一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法，对于交叉路口交通信号控制效果的监测。并且能够从以下五个方面对路口信号控制器的控制效果进行监测，一是红灯亮时，在停止线后停车等待绿灯的车辆台数加和；二是每台车停车等待绿灯所用时间的加和；三是绿灯亮时通过停止线车辆的台数加和；四是绿灯亮时通过路口每台车所用时间平均值；五是当出口车道发生拥堵时，监测结果全部失效，并能进行记录报警。通过本发明的上述方案对路口控制效果的全面监测给出当前信号控制效果优劣。并且，监测结果能与人们在通过路口时的感觉相一致。
【专利说明】一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通【技术领域】，具体是一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着城市交通需求的快速增长，路网规模不断扩大，路网重要节点的交叉路口日益繁忙，采用路口信号控制系统是规范路口交通秩序，预防和减少因路口无序导致的交通事故，提高路口通行效率的有效方法，如何精确监测路口信号控制系统的控制效果一直是人们关注的话题。
[0003]如现有专利文献CN101419750B公开了基于数据特征的城市信号控制路口交通状态检测评价方法，其包括如下步骤:在信号控制交叉口特定道路断面采集持续时间不低于35天的实时信号波形，构造交通流特征参量；对交通流特征参量进行信号滤波，获取饱和交通流的样本总体；计算饱和交通流的样本总体的均值、标准值和极值,作为饱和交通流状态判别函数；实时检测城市信号控制交叉口交通流向绿灯相位的信号波形，构造交通流向特征参量序列；将交通流向特征参量序列代入绿灯相位状态判别模型，构造绿灯相状态判断序列；将绿灯相状态判断序列代入交通流向状态判别模型，判断交叉口交通流向的交通状态；可视化显示信号控制交叉口的车道服务水平。
[0004]但是上述评价方法检测周期长，实用性不强，评价的指标片面，评价的结果与人们在通过路口时的实际感觉有差异。
【发明内容】
[0005]本发明要解决现有技术中不能对路口交通信号控制器的控制效果进行全面、实时的监测，从而提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]本发明提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统，包括:
[0008]视频跟踪模块，对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置；
[0009]第一判断模块，接收信号灯控制器的信号灯控制信号，判断当前时刻是否是信号控制周期的起点；
[0010]第二判断模块，在当前时刻为信号控制周期的起点时，判断路口出口处车道是否出现拥堵；
[0011]显示模块，在路口出口处未发生拥堵时，将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、车辆等待绿灯的时间加和显示出来；
[0012]报警模块，在当前绿灯方向发生拥堵时，发送拥堵报警信息至监控中心；
[0013]第一处理模块，在第一方向是绿灯时记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第一方向不是绿灯时记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和；
[0014]第二处理模块，在第二方向是绿灯时记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第二方向不是绿灯时记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和；
[0015]存储模块，用于存储当前信号控制周期所述第一处理模块和所述第二处理模块获得的结果，并在下一个信号控制周期开始并且路口出口处未发生拥堵时将其发送至所述显示模块进行显示。
[0016]所述信号控制周期的确定是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次变为绿灯的时刻为终点。
[0017]本发明还提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的方法，包括如下步骤:
[0018]S1:采用视频跟踪技术对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置；
[0019]S2:判断当前时刻是否是信号控制周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S5 ；
[0020]S3:判断路口出口处车道是否出现拥堵，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S4 ；
[0021]S4:将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、每台车辆等待绿灯的时间加和显示出来，之后返回步骤Si ；
[0022]S5:判断第一方向是否是绿灯，若是则记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储；
[0023]S6:判断第二方向是否是绿灯，若是则记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储，之后返回步骤Si ；
[0024]S7:记录该方向出口拥堵并报警，之后返回步骤SI。
[0025]所述信号控制周期的确定是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次变为绿灯的时刻为终点。
[0026]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0027]本发明所述的能全面监测路口信号控制器控制效果的系统及方法，对于交叉路口交通信号控制效果的监测。并且能够从以下五个方面对路口信号控制器的控制效果进行监测，一是红灯亮时，在停止线后停车等待绿灯的车辆台数加和；二是每台车停车等待绿灯所用时间的加和；三是绿灯亮时通过停止线车辆的台数加和；四是绿灯亮时通过路口每台车所用时间平均值；五是当出口车道发生拥堵时，监测结果全部失效，并能进行记录报警。对一个路口控制效果进行24小时全天候连续全面监测，一般来讲主要体现在，红灯亮时停车等待绿灯的车辆越少越好，停车等待绿灯的时间加和越短越好；绿灯亮时通过的车辆加和越多越好；车辆平均通过路口的时间越短越好，出口道路发生拥堵时，能够及时记录报警。因此，通过本发明的上述方案对路口控制效果的全面监测给出当前信号控制效果优劣。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0029]图1是本发明一个实施例所述能全面监测路口信号控制器控制效果的系统的原理框图；
[0030]图2是本发明一个实施例所述路口视频跟踪模块的设置方式示意图；
[0031]图3a和图3b是本发明一个实施例所述显示模块显示结果示意图；
[0032]图4是本发明一个实施例所述能全面监测路口信号控制器控制效果的方法流程图。
【具体实施方式】
[0033]实施例1
[0034]本实施例提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统，如图1所示，包括视频跟踪模块，第一判断模块，第二判断模块，显示模块，第一处理模块，第二处理模块，存储模块和报警模块。其中:
[0035]所述视频跟踪模块，对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置。
[0036]所述第一判断模块，接收信号灯控制器的信号灯控制信号，判断当前时刻是否是信号控制周期的起点。
[0037]所述第二判断模块，在当前时刻为信号控制周期的起点时，判断路口出口处车道是否出现拥堵。
[0038]所述显示模块，在路口出口处未发生拥堵时，将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、车辆等待绿灯的时间加和显示出来。
[0039]所述报警模块，在当前绿灯方向发生拥堵时，发送拥堵报警信息至监控中心。
[0040]所述第一处理模块，在第一方向是绿灯时记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第一方向不是绿灯时记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和。
[0041]所述第二处理模块，在第二方向是绿灯时记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第二方向不是绿灯时记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和。
[0042]所述存储模块，用于存储当前信号控制周期所述第一处理模块和所述第二处理模块获得的结果，并在下一个信号控制周期开始并且路口出口处未发生拥堵时将其发送至所述显示模块进行显示。
[0043]本实施例中，所述信号控制周期的确定可以是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次变为绿灯的时刻为终点。
[0044]本实施例中，所述视频跟踪模块可以是一个能够跟踪各个方向上的车辆的视频跟踪模块，也可以是多个视频跟踪模块。如图2给出了一种实施方式，在路口设置四个视频跟踪模块2-1，2-2，2-3，2-4。四个视频跟踪模块分别能够跟踪不同方向上驶入路口处的车辆。每一视频跟踪模块的视频跟踪范围能够覆盖停止线之前较长一段距离同时能够覆盖停止线之后的一段距离，这样便能够跟踪到车辆通过停止线也能够跟踪到车辆通过路口。作为一种实施方案，视频跟踪模块的视频跟踪范围能够覆盖相邻两个路口之间的整个路段并且能够覆盖车辆下游方向上的路口，如图中所示的视频跟踪模块3-1的视频跟踪范围。
[0045]而视频跟踪模块对每一辆车进行连续跟踪，是指视频跟踪模块能够对进入视频跟踪范围内的每一辆车都能实时掌握其状态，如车辆的位置、车辆的行驶状态等。而且，视频跟踪模块能够准确记录路口处停止线、路口中心标志线的位置。这样能够准确判断每一辆车的实际位置是在停止线之后还是已经通过了停止线。
[0046]从图1中得出，所述判断模块可以直接和信号灯控制器进行数据传输，因此能够获得当前时刻是否是信号控制周期的起点，同时也能够获得当前时刻不同相位上的信号灯灯色状态信息。信号灯灯色状态信息可以通过所述第一判断模块传递给所述第一处理模块和第二处理模块。而第一处理模块在收到信号灯灯色状态后便根据相应的视频跟踪模块的视频跟踪结果获得第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间、第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储至存储模块。同理，第二处理模块在收到信号灯灯色状态后便根据相应的视频跟踪模块的视频跟踪结果获得第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间、第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储至存储模块。在整个工作过程中，每一个视频跟踪模块的工作时钟和信号灯控制器的工作时钟以及整个系统的工作时钟均保持一致，并且时间的最小单位为100ms，以保证最终记录的车辆通过停止线到达路口中心标志线的时间和车辆在停止线之后等待绿灯的时间是准确的。
[0047]其中，车辆通过路口所需的平均时间可以采用如下方式得到:获得每一车辆从停止线到达中心标志线所需的时间加和然后除以车辆数量即可得到。
[0048]车辆在停止线之后等待绿灯的时间可以采用如下方式得到:车辆从停车等待的时刻开始一直到车辆通过停止线的时刻为止。
[0049]在当前信号控制周期下，第一处理模块和第二处理模块获得的结果可以暂时存储于存储模块中。待新的一个信号控制周期开始并且出口处未发生拥堵时，显示模块便可以从存储模块中调取前一个信号控制周期中的结果以显示出来。显示结果可以如图3a和图3b所示。图3a和图3b所示的显示模块的显示结果只有一个信号控制周期内的结果，也可以固定显示若干个信号控制周期的统计结果。例如，可以显示连续十个信号控制周期的统计结果。从图中还可以看出，显示结果中还包含有每一个结果对应的时刻。
[0050]本发明所述的能全面监测路口信号控制器控制效果的系统，对于交叉路口交通信号控制效果的监测。并且能够从以下五个方面对路口信号控制器的控制效果进行监测，一是红灯亮时，在停止线后停车等待绿灯的车辆台数加和；二是每台车停车等待绿灯所用时间的加和；三是绿灯亮时通过停止线车辆的台数加和；四是绿灯亮时通过路口每台车所用时间平均值；五是当出口车道发生拥堵时，监测结果全部失效，并能进行记录报警。对一个路口控制效果进行24小时全天候连续全面监测，一般来讲主要体现在，红灯亮时停车等待绿灯的车辆越少越好，停车等待绿灯的时间加和越短越好；绿灯亮时通过的车辆加和越多越好；车辆平均通过路口的时间越短越好，出口道路发生拥堵时，能够及时记录报警。因此，通过本发明的上述方案对路口控制效果的全面监测给出当前信号控制效果优劣。根据本发明所提供的上述系统和方法，得到的监测结果更贴合人们的实际感受。
[0051]实施例2
[0052]本实施例提供一种能全面监测路口信号控制器控制效果的方法，包括如下步骤:
[0053]S1:采用视频跟踪技术对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置；
[0054]S2:判断当前时刻是否是信号控制周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S5 ；
[0055]S3:判断路口出口处车道是否出现拥堵，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S4 ；
[0056]S4:将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、每台车辆等待绿灯的时间加和显示出来，之后返回步骤Si ；
[0057]S5:判断第一方向是否是绿灯，若是则记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储；
[0058]S6:判断第二方向是否是绿灯，若是则记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储，之后返回步骤Si ；
[0059]S7:记录该方向出口拥堵并报警，之后返回步骤SI。
[0060]本实施例中，所述信号控制周期是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次变为绿灯的时刻为终点。
[0061]本实施例中，可以采用如图2所示方式在路口设置四个视频跟踪模块
2-1，2-2，2-3，2-4。四个视频跟踪模块分别能够跟踪不同方向上驶入路口处的车辆。每一视频跟踪模块的视频跟踪范围能够覆盖停止线之前较长一段距离同时能够覆盖停止线之后的一段距离，这样便能够跟踪到车辆通过停止线也能够跟踪到车辆通过路口。作为一种实施方案，视频跟踪模块的视频跟踪范围能够覆盖相邻两个路口之间的整个路段并且能够覆盖车辆下游方向上的路口，如图中所示的视频跟踪模块3-1的视频跟踪范围。
[0062]而对每一辆车进行连续跟踪，是指对进入视频跟踪范围内的每一辆车都能实时掌握其状态，如车辆的位置、车辆的行驶速度等。而且，在视频跟踪范围内能够准确记录路口处停止线、路口中心标志线的位置。这样能够准确判断每一辆车的实际位置是在停止线之后还是已经通过了停止线。
[0063]本实施例中直接从信号灯控制器获得当前时刻是否是信号控制周期的起点，同时也能够获得当前时刻不同相位上的信号灯灯色状态信息。而在收到信号灯灯色状态后便根据相应的视频跟踪结果获得第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间、第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储。同理，也可以获得第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间、第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储。
[0064]其中，车辆通过路口所需的平均时间可以采用如下方式得到:获得每一车辆从停止线到达中心标志线所需的时间加和然后除以车辆数量即可得到，时间的最小单位为100ms。车辆在停止线之后等待绿灯的时间可以采用如下方式得到:车辆从停车等待的时刻开始一直到车辆通过停止线的时刻为止，时间的最小单位为100ms。
[0065]在当前信号控制周期下获得的结果可以暂时存储于存储模块中。待新的一个信号控制周期开始并且路口出口处没有发生拥堵时，便可以调取前一个信号控制周期中的结果以显示出来。显示结果可以如图3a和图3b所示。图3a和图3b所示的显示结果只有一个信号控制周期内的结果，也可以固定显示若干个信号控制周期的统计结果。例如，可以显示连续十个信号控制周期的统计结果。从图中还可以看出，显示结果中还包含有每一个结果对应的时刻。
[0066]本发明所述的能全面监测路口信号控制器控制效果的方法，对于交叉路口交通信号控制效果的监测。并且能够从以下五个方面对路口信号控制器的控制效果进行监测，一是红灯亮时，在停止线后停车等待绿灯的车辆台数加和；二是每台车停车等待绿灯所用时间的加和；三是绿灯亮时通过停止线车辆的台数加和；四是绿灯亮时通过路口每台车所用时间平均值；五是当出口车道发生拥堵时，评价结果全部失效，并能进行记录报警。对一个路口控制效果进行24小时全天候连续全面评价，一般来讲主要体现在，红灯亮时停车等待绿灯的车辆越少越好；停车等待绿灯的时间加和越短越好；绿灯亮时通过的车辆加和越多越好；车辆平均通过路口的时间越短越好；出口道路发生拥堵时，能够及时记录报警。因此，通过本发明的上述方案对路口控制效果的全面监测给出当前信号控制效果优劣。根据本发明所提供的上述系统和方法，得到的监测结果更贴合人们的实际感受。
[0067]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
【权利要求】
1.一种能全面监测路口信号控制器控制效果的系统，其特征在于，包括: 视频跟踪模块，对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置； 第一判断模块，接收信号灯控制器的信号灯控制信号，判断当前时刻是否是信号控制周期的起点； 第二判断模块，在当前时刻为信号控制周期的起点时，判断路口出口处车道是否出现拥堵； 显示模块，在路口出口处未发生拥堵时，将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、车辆等待绿灯的时间加和显示出来； 报警模块，在当前绿灯方向发生拥堵时，发送拥堵报警信息至监控中心； 第一处理模块，在第一方向是绿灯时记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第一方向不是绿灯时记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和； 第二处理模块，在第二方向是绿灯时记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间；在第二方向不是绿灯时记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及车辆等待绿灯的时间加和； 存储模块，用于存储当前信号控制周期所述第一处理模块和所述第二处理模块获得的结果，并在下一个信号控制周期开始并且路口出口处未发生拥堵时将其发送至所述显示模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的能全面监测路口信号控制器控制效果的系统，其特征在于，所述信号控制周期的确定是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次变为绿灯的时刻为终点。
3.一种能全面监测路口信号控制器控制效果的方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:采用视频跟踪技术对路口各个方向上的每一台车辆进行连续跟踪，获得车辆的行驶状态，同时准确记录路口不同方向上的停止线和路口中心标志线的位置； S2:判断当前时刻是否是信号控制周期的起点，若是则进入步骤S3，否则进入步骤S5 ； S3:判断路口出口处车道是否出现拥堵，若是则进入步骤S7，否则进入步骤S4 ； S4:将前一信号控制周期监测到的路口不同方向上绿灯时间内通过停止线的车辆台数加和、车辆从停止线到中心标志线所用的平均时间和非绿灯时间内停车等待的车辆台数加和、每台车辆等待绿灯的时间加和显示出来，之后返回步骤SI ； S5:判断第一方向是否是绿灯，若是则记录第一方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第一方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储； S6:判断第二方向是否是绿灯，若是则记录第二方向通过停止线的车辆台数加和、记录每一台车辆从停止线到达中心标志线的时间，并根据上述时间得到车辆从停止线到中心标志线所需的平均时间并存储，若否则记录第二方向在停止线之后等待绿灯的车辆台数加和以及每台车辆等待绿灯的时间加和并存储，之后返回步骤Si ； S7:记录该方向出口拥堵并报警，之后返回步骤SI。
4.根据权利要求3所述的能全面监测路口信号控制器控制效果的方法，其特征在于:所述信号控制周期的确定是以任一个方向上信号灯变为绿灯的时刻为起点，以同一个方向上信号灯再次 变为绿灯的时刻为终点。
【文档编号】G08G1/08GK104008660SQ201410264171
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】姜廷顺, 李占宏, 甄爱武, 陶瑞岩, 田红芳, 冉学均 申请人:北京易华录信息技术股份有限公司, 姜廷顺