及一种应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其中包括交通信号控制系统、交通诱导系统。本发明还涉及一种基于该系统进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法。采用该种应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法，其将交通信号机和交通诱导屏设备接入中心机房并实现互联互通，从而能够在绿波带上将系统预设的预设行驶速度以文字形式显示在交通诱导屏上，真正的实现了系统间的联动控制，体现了智慧交通的概念，并且通过建议驾驶员按照建议速度行驶，使绿波道路上车辆通行的效率有显著的提高，降低超速违法的违法量，而且系统架构简单实用，处理过程效率较高，实现了高效安全通行，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
【专利说明】应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及交通管理领域，特别涉及的交通信号控制辅助系统【技术领域】，具体是指一种应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法。
【背景技术】
[0002]城市交叉口信号绿波控制一般是指一条主干道中若干个连续交叉口交通信号间的协调控制，目的是使行驶在主干道协调控制的交叉口的车辆，可以不遇红灯或者少遇红灯而通过这个协调控制系统中的各交叉口。从被控制的主干道路各交叉口的灯色来看，绿灯就像波浪一样向前行而形成绿波，我们称这种交通信号协调控制方式为“绿波带”控制。有了“绿波带”，那么其优先保持畅通的车流，就可以“一路绿灯”地通过其道路控制区域，尽量减少路口的停留时间。当然，“绿波带”主要还是为了保证某个交通流的畅通。
[0003]目前的绿波带系统都是基于经验值计算进行实现的，系统通过自动或人工的办法获取了某一路段的平均行驶时间，然后设置相邻路口信号机的相位差，使按平均车速行驶的车辆在抵达下一个路口时，该路口恰好进入某方向(沿绿波带方向)的绿灯放行相位，从而无需停车直接通过。
[0004]然而，并不是每位驾驶员都能及时获知某绿波路段的平均车速，因此也难以做到按照接近或等于系统预设的速度进行行驶，过高或过低的车速都可能导致错过绿波放行周期，从而使得绿波带的通行效果大打折扣。
[0005]随着物联网的发展，越来越多的智能终端设备在交通领域获得了应用，并通过TCP/IP网络等技术实现了互联互通。例如目前广泛应用在城市道路、高速公路上的电子警察、高清卡口、交通参数检测器、交通事件检测器、交通诱导屏、雷达测速仪等等，均可通过局域网等网络连接到各个地区的中心机房，并且可以将大量的实时交通数据进行汇总、分析和挖掘，从而为实时交通信号控制和反馈带来了可能，也为驾驶员及时获知绿波带上的预设行驶速度(即建议行驶速度)成为可能。
[0006]目前常用的交通诱导屏大都是LED屏，按照显示功能分类，LED显示屏分为文本显示屏(可变情报板)、图文显示屏和视频显示屏等，相应的交通诱导方式有纯文字诱导、图形诱导、复合诱导和视频诱导。纯文字诱导一般使用带状的LED屏，设备价格较为低廉，诱导系统简单，但诱导效果不如图形诱导和复合诱导。在本发明中，可根据不同情况使用上述各类LED诱导屏。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够在绿波带上将建议行驶速度显示在交通诱导屏上、达到一路畅通的通行效果、架构简单实用、处理过程效率较高、实现高效安全通行、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法。
[0008]为了实现上述的目的，本发明的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法如下:
[0009]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其主要特点是，所述的系统包括:
[0010]交通信号控制系统，用于根据实时交通参数数据对信号机前端设备进行实时控制；
[0011]交通诱导系统，与所述的交通信号控制系统相连接，用于接收来自于该交通信号控制系统的绿波带对应的参数信息，并将该参数信息发布到前端交通诱导设备上。
[0012]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的交通信号控制系统包括:
[0013]信号系统中心服务器，用于对系统中的信号机前端设备进行统一的协调控制与监控，并从信号系统管理服务器中获取各个信号机前端设备的运行参数；
[0014]信号系统管理服务器，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于对特定区域的信号机进行远程控制与监控，接收人工的控制指令以及人工设置的配置参数，并将控制指令和参数提供给所述的信号系统中心服务器；
[0015]信号机前端设备，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于接收来自于所述的信号系统中心服务器的控制命令，并根据相应命令控制信号灯的变化。
[0016]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的信号机前端设备包括信号机下位机和信号灯，所述的信号机下位机与所述的信号灯相连接，且该信号机下位机用于对相应的信号灯进行实时控制。
[0017]该应用于道路交通绿波带`中实现车速诱导的系统中的运行参数为绿波带控制参数。
`[0018]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的配置参数为绿波带配置参数。
[0019]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的控制命令为实时相位。
[0020]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的参数信息包括相位周期和当前相位。
[0021]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的交通诱导系统包括:
[0022]交通诱导中心服务器，负责控制整个交通诱导系统，并能接收来自于交通信号控制系统的数据信息，并进行信息整合、计算和归纳后发布到前端交通诱导屏设备上；
[0023]交通诱导屏设备，负责接收来自于交通诱导中心服务器的诱导信息，并进行实时展示。
[0024]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的来自于交通信号控制系统的数据信息为绿波带参数信息。
[0025]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的交通诱导屏设备为文本显示屏、图文显示屏或者视频显示屏。
[0026]该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统中的文本显示屏为可变情报板。
[0027]该基于上述的系统进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤:
[0028](I)所述的交通信号控制系统根据用户的操作，进行对绿波带的配置；
[0029](2)所述的交通信号控制系统获得相应路段的建议行驶速度信息；[0030](3)所述的交通信号控制系统将所述的建议行驶速度信息送至所述的交通诱导系统；
[0031](4)所述的交通诱导系统对该建议行驶速度信息进行信息重组，生成诱导信息；
[0032](5)所述的交通诱导系统对该诱导系统进行实时展示；
[0033](6)重复以上步骤(2)至(5)。
[0034]该进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法中的交通信号控制系统获得相应路段的建议行驶速度信息，具体为:
[0035]所述的信号系统中心服务器在基于默认行驶速度的绿波带系统中获得各个绿波路段的默认行驶速度，并作为该路段的建议行驶速度。
[0036]该进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法中的交通信号控制系统将建议行驶速度信息送至交通诱导系统，具体为:
[0037]信号系统中心服务器获取了路段I上的建议行驶速度V1之后，通过局域网将该建议行驶速度V1的值发送给交通诱导中心服务器。
[0038]该进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法中的交通诱导系统对该建议行驶速度信息进行信息重组并生成诱导信息，具体为:
[0039]所述的交通诱导中心服务器获取所述的建议行驶速度V1,并进行信息重组，生成诱导信息。
[0040]该进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法中的交通诱导中心服务器进行信息重组生成诱导信息，具体为:
[0041]所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度Vl产生相应的纯数字车速诱导
信息；
[0042]或者，
[0043]所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度V1的值组织生成相应的文本或图形信息。
[0044]该进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法中的交通诱导系统对该诱导系统进行实时展示，具体为:
[0045]所述的交通诱导屏设备对所述的诱导信息进行实时、完整的展示。
[0046]采用了该发明的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统及其方法，由于其将交通信号机和交通诱导屏设备接入中心机房并实现互联互通，从而能够在绿波带上将系统预设(或动态计算而得)的预设行驶速度(即建议行驶速度)以文字形式显示在交通诱导屏上，并建议驾驶员按照预定速度行驶，从而达到了一路畅通的通行效果，使得充分利用了目前的物联网终端资源，包括交通信号控制系统和交通诱导系统，真正的实现了系统间的联动控制，体现了智慧交通的概念，并且通过建议驾驶员按照建议速度行驶，使更多车辆按预设的绿灯放行时间通过，从而使绿波道路上车辆通行的效率有显著的提高，不仅如此，由于驾驶员可获知即便采用更高的行驶速度也无法节省行车时间，从而可降低超速违法的违法量，而且系统架构简单实用，处理过程效率较高，实现了高效安全通行，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛。
【专利附图】
【附图说明】[0047]图1为本发明的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统的整体架构示意图。
[0048]图2为本发明中的绿波带方向时间序列与建议行驶速度上下限的关系示意图。
[0049]图3为本发明的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统的一种架构实现方式示意图。
[0050]图4为本发明的应用于道路交通绿波带的车速诱导系统中的诱导屏设备的安装方式示意图。
【具体实施方式】
[0051]为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
[0052]请参阅图1所示，该应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其中包括:
[0053](I)交通信号控制系统，用于根据实时交通参数数据对信号机前端设备进行实时控制，其中包括:
[0054]?信号系统中心服务器，用于对系统中的信号机前端设备进行统一的协调控制与监控，并从信号系统管理服务器中获取各个信号机前端设备的运行参数；该运行参数为绿波带控制参数；
[0055]?信号系统管理服务器，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于对特定区域的信号机进行远程控制与监控，接收人工的控制指令以及人工设置的配置参数，并将控制指令和参数提供给所述的信号系统中心服务器；该配置参数为绿波带配置参数；
[0056]?信号机前端设备，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于接收来自于所述的信号系统中心服务器的控制命令，并根据相应命令控制信号灯的变化，该信号机前端设备包括信号机下位机和信号灯，所述的信号机下位机与所述的信号灯相连接，且该信号机下位机用于对相应的信号灯进行实时控制，该控制命令为实时相位。
[0057](2)交通诱导系统，与所述的交通信号控制系统相连接，用于接收来自于该交通信号控制系统的绿波带对应的参数信息，并将该参数信息发布到前端交通诱导设备上，该参数信息包括相位周期和当前相位。
[0058]其中，该交通诱导系统包括:
[0059]?交通诱导中心服务器，负责控制整个交通诱导系统，并能接收来自于交通信号控制系统的数据信息，并进行信息整合、计算和归纳后发布到前端交通诱导屏设备上；该数据信息为绿波带参数信息；
[0060]?交通诱导屏设备，负责接收来自于交通诱导中心服务器的诱导信息，并进行实时展示，该交通诱导屏设备为文本显示屏、图文显示屏或者视频显示屏，所述的文本显示屏为可变情报板。
[0061]该基于上述的系统进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其中包括以下步骤:
[0062](1)所述的交通信号控制系统根据用户的操作，进行对绿波带的配置；
[0063](2)所述的交通信号控制系统获得相应路段的建议行驶速度信息，具体为:
[0064]所述的信号系统中心服务器在基于默认行驶速度的绿波带系统中获得各个绿波路段的默认行驶速度，并作为该路段的建议行驶速度；[0065](3)所述的交通信号控制系统将所述的建议行驶速度信息送至所述的交通诱导系统，具体为:
[0066]信号系统中心服务器获取了路段I上的建议行驶速度Vl之后，通过局域网将该建议行驶速度Vl的值发送给交通诱导中心服务器；
[0067](4)所述的交通诱导系统对该建议行驶速度信息进行信息重组，生成诱导信息，具体为:
[0068]所述的交通诱导中心服务器获取所述的建议行驶速度VI，并进行信息重组，生成诱导信息；具体可以为:
[0069]所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度Vl产生相应的纯数字车速诱导
信息；
[0070]或者，
[0071]所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度V1的值组织生成相应的文本或图形信息；
[0072](5)所述的交通诱导系统对该诱导系统进行实时展示，具体为:
[0073]所述的交通诱导屏设备对所述的诱导信息进行实时、完整的展示；
[0074](6)重复以上步骤(2)至(5)。
[0075]在实际使用当中，本发明的系统的整体架构示意图请参阅图1所示。
[0076]其中，本发明的应用于绿波带的交通诱导系统中，其核心部分是交通信号控制系统S0，而交通诱导系统VO作为交通信号控制系统SO的辅助系统，其作用是获取来自于交通信号控制系统SO的建议行驶车速，并实时呈现给相应路段上的车辆驾驶员，从而改善绿波带的通行效果。上述两大系统的各个终端均由局域网连接起来，可形成一个覆盖整个城市(或地区)的物联网系统。
[0077]其中各模块的组成如下。
[0078](I)交通信号控制系统S0，用于根据来自于信号系统管理服务器S2的实时交通参数数据对信号机前端设备S3进行实时控制，以达到预期的效果，它包括下列模块:
[0079](a)信号系统中心服务器S1:用于对整个系统中的信号机前端设备S3进行统一的协调控制与监控，它能够从信号系统管理服务器S2中获取各个信号机的运行参数、包括绿波带控制参数。
[0080](b)信号系统管理服务器S2:用于对一个特定区域的信号机进行远程控制与监控，它可接收人工的控制指令以及人工设置的参数(包括绿波带配置参数)，并将控制指令和参数提供给信号系统中心服务器Si。
[0081](c)信号机前端设备S3:包含信号机下位机和信号灯,信号机下位机用于对路口的信号灯进行实时控制，它能够接收来自于信号系统中心服务器S2的控制命令(实时相位)，并根据相应命令控制信号灯的变化。
[0082](2)交通诱导系统V0，用于接收来自于交通信号控制系统SO的绿波带对应参数信息(主要是相位周期和当前相位等)，并将其发布到前端交通诱导屏设备V2上，包括:
[0083](a)交通诱导中心服务器VI，负责控制整个交通诱导系统V0，并能接收来自于其他系统的数据，如来自于交通信号控制系统SO的绿波带参数信息。然后可将信息进行整合、计算、归纳后发布到前端交通诱导屏设备V2上。[0084](b)交通诱导屏设备V2，负责接收来自于交通诱导中心服务器Vl的诱导信息，并进行实时展示。该设备可以是文本显示屏(可变情报板)、图文显示屏或视频显示屏。
[0085]系统工作原理如下:
[0086](I)首先，假设已由交通信号控制系统SO完成对绿波带的配置工作，相应的技术内容不属于本发明所进行描述和体现的范围，具体可以参考沈国江等人的发明专利(沈国江，孔祥杰.一种城市交通干线动态双向绿波带智能协调控制方法.发明专利.专利号:200810063709.0)或陈蜀乔等人的发明专利(陈蜀乔，陈雨彤.绿波带显示交通流信号控制装置.发明专利.专利号:200910094194.5)。
[0087](2)在完成绿波带配置之后，有两种方式来获取建议行驶速度:
[0088](a)静态诱导方式
[0089]在大多数绿波带控制系统中，在计算每一个路段的绿波带参数时，都会设定一个默认的行驶速度。第一种方式从信号系统中心服务器Si中直接获取各个路段的默认行驶速度，作为该路段的建议行驶速度，这就是静态诱导方式。
[0090](b)动态诱导方式
[0091]由于静态诱导方式是建立在比较理想的行车规则基础之上，很难实现实时、准确的诱导，因此本发明更建议使用另一种方式，即动态诱导方式。在动态诱导方式中，通过如下算法求得路段I上的建议行驶速度Vp
[0092]由于每一个绿灯放行周期都有一个开始时间t和一个结束时间t'，本发明记作一个时间对(t，t’)。以路段I为例，信号系统中心服务器SI可以得到绿波带上路段I的前
方路口的前η个绿灯放行相位开始和结束时间对Kt1, C i), (t2,t' 2)......(tn，C n)}。
再根据交通诱导屏V2到下一个路口的距离S1，可以计算出在上述时间序列到达所需的速度序列 Kv1J' W 2)……(Vn, V' n)}，其中 Vn=S1Z^V' U=S1ZV n。
[0093]系统为每一路段设置一个最高建议行驶速度Vmax与一个最低建议行驶速度Vmin,进
而可计算这两个速度对应的车辆抵达下一路口的时刻分别为
【权利要求】
1.一种应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的系统包括: 交通信号控制系统，用于根据实时交通参数数据对信号机前端设备进行实时控制； 交通诱导系统，与所述的交通信号控制系统相连接，用于接收来自于该交通信号控制系统的绿波带对应的参数信息，并将该参数信息发布到前端交通诱导设备上。
2.根据权利要求1所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的交通信号控制系统包括: 信号系统中心服务器，用于对系统中的信号机前端设备进行统一的协调控制与监控，并从信号系统管理服务器中获取各个信号机前端设备的运行参数； 信号系统管理服务器，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于对特定区域的信号机进行远程控制与监控，接收人工的控制指令以及人工设置的配置参数，并将控制指令和参数提供给所述的信号系统中心服务器； 信号机前端设备，与所述的信号系统中心服务器相连接，用于接收来自于所述的信号系统中心服务器的控制命令，并根据相应命令控制信号灯的变化。
3.根据权利要求2所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的信号机前端设备包括信号机下位机和信号灯，所述的信号机下位机与所述的信号灯相连接，且该信号机下位机用于对相应的信号灯进行实时控制。
4.根据权利要求2或3所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的运行参数为绿波带控制参数。
5.根据权利要求2或3所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的配置参数为绿波带配置参数。
6.根据权利要求2或3所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的控制命令为实时相位。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的参数信息包括相位周期和当前相位。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的交通诱导系统包括: 交通诱导中心服务器，负责控制整个交通诱导系统，并能接收来自于交通信号控制系统的数据信息，并进行信息整合、计算和归纳后发布到前端交通诱导屏设备上； 交通诱导屏设备，负责接收来自于交通诱导中心服务器的诱导信息，并进行实时展示。
9.根据权利要求8所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的来自于交通信号控制系统的数据信息为绿波带参数信息。
10.根据权利要求8所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的交通诱导屏设备为文本显示屏、图文显示屏或者视频显示屏。
11.根据权利要求8所述的应用于道路交通绿波带中实现车速诱导的系统，其特征在于，所述的文本显示屏为可变情报板。
12.一种基于权利要求1所述的系统进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤: (1)所述的交通信号控制系统根据用户的操作，进行对绿波带的配置；(2)所述的交通信号控制系统获得相应路段的建议行驶速度信息； (3)所述的交通信号控制系统将所述的建议行驶速度信息送至所述的交通诱导系统； (4)所述的交通诱导系统对该建议行驶速度信息进行信息重组，生成诱导信息； (5)所述的交通诱导系统对该诱导系统进行实时展示； (6)重复以上步骤(2)至(5)。
13.根据权利要求12所述的进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的交通信号控制系统包括信号系统中心服务器、信号系统管理服务器和信号机前端设备，所述的交通信号控制系统获得相应路段的建议行驶速度信息，具体为: 所述的信号系统中心服务器在基于默认行驶速度的绿波带系统中获得各个绿波路段的默认行驶速度，并作为该路段的建议行驶速度。
14.根据权利要求13所述的进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的交通诱导系统包括交通诱导中心服务器和交通诱导屏设备，所述的交通信号控制系统将建议行驶速度信息送至交通诱导系统，具体为: 信号系统中心服务器获取了路段I上的建议行驶速度V1之后，通过局域网将该建议行驶速度Vl的值发送给交通诱导中心服务器。
15.根据权利要求14所述的进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的交通诱导系统对该建议行驶速度信息进行信息重组并生成诱导信息，具体为: 所述的交通诱导中心服务器获取所述的建议行驶速度V1,并进行信息重组，生成诱导信息。`
16.根据权利要求15所述的进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的交通诱导中心服务器进行信息重组生成诱导信息，具体为: 所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度Vl产生相应的纯数字车速诱导信息； 或者， 所述的交通诱导中心服务器根据该建议行驶速度Vi的值组织生成相应的文本或图形信息。
17.根据权利要求14所述的进行道路交通绿波带中实现车速诱导的方法，其特征在于，所述的交通诱导系统对该诱导系统进行实时展示，具体为: 所述的交通诱导屏设备对所述的诱导信息进行实时、完整的展示。
【文档编号】G08G1/07GK103794063SQ201210434794
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】辛帅 申请人:上海宝康电子控制工程有限公司