基于手机无线网的城市交通控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于手机无线网的城市交通控制装置，包括车辆识别摄像头、当地交通控制器、交通信号灯和城市交通控制终端，当地交通控制器包括手机无线网路由器、网络接口、道路交通优化处理器一、交通信号管理器，道路交通优化处理器一通过网络接口、网线连接车辆识别摄像头，道路交通优化处理器一通过手机无线网路由器无线连接城市交通控制终端，道路交通优化处理器一通过交通信号管理器连接交通信号灯；该种基于手机无线网的城市交通控制装置，通过车辆识别摄像头、当地交通控制器、城市交通控制终端实现对交通信号灯的实时控制。通过使用车辆识别摄像头，极大降低实施难度及运行成本。
【专利说明】
基于手机无线网的城市交通控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于手机无线网的城市交通控制装置。
【背景技术】
[0002]现有的交通控制系统的红绿灯时间基本上是按经验设定的。这些路口的交通控制信号不会根据车流量变化实时调整，经常出现有车的方向红灯，而没车的方向长时间绿灯。或者绿灯方向的车辆因前方路口是红灯，车辆无法前行；当红绿灯变换时，原绿灯方向的车被堵在本路口，现在绿灯方向的车无法通过路口，进一步造成本路口拥堵。这种实际道路车辆状况和交通控制信号不同步的情况会增加车辆停留次数和时间，浪费现有的道路资源，造成交通拥堵，加大能源消耗和废气污染。
[0003]为改善实际道路交通和预定的交通控制信号不同步的状态，需要根据道路的实时状况进行交通控制。目前现有的车辆监控摄像头将监控视频进行传输，这种方式下，传输数据量多，实施难度大、成本高。
[0004]上述问题是在交通控制设施的设计与使用的过程中应当予以考虑并解决的问题。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种基于手机无线网的城市交通控制装置解决需要根据道路的实时状况进行交通控制的问题。
[0006]本实用新型的技术解决方案是:
[0007]—种基于手机无线网的城市交通控制装置，包括车辆识别摄像头、当地交通控制器、交通信号灯和城市交通控制终端，当地交通控制器包括手机无线网路由器、网络接口、道路交通优化处理器一、交通信号管理器，道路交通优化处理器一通过网络接口、网线连接车辆识别摄像头，道路交通优化处理器一通过手机无线网路由器无线连接城市交通控制终端，道路交通优化处理器一通过交通信号管理器连接交通信号灯。
[0008]进一步地，车辆识别摄像头面对车辆进入路口的方向设置。
[0009]进一步地，车辆识别摄像头采用4416X3312像素的车辆识别摄像头。
[0010]进一步地，城市交通控制终端包括广域网络接口、道路交通优化处理器二、交通监控控制器、交通状态显示墙、交通历史数据库服务器，广域网络接口通过网线、交通监控局域网连接道路交通优化处理器二，道路交通优化处理器二连接交通监控控制器，交通监控控制器连接交通状态显示墙。
[0011]本实用新型的有益效果是:该种基于手机无线网的城市交通控制装置，通过车辆识别摄像头、当地交通控制器、城市交通控制终端实现对交通信号灯的实时控制。通过车辆识别摄像头实现道路中车辆的识别，从而实现传输的不是交通监控视频，而是简单的道路交通车辆和行人的实时统计数据，用于描述各类车辆数量，所需数据量很少，能够使用手机无线网传输，不需要租用电信专用通道，极大降低实施难度及运行成本。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型实施例基于手机无线网的城市交通控制装置的结构示意图；
[0013]图2是实施例中多个当地交通控制器与城市交通控制终端的连接示意图；
[0014]图3是实施例中当地交通控制器的内部结构示意图；
[0015]图4是实施例中城市交通控制终端的内部结构示意图；
[0016]图5是车辆识别摄像头识别到车辆的示意图；
[0017]图6是目前城市交通控制信号与实际状态失步的结果示意图；
[0018]图7是在由北向南方向的车道上一个车群正在接近路口I时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0019]图8是当由北向南的车群通过路口I之后，正在接近路口2时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0020]图9是当由北向南的车群已经通过路口2之后，正在接近路口 3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0021]图10是由北向南的车群已经通过路口I，由南向北的车群也顺利通过路口3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0022]图11是由南向北的车群已经接近路口I时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0023]图12是当由南向北的车群到达路口I时，由北向南的车群已经通过路口 I和路口 2时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0024]图13是当由北向南和由南向北的车群都已经通过路口I，路口 2和路口 3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。
[0025]其中:1_交通信号灯，2-车辆识别摄像头，3-当地交通控制器，4-城市交通控制终端。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
[0027]实施例
[0028]一种基于手机无线网的城市交通控制装置，如图1和图2，包括车辆识别摄像头2、当地交通控制器3、交通信号灯I和城市交通控制终端4，如图3，当地交通控制器3包括手机无线网路由器、网络接口、道路交通优化处理器一、交通信号管理器，道路交通优化处理器一通过网络接口、网线连接车辆识别摄像头2，道路交通优化处理器一通过手机无线网路由器无线连接城市交通控制终端4，道路交通优化处理器一通过交通信号管理器连接交通信号灯I。
[0029]该种基于手机无线网的城市交通控制装置，通过车辆识别摄像头2、当地交通控制器3、城市交通控制终端4实现对交通信号灯I的实时控制。实施例系统能够根据各路口的交通状态实时调整各路口的交通控制信号，让城市中多个交通路口的控制信号能够根据道路交通状态实时调整，实现车辆与交通信号同步。
[0030]设置当地交通控制器3，在当地交通控制器3在与城市交通控制终端4的通信正常时，通过城市交通控制终端4对多个当地交通控制器3进行集中控制。在当地交通控制器3在与城市交通控制终端4的通信中断，可被设置为独立运行状态时，能够按照该路口设定的优化目标和优化参数，根据该路口的实时交通状况进行优化运算后，得出各交通信号灯I的状态，然后按照优化结果，控制相应的红绿灯，实现该路口交通的优化。
[0031]通过车辆识别摄像头2实现道路中车辆的识别，从而实现传输的不是交通监控视频，而是简单的道路交通车辆和行人的实时统计数据，用于描述各类车辆数量，所需数据量很少，能够使用手机无线网传输，不需要租用电信专用通道，极大降低实施难度及运行成本。
[0032]车辆识别摄像头2面对车辆进入路口的方向设置。车辆识别摄像头2采用4416X3312像素的车辆识别摄像头2。车辆识别摄像头2具有4416X 3312像素的高分辨率物体识别能力，能够识别道路上的车辆种类并计算相关的交通状况参数，输出的不是道路的监控视频，而是道路上各车道上车辆的种类，数量，位置和行驶速度，以及人行道上行人的数量。
[0033]手机无线网路由器通过手机无线网无线连接城市交通控制终端4，手机无线网是指目前广泛实施的移动通信系统以及将来发展的类似的移动通信系统，包括但不限于3G，4G和LTE等数据服务，用于提供各路口当地交通控制器3与城市交通控制终端4的网络连接。
[0034]如图4，城市交通控制终端4包括广域网络接口、道路交通优化处理器二、交通监控控制器、交通状态显示墙、交通历史数据库服务器，广域网络接口通过网线、交通监控局域网连接道路交通优化处理器二，道路交通优化处理器二连接交通监控控制器，交通监控控制器连接交通状态显示墙。
[0035]使用实施例系统，通过把多个路口各方向道路上的车辆种类、数量、当前位置和行驶速度，经过手机无线网，送到城市交通控制终端4。城市交通控制终端4根据各路口的物理位置、各种车辆及道路的优先级，按照该时段的优化目标，对整个城市的交通控制进行统一优化，并根据优化结果，通过手机无线网控制各路口的交通信号，使得信号灯与道路行驶车辆同步，充分利用现有道路资源，降低车辆停留次数和时间，改善交通拥堵状态，降低废气污染，实现交通控制智能化。
[0036]具体地，利用车辆识别摄像头2，识别出车辆种类，如轿车、公交车、货车、电瓶车及行人等，实时计算各种车辆的位置、速度、行驶方向等交通参数，并统计路口各条路及各车道的繁忙情况，然后把交通参数和统计数据通过手机无线网，实时传送到城市交通控制终端4;交通城市交通控制终端4根据各种车辆和各条道路的优先级别，按照预定的优化目标，确定各交通路口的控制信号，通过手机无线网发送到各路口的当地交通控制器3，实时调整交通信号，协调各路口交通，使得控制信号与道路交通同步，减少车辆停留次数和停留时间，充分利用现有道路资源，提高道路的利用率，降低车辆的停留次数和时间，改善城市交通。
[0037]实施例系统可以结合如下优选的交通控制方法实现对交通控制，具体为:
[0038]车辆识别摄像头2识别并统计设定道路上各车道上的车辆和行人情况，并把统计数据用网线接入当地交通控制器3。
[0039]当地交通控制器3接收该路口上各条道路的实时统计数据，然后通过手机无线网，送到城市交通控制终端4。
[0040]城市交通控制终端4汇总多个路口的实时统计数据后，根据各种车辆和道路优先级别，按照预定时段的优化目标，自动或人工实时调整，得出个方向红绿灯的状态，然后通过手机无线网，送回到相应当地交通控制器3，控制该路口的各方向的交通信号灯I，包括红绿灯、剩余时间、行人信号等。
[0041 ]设置多个车辆识别摄像头2，每个交通方向至少一套，安装在面对车辆进入路口的方向，对道路上的图像进行处理，根据车辆特征识别并统计道路上各车道的车辆种类、数量、行驶速度和当前位置，然后把统计数据按照标准IEEE802.3协议通过网线接入当地交通控制器3;同时通过网线实现POE从当地交通控制器3获取电源。
[0042]当地交通控制器3包括道路交通优化处理器一，道路交通优化处理器一接收来自该路口上各道路上的多个车辆识别摄像头2的交通统实时计数据，对数据进行处理和编码后，通过手机无线网送到城市交通控制终端4，同时接受城市交通控制终端4送来的交通控制数据，控制该路口的交通信号，实现多个路口交通的优化协调集中控制。当地交通控制器3在与城市交通控制终端4的通信中断，或者被设置为独立运行状态时，能够按照该路口设定的优化目标和优化参数，根据该路口的实时交通状况进行优化运算后，得出各交通信号灯I的状态，然后按照优化结果，控制相应的红绿灯，实现该路口交通的优化。
[0043]当地交通控制器3在与城市交通控制终端4的通信正常，通过手机无线网，配合车辆识别摄像头2，实时采集多个路口的交通状态数据，对各路口的交通控制进行优化后，实时集中协调控制各路口的交通信号;每个路口装有多个车辆识别摄像头2和一个当地交通控制器3;车辆识别摄像头2识别并输出道路上车辆种类，数量，行驶速度，当前位置以及行人状况等实时统计数据，经过网线传输到当地交通控制器3;当地交通控制器3经手机无线网接入到城市交通控制终端4;城市交通控制终端4根据各路口的交通状况统计数据，按照道路和各种车辆的优先级，优化道路交通，再经手机无线网把控制数据发送到各路口的当地交通控制器3，集中控制路口的交通信号。
[0044]图2为多当地控制器通过手机无线网与城市交通控制终端4实现集中控制的一个方案示意图。设置为集中控制的当地交通控制器3，采集该路口各方向车道上的车辆和行人的数量，当前位置和行驶速度。各交通路口的当地控制器通过手机无线网，把各路口的道路统计数据实时传输到城市交通控制终端4。交通城市交通控制终端4把这些统计数据汇总后，按照道路及车辆类型优先级别，以及各时段的优化目标进行优化，然后把优化后的交通控制数据再通过手机无线网，传送到各交通路口的当地控制器，实现各路口之间的红绿灯同步协调，使得行驶顺利，极大降低停留次数。
[0045]参考图3所示，当地控制器内部结构的一个方案，包括标准网络接口，把车辆识别摄像头2送来的各路口的统计数据送入道路交通优化处理器一；该道路交通优化处理器一把统计数据按照城市交通控制终端4的通信协议打包后，送到手机无线路由器;该路由器把接收到的数据按照手机无线网协议打包后，通过手机无线网送到城市交通控制终端4，然后把从城市城市交通控制终端4接收到的各方向的交通控制信号状态，按照现有交通信号管理器的通信规约，把交通控制信号编码，然后送入交通信号管理器;该交通信号管理器根据控制信号的状态控制相应的指示灯等设备。
[0046]该城市交通控制终端4能够与所需要控制路口的当地交通控制器3实现无线网络连接，接收各路口的实时交通统计数据，根据各种车辆和道路的优先级，以及天气情况，按照该时段的优化目标，对所控制交通路口的信号进行自动或手动优化;然后把各路口的控制信号通过无线网络送到各交通路口的当地控制器，控制各道路的交通信号，使信号与道路车辆状况同步。
[0047]参考图4所示，城市交通控制终端4的内部结构的一个方案，包括标准广域网接口，接收从多个路口的当地交通控制器3送来的各路口的统计数据送入道路交通优化处理器二，根据各路口的优先级设置，对各个路口的实时交通进行优化并控制相应路口的交通控制信号;然后接入城市城市交通控制终端4的交通监控局域网，并根据接收到的车辆及行人的位置和运行速度的交通统计数据，构造出当前交通状况模型图，同时接到交通监控控制器，再送到交通状态显示墙，以便监控人员监控交通状况;局域网上的监控员可以监视各路口的当前状态和优化调度结果，调整各路口的配置参数，需要的话可以实时调整路口的控制信号。各路口的实时交通数据被存入历史数据库，为道路交通优化模块学习从而进一步改善优化模型提供依据。
[0048]参考图5所示，一条道路上的车辆识别摄像头2所识别车辆情况的示意图。在示意图中标记I到10代表车辆识别摄像头2看到的道路上的车辆。其中标记I，2，3，4，6，8和10所标记的车辆表示通常轿车;5表示小公交车;7表示大型公交车;9表示大货车。
[0049]在图5中，车辆识别摄像头2识别出一辆轿车正在右拐，后面有一辆大车货车和一辆轿车以每小时25公里在右转车道上行驶，分别距离路口 20米和50米;有一辆轿车和一辆小公交车在直行道上等待，有一辆轿车和大公交车以每小时10公里的速度在直行道上接近路口，分别距路口 25米和35米;有两辆车在左转道上等待，另一辆车以每小时15公里速度在左转道上接近路口，距离40米。
[0050]参考图6所示，表示当前城市交通控制信号与车辆状态不同步的结果。当路口I的由北向南方向绿灯时，由于路口 2由北向南方向红灯，很多车辆停留在路口 I与路口 2之间的由北向南车道上，造成路口 I的由北向南方向的车无法前行而被堵在路口 I。当路口 I的由东向西方向绿灯时，被原来由北向南滞留的车辆挡住，无法通过路口，造成道路资源浪费。[0051 ]参考图7所示，表示在由北向南方向的车道上一个车群正在接近路口 I时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。图7中假设南北方向的道路为城市主干道，优化目标为车辆在主干道上的停留时间最短。图7中的状态表示:由北向南方向的车道上有一个车群正在接近路口 I，交通优化控制器预计车辆到达路口的时间，提前中断东西向的车辆，使得由北向南的车辆正好不停留通过路口 I。而此时，由南向北的车辆比较少，于是同时让由北向南和由北向东的车辆通行。在由北向南的车辆群未到达路口 2之前，路口 2和3让东西方向的车辆通过。
[0052]参考图8所示，表示当由北向南的车群通过路口 I之后，正在接近路口 2时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图7所示的交通控制状态。当由北向南的车群通过路口 I之后，正在接近路口 2ο交通控制优化系统及时将路口 2上东西向的车辆停下，让车群不停留直接通过路口 2ο此时，路口 I由北向东的左拐车道已经没有车辆，于是让由南向北的车辆通过路口 I。由北向南的车群还没有到达路口 3，继续让路口 3的东西向的车辆通过。
[0053]参考图9所示，表示当由北向南的车群已经通过路口 2之后，正在接近路口 3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图8所示的交通控制状态。当由北向南的车群已经通过路口 2之后，正在接近路口 3。交通控制优化系统及时将路口 3上东西向的车辆停下，让车群不停留直接通过路口 3。同时让由南向北的车群通过路口
3。此时，路口 2由南向北的车辆比较少，于是让由北向东的车辆通过路口 2。
[0054]参考图10所示，表示由北向南的车群已经通过路口 I，由南向北的车群也顺利通过路口 3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图9所示的交通控制状态。当由北向南的车群已经通过路口 I，路口 I让东西向的车辆通过。此时，由南向北的车群也顺利通过路口 3 ο当车辆到达路口 2时，交通控制器提前停止由北向东的车辆，让车群顺利通过路口 2。
[0055]参考图11所示，表示由南向北的车群已经接近路口I时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图10所示的交通控制状态。当由南向北的车群已经通过路口3，路口3让由北向东的车辆通过。此时由南向北的车群已经接近路口 I，交通优化系统准备停止路口 I东西向的车辆。
[0056]参考图12所示，表示当由南向北的车群到达路口 I时，由北向南的车群已经通过路口 I和路口 2时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图11所示的交通控制状态。当由南向北的车群到达路口 I时，由北向南的车群已经通过路口 I和路口 2，于是路口交通优化系统让路口 I的由南向北和由南向西的车辆通行，同时让路口 2的东西向车辆通行。此时由南向北的车群已经通过路口 3，交通优化系统让由北向南和由北向东的车辆通行。
[0057]参考图13所示，表示当由北向南和由南向北的车群都已经通过路口 I，路口 2和路口 3时，实施例系统结合交通控制方法协调城市路口交通的示意图。接上述示意图12所示的交通控制状态。当由北向南和由南向北的车群都已经通过路口 I，路口 2和路口 3，这些路口均让东西向车辆通过路口，完成一个主导车辆通过这3个路口的控制周期。
[0058]这些示意图只是简单的交通状况，实际情况更加复杂，而且整个城市的交通路口很多，需要大量的优化运算。然而，这些优化运算必须建立在交通城市交通控制终端4能够及时获取各路口的实时交通状态数据，能够及时掌握各路口，各方向车道的车辆及行人数量的基础上。
[0059]参考图1、图2、图3和图4所示，综合说明如下:车辆识别摄像头2识别道路上车辆种类、数量、位置和行驶速度，分类统计各方向车道上的车辆和行人数据，然后把这些统计数据经过手机无线网发送到城市交通控制终端4。城市交通控制终端4汇总各多个路口的数据后，根据这些统计数据，按照道路和各种车辆的优先级，以及该时段的优化目标，优化各条道路的控制信号，再把控制信号按规约打包后，通过手机无线网下发到相应路口的当地交通控制器3，控制各方向的交通信号。
[0060]而除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本专利的范围内。
[0061]尽管这里参照本专利的多个解释性实施例对本专利进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种基于手机无线网的城市交通控制装置，其特征在于:包括车辆识别摄像头、当地交通控制器、交通信号灯和城市交通控制终端，当地交通控制器包括手机无线网路由器、网络接口、道路交通优化处理器一、交通信号管理器，道路交通优化处理器一通过网络接口、网线连接车辆识别摄像头，道路交通优化处理器一通过手机无线网路由器无线连接城市交通控制终端，道路交通优化处理器一通过交通信号管理器连接交通信号灯。2.如权利要求1所述的基于手机无线网的城市交通控制装置，其特征在于:车辆识别摄像头面对车辆进入路口的方向设置。3.如权利要求1所述的基于手机无线网的城市交通控制装置，其特征在于:车辆识别摄像头采用4416X 3312像素的车辆识别摄像头。4.如权利要求1-3任一项所述的基于手机无线网的城市交通控制装置，其特征在于:城市交通控制终端包括广域网络接口、道路交通优化处理器二、交通监控控制器、交通状态显示墙、交通历史数据库服务器，广域网络接口通过网线、交通监控局域网连接道路交通优化处理器二，道路交通优化处理器二连接交通监控控制器，交通监控控制器连接交通状态显示墙。
【文档编号】G08G1/08GK205670385SQ201620472821
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年5月21日
【发明人】郑永春, 周飞标, 陈建苗, 胡林, 王燕, 孙莉, 章立杨
【申请人】南京悍雕科技有限公司