交通信号灯组及其控制系统的制作方法

本实用新型属于交通设备控制技术领域，具体涉及一种交通信号灯组及其控制系统。

背景技术：

随着人类对汽车有用量的不断增加，交通拥挤的现象日益加剧，在人口密度较高的城镇地区，车辆堵塞的现象经常发生，不仅干扰了人类的正常生活，同时对人们工作的效率产生严重的影响，且造成城市空气污染增加，直接危及人身健康。克服由于车辆堵塞所带来的不利影响，主要采用两类不同的手段。第一种是通过增加道路的数量和扩宽道路的宽度，提高车辆的疏导能力；这种方法需要大量的土地资源和投资，而且对于已经成型的闹市区，由于拆迁等问题的困扰，难以实施。第二种方法是通过监测和研究车流量的规律，根据车流量的规律进行适当的疏通和引导，以达到减缓和消除车辆堵塞的目的。

第二种方法是现代智能交通工程的重要内容，通过信号灯的时间配置调整，以提高交叉口的实际通行量，是在城市交通控制中常用的办法。现行的信号灯时间配置方法大体有两种：一种是根据经验，在一天内的不同时段中，分别为交叉口处的各方向的信号灯定出通行时间；另一种是通过监测，用计算机预测出交叉口各个方向的车流需求量，并以此为依据，根据优化原则定出不同方向信号灯的通行时间。

根据经验的方法虽然能够一定程度上解决车辆堵塞的问题，但是由于各路口的车流量具有很大的随机性，所以这种方式的可靠性较差。监测的方法能够根据各路口实际的车流量对路灯进行控制，相对比较可靠且灵活性高，如授权公告号为CN2449306Y的中国专利所公开的功率交叉口信号灯智能控制装置，就是采用地感线圈和摄像头对各路口的车流量进行监测，并根据各路口的车流量对交通灯进行控制。

上述专利所公开的技术方案中采用的摄像头容易受到天气环境的影响，在光线较差的时候所检测到的车流量数据准确性较差；并且根据地感线圈和摄像头所采集到的数据都存在一定的偏差，如果直接使用这些数据获取交通灯的控制策略，会造成对交通灯的控制可靠性和准确性较差的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种交通信号灯组及其控制系统，用于解决现有技术中在对交通灯进行智能控制时，存在的准确性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种交通信号灯组，包括控制器和交通信号灯，控制器与交通信号灯连接；还包括控制系统；所述控制系统包括数据处理装置，数据处理装置与所述控制器连接，并连接有地感线圈检测模块和射频识别模块；所述地感线圈检测模块用于对相应区域内的地感线圈进行检测，所述射频识别模块用于对相应区域内车辆的射频信号进行检测，所述数据处理装置用于根据地感线圈检测模块和射频识别模块检测到的数据得到相应区域内的车流量并发送给控制器，控制器根据从数据处理装置接收到的数据对交通信号灯的工作状态进行控制。

本实用新型所提供的技术方案，同时采用地感线圈检测模块和射频识别模块检测各区域内的车流量数据，由于射频信号不会受到光线强弱的影响，因此本实用新型所提供的技术方案能够提高对车流量数据检测的准确性。

作为对数据处理装置通讯接口所输出数据的进一步优化，在数据处理装置与控制器之间设置有模糊控制模块，模块控制模块用于对数据处理装置得到的相应区域内的车流量进行模糊处理，并将处理结果发送给控制器。

作为对模糊控制模块的进一步改进，所述模糊控制模块集成设置在所述控制器或数据处理装置上。

作为对数据处理装置的进一步改进，所述数据处理模块还设置有用于获取与其距离最近区域内地感线圈信号的接口。

作为对交通信号灯组的进一步改进，还包括中央处理装置，中央处理装置设置有设定数量的用于通讯连接控制器的接口；所述中央处理装置用于根据从各控制器接收到的信息和影响因子生成对各交通信号灯的修正信息并发送给相应的控制器。

一种交通信号灯组控制系统，包括数据处理装置，数据处理装置连接有地感线圈检测模块、射频识别模块和通讯接口；所述通讯接口用于连接交通信号灯的控制器，所述地感线圈检测模块用于对相应区域内的地感线圈进行检测，所述射频识别模块用于对相应区域内车辆的射频信号进行检测，所述数据处理装置用于根据地感线圈检测模块和射频识别模块检测到的数据得到相应区域内的车流量，并通过通讯接口送出。

作为对数据处理装置通讯接口的进一步改进，还包括模糊控制模块，模糊控制模块的输入端连接所述数据处理装置的通讯接口，输出端用于连接交通信号灯的控制器。

作为对模块控制模块的进一步改进，所述模糊控制模块集成设置在所述数据处理装置上。

作为对数据处理装置的进一步改进，所述数据处理装置还设置有用于获取与其距离最近区域内地感线圈信号的接口。

附图说明

图1为交通信号灯组实施例中交通信号灯组的结构原理图；

图2为交通信号灯组实施例中设置中央处理装置的交通信号灯组结构原理图；

图3为交通信号灯组实施例中交通信号组的数据处理流程图。

具体实施方式

本实用新型的目的在于提供一种交通信号灯组及其控制系统，用于解决现有技术中在对交通灯进行智能控制时，存在的准确性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种交通信号灯组，包括控制器和交通信号灯，控制器与交通信号灯连接；还包括控制系统；所述控制系统包括数据处理装置，数据处理装置与所述控制器连接，并连接有地感线圈检测模块和射频识别模块；所述地感线圈检测模块用于对相应区域内的地感线圈进行检测，所述射频识别模块用于对相应区域内车辆的射频信号进行检测，所述数据处理装置用于根据地感线圈检测模块和射频识别模块检测到的数据得到相应区域内的车流量并发送给控制器，控制器根据从数据处理装置接收到的数据对交通信号灯的工作状态进行控制。

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。

交通信号灯组实施例：

本实施例提供一种交通信号灯组，根据各路口的车流量对相应的交通灯进行控制，以提高各路口的车辆通行率，减少交通信号灯的放空时间。

本实施例所提供的交通信号灯组，其结构如图1所示，包括地感线圈检测模块1、电源管理装置2、射频识别模块3、数据处理装置4、串口通讯装置5、PID模糊控制模块6、作为控制器的单片机7和交通信号灯8。

数据处理装置4与地感线圈检测模块1、射频识别模块3连接，当有车辆经过地感线圈时，地感线圈发出相应的信号；地感线圈检测模块1能够检测相应区域内地感线圈所发出的信号，射频识别模块能够检测相应区域内车辆的射频信号；地感线圈检测模块1和射频识别模块3将检测到的信号发送给数据处理装置4。

数据处理装置4中设置有Matlab/Simulink模块，当数据处理装置4接收到地感线圈检测模块1和射频识别模块3的数据之后，通过Matlab/Simulink模块中的信号处理系统对两组数据进行处理，得到与相应区域内较为准确的车流量数据。

数据处理装置4通过串口通讯装置5连接PID模糊控制模块6，数据处理装置4计算出相应区域内的车流量后将其发送给PID模糊控制模块6；PID模糊控制模块6接收到相应区域内的车流量信息后，对其进行模糊处理，使其更接近该区域实际的车流量。

PID模糊控制模块6对车流量处理时所采用的公式为：

e(k)为计算出的其中一个区域的车流量，Q(k)为处理后的该区域车流量，kp表示比例系数；ki表示积分系数；kd表示微分系数，e(i)为该区域内的车流量偏差，ec(k)为该区域内的车流量偏差变化率。

PID模糊控制模块6的输出端与单片机7连接，单片机7连接交通信号灯8，PID模糊控制模块6将计算得到的相应区域内的实际车流量发送给单片机7，单片机7根据相应区域内的车流量信息控制交通信号灯8的工作状态，以提高各路口的车辆通行率，减少交通信号灯8的放空时间。

PID模糊控制模块6为设置有相应控制程序的处理器，作为其他实方式，可将PID模糊控制模块6集成设置在单片机7或者数据处理装置4上。

在本实施例所提供的交通信号灯组的工作过程中，电源管理装置2连接各用电设备的电源端，用于为交通信号灯组的各用电设备供电。

本实施例中，交通信号灯组所监控区域内的地感线圈与其相邻区域内的地感线圈是相连的，因此数据处理装置4不仅能够对相应区域内的地感线圈的信号，还能够接收到距离其最近区域内地感线圈的信号，并根据距离其最近区域内地感线圈的信号预判本区域内各路口的车流量并做出信号协同匹配，实现各区域之间的协调信号控制。

作为对本实施例所提供交通信号灯组的进一步改进，还设置有中央处理装置，如图2所示，中央处理装置上设置有设定数量的通讯接口，各通讯接口分别与不同交通信号灯组中的单片机7连接，用于从单片机7获取各交通信号灯的工作状态；中央处理装置根据各路口处的影响因子对各交通信号灯的控制方式进行修正，并将修正后的数据发送给各交通信号灯组的控制器，各控制器根据从中央处理装置接收到的信号对相应的交通信号灯进行控制。

综上所述，本实施例所提供交通信号灯组的具体控制流程如图3所示。

系统实施例：

本实施例提供一种交通信号灯组控制系统，其中包括上述交通信号灯组实施例中的数据处理装置4、地感线圈检测装置1和射频识别模块3，该控制系统已在上述交通信号灯组实施例中做了详细介绍，这里不多做说明。