专利名称：自动调控路口车辆交通状态的方法
技术领域：
本发明涉及一种自动调控路口车辆交通状态的方法，主要用于控 制交通信号灯。
背景技术：
交通信号灯或红绿灯控制的是否合理是影响道路路口通行能力的 一个重要因素，现有红绿灯控制系统设置在位于红绿灯路边的红绿灯 控制拒里，通过中央控制单元控制红绿灯开关的动作，实现红绿灯的 依次转换，该控制系统设有模式设置装置和人工开关装置，通过模式 设置装置输入控制红绿灯转换顺序和转换时间等控制参数，通过人工 开关装置实现人对红绿灯的直接控制，在没有人工操作的情况下，红 绿灯将依据设定的程序安装固定的周期进行信号变化，控制各方向道 路上的车辆驶过路口。这种技术的缺陷是当对面道路拥堵、使驶入路 口的车辆无法继续行驶时，就是阻挡其他方向的车辆行驶，各方向车 辆驶入并停止在路口内，将整个路口 "插死"。为避免这种情况的出 现，有关部门规定前方道路拥堵导致车辆无法驶出路口的情况时，即 使在绿灯亮的状态下也不允许未驶入路口的车辆,使入路口 ，但这个规 定实际实施起来有一定的困难，西为驾驶员的视野被前方车辆阻挡， 无法对整个道路情况进行准确的判断，出现行驶緩慢时不能确定驶入 路口后是否能够进行驶出路口，这时驾驶员如果进行行驶，可能要冒 因造成路口拥堵妨碍道路交通并面临处罚，如果停止行驶，有可能会 造成不必要的时间浪费并阻挡后续车辆的行驶，同样也形成对道路交 通的妨碍。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了 一种自动调控路口车辆交 通状态的方法，釆用这种方法可以根据各方向道路的拥堵情况，自动 调控车辆驶入路口的数量和时间，以避免因为车辆拥堵在路口后将整 个道路堵死。
本发明实现上述目的技术方案是 一种自动调控路口车辆交通状 态的方法，其在红绿灯控制系统设置道路交通监控装置，用于监控道 路路口的交通拥堵状态，由红绿灯控制系统根据交通监控装置采集的 信息进行分析，判断各驶入车道的前方车道(相应方向驶离路口的车 道)的拥堵状况，并根据交通拥堵状况确定是否依据常规方式进行红 绿灯的切换，在某一车道前方道路拥堵无法驶入时，将该车道的红绿 灯设置成红灯亮，在该车道前方道路拥堵状态解除，使该车道的车辆 可以驶过路口时，恢复正常的红绿灯切换方式。
由于本发明可以自动监视和判断路口各驶入车道的前方车道的 拥堵情况，并在拥堵状态下通过控制红绿灯的方式，禁止相应车道的 车辆驶入路口 ，由此解决了由驾驶员主观判断是否可以驶入路口的难 题，避免了因在拥堵状态下因车辆驶入路口将整个路口插死的现象， 并减少了驾驶员在判断拥堵状态上所面临的风险，避免了对仅仅受客 观条件限制而无法准确判断拥堵状态的驾驶员的处罚，使相应的交通 管理更加合理和人性化，也保证了路口的畅通。
图l是本发明的结构框图2是本发明采用的一种红绿灯控制系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1 ，本发明提供了 一种自动调控路口车辆交通状态的方法， 其在红绿灯控制系统设置道路交通监控装置，用于监控道路路口的交 通拥堵状态，由红绿灯控制系统根据交通监控装置采集的信息进行分 析，判断各驶入车道的前方车道(相应方向驶离路口的车道)的拥堵 状况，并根据交通拥堵状况确定是否依据常规方式进行红绿灯的切 换，在某一车道前方道^各拥堵无法驶入时，将该车道的红绿灯设置成 红灯亮，在该车道前方道踪4用堵状态解除， -使该车道的车辆可以马史过 路口时，恢复正常的红绿灯切换方式。
所用道路交通监控装置以及对这些装置采用的信息的分析判断 方法可以采用适应的现有技术，根据摄像机的图像或不同地感线圈的 信号可以判断出^各口和前方车道的车辆分布情况以及各位置车辆的 行驶速度，前方路口为较长连续车辆队列、各车辆之间的距离小于设
定的合理行驶距离(例如2 - 3米)、并且处于停止状态或者行驶速度 小于设定的合理行驶速度(例如3 - 5 7>路/小时)，则判定各车道拥堵。
拥堵情况判断和红绿灯切换模式的变换(必要时)，以减少数据处理量。
在判定交通拥堵或不拥堵后，可以查询当前红绿灯模式(是正常 切换模式和还是一直是红灯的红灯模式)，当当前红绿灯模式与基于 拥堵情况应有的 f莫式不符时，将红绿灯切换模式切换为适应的模式。
参见图2,本方法的实现可以采用与本方法相应的自动调控路口 车辆交通状态的系统，该系统包括用于控制红绿灯的中央控制单元和 用于监视路口和各驶离方向道路交通情况的监视用摄像机，所述监视用摄像机获取路口内和各驶离方向道路交通图像信息，经过接口电路 转换后送入中央控制单元，所述中央控制单元对该交通图l象信息进行 处理后，判断路口内和各驶离方向道路的拥堵情况，在拥堵状态下控 制相应驶入方向的红绿灯设置成并保持在红灯亮的状态，直至拥堵状 态消除后再恢复原有的红绿灯转化方式。
所述中央控制单元可以采用微处理器，其在软件的支持下对车辆 特征进行识别并根据相邻帧图像的视差和相邻帧的间隔时间计算监 视范围内各车辆的行驶速度，在选定区域内车辆紧密排列并且行驶速 度低于一定值或静止时，判断为路口拥堵，并控制绿灯灭，红灯亮。
用于判断路口拥堵的选定区域以便可以包括路口内和驶离方向
临路口的一段距离(例如5 - 20米)，具体范围可以4艮据交通管理需 要和各路口的具体情况，并可经计算机模拟试验和现场试验确定，以 保证路口各方向最大的通行量和路口不被插死为准。用于判断拥堵的 行驶速度值也可以根据经验和上述试验方式确定，并考虑路口内和各 驶离方向道路的车辆容纳能力，例如可以认定行驶速度在5公里/小 时以下为拥堵的判断标准，在行驶速度高于该值时，在红绿灯的切换 时间内路口内的车辆 一般都可以驶出路口或驶离放行路线，避免对放 行车辆造成过大的妨碍。
所述监视用摄像机可以是一个全景摄像机，也可以时对应于各驶 离方向道路的若干摄像机，在绿灯亮之前通过全景摄像机或相应的摄 像机摄取路口和相应驶离方向道路的交通图像，并将该交通图像信息 送入所述的微处理器，在经过微处理器分析判断后未处于拥堵状态的 情况下，所述中央控制单元依据预先设定的模式切换成绿灯亮，在处 于拥堵状态时保持红灯亮。所述中央控制单元设有模式设置装置和人工开关装置，所述模式 设置装置用于人工设置各方向红绿灯的转换方式和各方向红绿灯切 换时间等红绿灯工作参数，所迷人工开关装置用于进行人工开关控 制，当启动人工开关功能时，红绿灯依据人工开关进行工作。
所述中央控制单元、模式设置装置、人工开关装置以及用于摄像 机与中央处理单元之间通信的所述接口电路在红绿灯控制拒内，其中 模式设置装置和人工开关装置设有露在红绿灯控制拒面板上的按钮、 按键或其他可以进行人工操作的件，所述红绿灯控制拒设有防撬检测 接口电路和报警驱动电路，用于接收红绿灯控制拒防撬检测器发来的 红绿灯控制拒门-故非法开启或^^坏的4企测信号，所述中央控制单元接 到红绿灯控制柜门被非法开启或破坏的检测信号后，生成报警驱动信 号送至报警驱动电路，所述报警驱动电路连接报警器(例如各种声光 报警器)，控制报警器进行报警，并且还可以向由此控制的任意摄像 机发送指令控制其对红绿灯控制柜及周围进行拍摄，以获得红绿灯控 制拒被非法开启或破坏过程中和以后的现场情况。所述防撬检测器通 常可以安装在红绿灯控制拒的拒门上，可以是一个，也可以是两个或 两个以上，以提高可靠性。当防撬红绿灯控制柜的数量是两个或两个
量，以分别连接各防撬检测器，为避免漏报，在一个检测器送来非法 开启或破坏的检测信号时，就进行报警和拍摄。 所述红绿灯控制拒设有保温层。
所述红绿灯控制拒可以设有前门或者前门和后门，所述保温层设 置在红绿灯控制拒各侧板和所述前门或所述前后门体，红绿灯控制拒 的其他面板(例如顶板)也可以设有保温层。所述保温层一般可以采用岩棉材料，以同时具有保温和防火等优点。
所述红绿灯控制拒内可以设有加热装置、制冷装置和/或通风装 置，用于调节和机红绿灯控制拒内环境(空气)条件，使电子设备始 终处于适宜的环境条件下。
所述通风装置可以采用对流风扇，所述对流风扇一^:可以位于所 述红绿灯控制拒内的顶部，这样有利于风在红绿灯控制拒内的流动， 所述红绿灯控制拒上可以设有若干通风口，以便内外空气的交换，调 节红绿灯控制拒内的温度以及湿度。
所述加热装置可以采用电加热板，所述电加热板可以设置在所述 红绿灯控制拒两侧侧板内侧的下部，这样有利于热量在红绿灯控制拒 内的传递，并且有利于减少空间占用。
所述电加热板可以采用石英加热板，这种加热板体积小巧，以减 少空间占用。加热装置可以用于在冬季温度过低时(例如< -15°C时) 的红绿灯控制拒内加热，以调节红绿灯控制拒内的温度，确保系统的 稳定运行。此项功能特别适合在我国北方，尤其是东北、内蒙等寒冷 地区。
所述制冷装置可以采用微型空调或其他形式的电制冷板4，以减 少空间占用并方便安装。所述电制冷板可以设置在所述红绿灯控制拒 两侧侧板内侧的上部，这样有利于冷气的传递。制冷装置可用于在夏 季温度过高时(例如》45。C时)，对红绿灯控制拒内的温度进行调节， 确保系统的稳定运行。
所述对流风扇、加热装置、制冷装置均可以设有自动控制装置， 所述自动控制装置的处理器可以釆用红绿灯控制拒内的电子设备，通 过设置相应的软件实现对所述对流风扇、加热装置、制冷装置的控制，红绿灯控制拒内可以设有温度传感器，还可以根据控制需要再设有湿 度传感器，这些传感器与所述对流风扇、加热装置、制冷装置的自动 控制装置连接，将红绿灯控制拒内的温度、湿度等数据送至所述自动 控制装置，以进行相应的控制。
本发明所述红绿灯泛指交通信号灯，从颜色上包括红灯、绿灯和 黄灯，从指示方向上包括直行灯、左转弯灯、右转弯灯、调头灯和无 箭头指示的灯。
权利要求
1.一种自动调控路口车辆交通状态的方法，其特征在于在红绿灯控制系统设置道路交通监控装置，用于监控道路路口的交通拥堵状态，由红绿灯控制系统根据交通监控装置采集的信息进行分析，判断各驶入车道的前方车道的拥堵状况，并根据交通拥堵状况确定是否依据常规方式进行红绿灯的切换，在某一车道前方道路拥堵无法驶入时，将该车道的红绿灯设置成红灯亮，在该车道前方道路拥堵状态解除，使该车道的车辆可以驶过路口时，恢复正常的红绿灯切换方式。
2. 如权利要求1所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于当前方路口为较长连续车辆队列、各车辆之间的距离小于 设定的合理行驶距离、并且处于停止状态或者行驶速度小于设定的合 理行驶速度，则判定该车道拥堵。
3. 如权利要求2所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于依据每个红绿灯切换周期或者在设定的时间周期进行道路拥堵情况判断和红绿灯切换模式的变换。
4. 如权利要求3所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于在判定交通拥堵或不拥堵后，查询当前红绿灯;^莫式，当前 红绿灯模式与基于拥堵情况应有的模式不符时，将红绿灯切换模式切 换为适应的模式，或者不查询当前的红绿灯模式，在确定拥堵状态后， 直接将红绿灯模式设定为相应的模式。
5. 如权利要求1 、 2 、 3和4所述的自动调控路口车辆交通状 态的方法，其特征在于采用红绿灯控制系统进行上述控制，该控制系 统包括用于控制红绿灯的中央控制单元。
6. 如权利要求5所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于所述道路监控装置为用于监视路口和各驶离方向道路交通情况的监视用摄像机，所述监视用摄像机获取路口内和各驶离方向 道路交通图像信息，经过接口电路转换后送入中央控制单元。
7. 如权利要求6所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于所述中央控制单元对该交通图<象信息进行处理后，判断路 口内和各驶离方向道路的拥堵情况，在拥堵状态下控制相应驶入方向 的红绿灯设置成并保持在红灯亮的状态，直至拥堵状态消除后再恢复 原有的红绿灯转化方式。
8. 如权利要求7所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于所述中央控制单元采用微处理器，其在软件的支持下对车 辆特征进行识别并才艮据相邻帧图像的视差和相邻帧的间隔时间计算 监视范围内各车辆的行驶速度，在选定区域内车辆紧密排列并且行驶 速度低于一定值或静止时，判断为路口拥堵，并使驶入方向的红灯亮。
9. 如权利要求8所述的自动调控路口车辆交通状态的方法， 其特征在于所述监视用摄像机是一个全景摄像机或者是对应于各驶 离方向道路的若干摄像机，在绿灯亮之前通过全景摄像机或相应的摄 像机摄取路口和相应驶离方向道路的交通图像，并将该交通图像信息 送入所述的微处理器，在经过微处理器分析判断后未处于拥堵状态的 情况下，所述中央控制单元依据预先设定的模式切换成绿灯亮，在处 于拥堵状态时保持红灯亮。
10. 如^l利要求9所述的自动调控if各口车辆交通状态的方法， 其特征在于所述中央控制单元设有模式设置装置和人工开关装置，所 述模式设置装置用于人工设置各方向红绿灯的转换方式和各方向红 绿灯切换时间等红绿灯工作参数，所述人工开关装置用于进行人工开 关控制，当启动人工开关功能时，红绿灯依据人工开关进行工作。
全文摘要
本发明涉及一种自动调控路口车辆交通状态的方法，其在红绿灯控制系统上设置道路交通监控装置，用于监控道路路口的交通拥堵状态，由红绿灯控制系统根据交通监控装置采集的信息进行分析，判断各驶入车道的前方车道的拥堵状况，并根据交通拥堵状况确定是否依据常规方式进行红绿灯的切换，在某一车道前方道路拥堵无法驶入时，将该车道的红绿灯设置成红灯亮，在该车道前方道路拥堵状态解除，使该车道的车辆可以驶过路口时，恢复正常的红绿灯切换方式。这种方法可以根据各方向道路的拥堵情况，在车辆驶入路口会造成路口拥堵的情况下，自动将交通信号设置成和保持为红灯信号，以便禁止车辆驶入，避免把路口插死，保证了路口的畅通。
文档编号G08G1/08GK101593431SQ200810112920
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月26日 优先权日2008年5月26日
发明者梁治龙 申请人:奥城同立科技开发(北京)有限公司