一种基于十字路口的交通控制系统的制作方法

本发明涉及道路交通调度技术领域，尤其是一种基于十字路口的交通控制系统。

背景技术：

当前，随着经济的发展和居民生活水平的不断提高，城市机动车的数量也随之持续增长，从而对现有的城市交通带来极大的压力。然而，在城市中，各个区域繁华程度不同，相应地在不同区域聚集的人流量也存在很大的差异，并且由于居民出行存在很大的不确定性，这导致不同路段聚集的车流量存在很大的不同，并在同一个十字路口所对应的四个车道的车流量也存在很大的差异。

随着城市车辆的不断增加，对于设置在交通路口处的交通指示装置（包括红、绿、黄信号灯或用于指示交通信号的LED指示牌）而言，由于指示的时间和内容固定而不能很好地适应城市复杂路段的交通指示要求，常见情况如下：交通路口有车一方为红灯，无车路口为绿灯的场面，多车路口绿灯开放时间不够，少车路口绿灯开放时间过多，交通高峰时段对有的路面不能灵活地实行交通管制，造成道路上机动车出现停、等、堵等问题，对资源造成极大的浪费。而发明的一种智能控制交通指示装置的控制系统显得尤为必要。

参见图1，在十字路口处道路及相应的交通指示装置布局如下：在十字路口1处设有与其对接的四个车道2，其中每个车道2均由反向并排布置的出流车道2a和入流车道2b构成，出流车道2a包括禁止变道区和可变道区，入流车道2b均为可变道区；对于十字路口1处位于同一直线上的两个车道而言，每条车道上的出流车道2a与相对的另一条车道上的入流车道2b相对应；对于十字路口1处相邻的呈垂直布置的两条车道而言，在两条车道之间设有右转向车道3。在每个车道的路口处均设有支架4和对应斑马线5布置的行人等候区，其中支架4呈门形框架结构，在支架4上装有用于指示车辆和行人行走的交通指示装置7，在行人等候区设有行人候车棚6，行人候车棚6由若干根支撑立柱6a和顶棚6b构成。

然而，基于上述十字路口道路结构布局的交通管理系统对交通显示装置的控制方式单一，只是机械式地对各个路口用于指示车辆、行人的交通指示装置的信号灯亮灭交替时间或指示内容进行定性规定，不能对各个路口处车辆和行人的数量进行实时监测，也不能实现对即将达到禁止变道区的车辆数目进行同步预估，从而基于上述数据对交通指示装置进行智能控制，进而实现对十字路口各个车道的车流量做到较好的疏通，这导致在十字路口处有些车道出现严重拥挤并堵车的现象，而有些车道的车流量非常小，严重降低了十字路口处交通的通行能力，对居民的日常生活带来极大的不便。因而，实现对城市道路中各个交叉路口，尤其是对十字路口处交通指示装置的智能控制，对提高路口处道路的通行能力显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决当前基于十字路口道路结构布局的交通管理系统对交通显示装置的控制方式单一，不能实现对十字路口处各个车道的车流量做到较好的疏通，从而严重降低了十字路口处交通的通行能力，并对居民的日常生活带来极大不便的问题，为此提供一种基于十字路口的交通控制系统。

本发明的其中一种技术方案是：一种基于十字路口的交通控制系统，在十字路口处对应设有四个车道，每个车道均由出流车道和入流车道构成；在每个车道的路口处均设有支架和对应斑马线布置的行人等候区，在支架上装有用于指示车辆和行人行走的交通指示装置，其特征是：每个车道单独配备有一个PLC控制器，并在出流车道上设有机动车数量监测系统；在每个行人等候区均设有行人数量监测系统；所述机动车数量监测系统与行人数量监测系统分别与相应车道上的PLC控制器进行通讯连接，每个PLC控制器分别通讯连接数据处理中心，数据处理中心通讯连接交通管理系统，由交通管理系统对十字路口处各个交通指示装置的指示时间及指示内容进行智能调控。

本发明中所述出流车道包括禁止变道区和可变道区，所述机动车数量监测系统包括设置在禁止变道区的机动车数量监测系统A和距离禁止变道区50～100m的可变道区的机动车数量监测系统B。

本发明中所述机动车数量监测系统A包括安装在支架的横梁上的摄像头A和数字图像处理模块A，其中摄像头A用于对禁止变道区内机动车的实时动态进行高速拍摄，由数字图像处理模块A对摄像头A实时采集到的照片进行处理，并将处理后的信息传输至PLC控制器。

本发明中所述机动车数量监测系统B包括用于监测进/出距离禁止变道区50～100m的可变道区内机动车数量的光电传感器A和光电传感器B，光电传感器A、B分别通讯连接PLC控制器；在可变道区并排设有“7”字形支架A、B，“7”字形支架A位于禁止变道区和可变道区的结合部，“7”字形支架A、B间距为50～100m，所述光电传感器A、B对应安装于“7”字形支架A、B的横梁上，并且“7”字形支架A、B的横梁上光电传感器的数量与可变道区内的直行车道和左转车道以及直行、右转向车道的数量相对应。

本发明中在行人等候区设有行人候车棚，行人候车棚由若干根支撑立柱和顶棚构成；所述行人数量监测系统包括安装于每根支撑立柱上的电子围杆和吊装于顶棚上的摄像头B和数字图像处理模块B，其中每相邻的两根电子围杆互为对射，并以此构成一个封闭的监测区域；所摄像头B通讯连接数字图像处理模块B，电子围杆和数字图像处理模块B分别通讯连接PLC控制器。

本发明的另一种技术方案是：一种基于十字路口的交通控制系统,在十字路口处对应设有四个车道，每个车道均由出流车道和入流车道构成；在每个车道的路口处均设有支架和对应斑马线布置的行人等候区，在支架上装有用于指示车辆和行人行走的交通指示装置，其特征是：交通控制系统包括安装于机动车上的车载终端，车载终端包括处理器及分别与其相连接的供电模块、GPS定位模块和显示屏以及无线发射模块，在每个车道上均单独配备有一个PLC控制器和无线接收模块；在每个行人等候区设有行人数量监测系统；所述车载终端依次通过无线发射模块、无线接收模块实时上传的车道上机动车的位置信息及行人数量监测系统监测的行人候车棚内的行人数量信息均传输至PLC控制器，每个PLC控制器分别通讯连接数据处理中心，数据处理中心通讯连接交通管理系统，由交通管理系统对十字路口处各个交通指示装置的指示时间及指示内容进行智能调控，其中数据处理中心内置有城市电子地图，数据处理中心通过将各个机动车的位置信息与城市电子地图进行对比，以获取在每个车道上机动车的数量信息。

本发明中所述数据处理中心获取的每个车道上机动车的数量信息包括在每条车道上禁止变道区的机动车数量信息和距离禁止变道区50～100m范围内可变道区的机动车数量信息。

本发明中在行人等候区设有行人候车棚，行人候车棚由若干根支撑立柱和顶棚构成；所述行人数量监测系统包括安装于每根支撑立柱上的电子围杆和吊装于顶棚上的摄像头B和数字图像处理模块B，其中每相邻的两根电子围杆互为对射，并以此构成一个封闭的监测区域；所摄像头B通讯连接数字图像处理模块B，电子围杆和数字图像处理模块B分别通讯连接PLC控制器。

本发明结构简单、设计巧妙，通过对十字路口处四个车道上禁止变道区和可变道区（50～100m范围内）的机动车辆的数量以及相应的各个行人等候区的人流量进行实时采集和综合分析，以此实现对十字路口处用于指示车辆和行人行走的交通指示装置的亮灭时间及指示内容进行智能调控，防止了车辆在其中某个车道发生拥堵的现象，有效提高了十字路口处交通的通行能力，方便了居民外出驾车行驶。

附图说明

图1是在十字路口处道路与交通指示装置的分布示意图；

图2是在实施例1中，本发明的控制结构框图；

图3是本发明中行人候车棚的结构示意图；

图4是在实施例2中，本发明的控制结构框图。

图中：1—十字路口，2—车道，2a—出流车道，2b—入流车道，3—右转向车道，4—支架，5—斑马线，6—行人候车棚，6a—支撑立柱，6b—顶棚，7—交通指示装置，8a—PLC控制器，8b—PLC控制器，9—机动车数量监测系统A，10—机动车数量监测系统B，11—行人数量监测系统，12—数据处理中心，13—交通管理系统，14—摄像头A，15—数字图像处理模块A，16a—光电传感器A，16b—光电传感器B，17—“7”字形支架A，18—“7”字形支架B，19—电子围杆，20—摄像头B，21—数字图像处理模块B，22—车载终端，23—处理器,24—供电模块,25—GPS定位模块,26—显示屏,27—无线发射模块，28—无线接收模块。

具体实施方式

实施例1

参见图1-2，一种基于十字路口的交通控制系统，在十字路口1处设有与其对接的四个车道2，每个车道2均由反向并排布置的出流车道2a和入流车道2b构成，出流车道2a包括禁止变道区和可变道区；在每个车道的路口处均设有支架4和对应斑马线5布置的行人等候区，其中支架4呈门形框架结构，在支架4上装有用于指示车辆和行人行走的交通指示装置7;在每个车道2上均单独配备有一个PLC控制器8a，并在出流车道2a设有机动车数量监测系统，机动车数量监测系统包括设置在禁止变道区的机动车数量监测系统A9和在距离禁止变道区50～100m内可变道区的机动车数量监测系统B10；在每个行人等候区设有行人数量监测系统11；所述机动车数量监测系统A9、机动车数量监测系统B10和行人数量监测系统11分别与相应车道上的PLC控制器8a进行通讯连接，四个PLC控制器8a分别通讯连接数据处理中心12，数据处理中心12通讯连接交通管理系统13，由交通管理系统13对十字路口1处各个交通指示装置7的指示时间及指示内容进行智能调控。

本实施例中所述机动车数量监测系统A9包括安装在支架4的横梁上的摄像头A14和数字图像处理模块A15，其中摄像头A14用于对禁止变道区内机动车的实时动态进行高速拍摄，由数字图像处理模块A15对摄像头A14实时采集到的照片进行处理，并将处理后的信息传输至PLC控制器8a。

参见图1，本实施例中所述机动车数量监测系统B10包括用于监测进/出距离禁止变道区50～100m的可变道区内机动车数量的光电传感器A（16a）和光电传感器B（16b），光电传感器A（16a）和光电传感器B（16b）分别通讯连接PLC控制器8a；在可变道区并排设有“7”字形支架A17和“7”字形支架B18，“7”字形支架A17位于禁止变道区和可变道区的结合部，“7”字形支架A17和“7”字形支架B18的间距为50～100m，所述光电传感器A（16a）和光电传感器B（16b）对应安装于“7”字形支架A17和“7”字形支架B18的横梁上，并且“7”字形支架A17和“7”字形支架B18的横梁上光电传感器的数量与可变道区内的直行车道和左转车道以及直行、右转向车道的数量相对应。

参见图3，本实施例中在行人等候区设有行人候车棚6，所述行人候车棚6由若干根支撑立柱6a和顶棚6b构成；所述行人数量监测系统11包括安装于每根支撑立柱6a上的电子围杆19和吊装于顶棚6b上的摄像头B20和数字图像处理模块B21，其中每相邻的两根电子围杆19互为对射，并以此构成一个封闭的监测区域；所摄像头B20通讯连接数字图像处理模块B21，电子围杆19和数字图像处理模块B21分别通讯连接PLC控制器8a。当有行人出/入行人候车棚6时，摄像头B20会即刻启动对行人候车棚6内的人流状况进行实时拍摄，并由数字图像处理模块B21对摄像头B20实时采集到的照片进行处理，从而实时获得各个行人候车棚6内等待的行人的数量。

实施例2

参见图4，本实施例所述的交通控制系统的控制结构架构与实施例1基本相同，不同之处在于，交通控制系统在禁止变道区机动车数量信息与距离禁止变道区50～100m范围内可变道区的机动车的数量信息进行采集时采用了安装于机动车上的车载终端22，车载终端22包括处理器23及分别与其相连接的供电模块24、GPS定位模块25和显示屏26以及无线发射模块27，在每个车道上均单独配备有一个PLC控制器8b和无线接收模块28；在每个行人等候区设有行人数量监测系统11；所述车载终端22依次通过无线发射模块27、无线接收模块28实时上传的车道上机动车的位置信息及行人数量监测系统11监测的行人等候区的行人数量信息均传输至PLC控制器8b，四个所述PLC控制器8b分别通讯连接数据处理中心12，数据处理中心12通讯连接交通管理系统13，由交通管理系统13对十字路口1处各个显示装置的指示时间及指示内容进行智能调控，其中数据处理中心12内置有城市电子地图，数据处理中心12通过将各个十字路口1处各个车道2上机动车的位置信息与城市电子地图进行对比，以获取在每个车道2上禁止变道区机动车数量信息与距离禁止变道区50～100m的可变道区内机动车的数量信息。

参见图3，本实施例中在行人等候区设有行人候车棚6，所述行人候车棚6由若干根支撑立柱6a和顶棚6b构成；所述行人数量监测系统11包括安装于每根支撑立柱6a上的电子围杆19和吊装于顶棚6b上的摄像头B20和数字图像处理模块B21，其中每相邻的两根电子围杆19互为对射，并以此构成一个封闭的监测区域；所摄像头B20通讯连接数字图像处理模块B21，电子围杆19和数字图像处理模块B21分别通讯连接PLC控制器8b。当有行人出/入行人候车棚6时，摄像头B20会即刻启动对行人候车棚6内的人流状况进行实时拍摄，并由数字图像处理模块B21对摄像头B20实时采集到的照片进行处理，从而实时获得各个行人候车棚6内等待的行人的数量。

数据处理中心12在通过交通管理系统13对十字路口1处各个交通指示装置7的指示时间及指示内容进行智能调控时，需要综合考虑十字路口1处各个车道2中出流车道2a上禁止变道区与可变道区（50～100m）内车流量信息以及各个路口行人等候区行人数量信息，例如：当四条车道2中出流车道2a上车流量均比较大，并且各个路口行人等候区人流量变化较大时，在十字路口处各个交通指示装置7只能选择常规的方式控制指示时间的切换；当四条车道2中出流车道2a上车流量均比较大，而各个路口行人等候区人流量变化较小时，可以适当地减小十字路口1处用于指示行人行走的各个交通指示装置7切换时间；当在十字路口1处，其中一条车道2中出流车道2a上车流量比较大，而另外三条车道2中出流车道2a上车流量比较小时，可以适当地延长车流量比较大车道上交通指示装置7中绿灯的指示时间，以便尽快对该车道上的机动车进行疏通；当在十字路口1中，对于处于同一直线上的两条车道2而言，当对面车道中出流车道2a上车流量比较大时，可以临时在交通指示装置7上显示“禁止机动车左转”，从而临时禁止该车道上的机动车左转，以尽快疏通对面车道上的车流。

应当指出的是，以上两个实施例仅为本发明的两个最佳的实施方式，本发明不仅适用于十字路口处各个交通指示装置的智能控制，也适用于三岔路口及环岛路口多个路段上各个交通指示装置的智能控制，并且凡是基于本发明的控制原理对各个交通指示装置进行智能控制的技术方案均落入本发明的保护范围之内。