一种基于道路运力的交通自适应调节系统的制作方法

本实用新型涉及交通控制系统领域，具体的说，是一种基于道路运力的交通自适应调节系统。

背景技术：

随着机动车辆保有量的持续上升，现代城市交通面临的压力越来越大。目前绝大部分的交通信号灯为定时控制，该方法不能有效地发挥交叉路口的通行能力；有少部分采用车牌识别或者视频识别方式判断交通流量，该方法不可避免会受光照、遮挡物、车速等因素影响，例如当处于大雾天气时，车牌识别系统的识别率就明显受到影响，无法客观反应真实的交通情况，而且造价较高；也有采用RFID技术，通过电子标签方式识别车流量，但实施的复杂度较高，而且阅读器只会对天线覆盖范围内的路口车辆计数，对于范围外的前后路段拥堵状况无法判断；安装位置的选取，阅读范围的波动，相邻路段车辆的影响等等，这些因素不可避免会引起对各方向车流量计数的偏差。

综上所述，上述现有方案均存在不同方面的不足和问题。一个城市的交通运力在道路建成之后便相对固化下来，保障交通运力最重要的前提是预防拥堵，最大程度地使道路交通处于运行状态。因此，提供一种基于城市道路交通运力以及不受外界天气和车速影响的自适应控制系统以达到防堵保畅的目的非常必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于道路运力的交通自适应调节系统，用于解决现有的车流测量控制系统存在不完善，车流测量系统会受到外界天气影响而造成测量汽车流量信息不准确的问题。本实用新型通过在检测的车道区域出入端头分别安装感应线圈，通过两端感应线圈获得的车流信号差计算该车道内的滞留车辆数量，以获得准确的车辆信息，通过车辆数量信息反馈调节交通信号灯，最终达到合理调控交通，保证道路的最大通行量的效果。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种基于道路运力的交通自适应调节系统，包括电源，以及与电源连接并用于检测车流量的地感检测器，所述地感检测器分别连接有安装在不同车道内的线圈和用于处理来自地感检测器传送的电信号的控制器，所述控制器还连接有用于显示当前交通拥堵情况的显示屏和交通信号灯组。

优选地，所述控制器还与用于管理所有路口控制器的计算机连接。

优选地，所述每个地感检测器均连接有与检测车道数量相同的线圈，所述线圈安装在对应车道地表下并覆盖该车道的整个宽度。

优选地，所述线圈安装在检测流量车道路段的始末端头和其他出入口处。

优选地，所述控制器为单片机STM32F103。

本实用新型的工作原理是：连接相邻路口的车道两端及车道中间出入口，分别设置车辆检测装置，包括地感线圈和地感线圈检测器，市电提供电源，车辆检测装置与控制器通过干节点相连接，当有车辆通过时，车辆检测装置输出干节点信号，控制器以此计数获取车辆进入该车道的数量，计算车道内滞留车辆数量，滞留车辆数量与该车道车辆容积，即实际运力相比较，调节交通信号灯工作模式：标准模式，延时模式，缩短模式，禁入模式。标准模式为按照常规标准设定的信号灯参数；延时和缩短模式为根据受控路段运力与车流量的对比，对信号灯所进行的阶梯调整；禁入模式为系统判断路段已达设定的临界饱和点，调整信号灯以禁止车辆驶入该路段。相邻各路口均采用相同方式判断和控制，从而使整个交通网络处于良性运转，避免交通瘫痪。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)通过监测驶每个路口的驶出车道车流量，对比该车道实际运力，控制信号灯工作模式，对驶入车道车辆的通行行为作调节和限制；而每个路口的驶入车道车流量则由相邻路口调节和限制。于是每个路口、每个车道都被有效监测和控制，故此方案为全局调节而非局部调节。

(2)调节是在每个车道拥堵发生前进行，属于预防拥堵；特殊情况下即使个别路段发生了拥堵，也能通过全局的调节得到有效缓解或消除。

此种控制方式将交通压力分散于整个交通网络，扩展到更大的交通区域范围，一方面减轻或避免局部交通拥堵，另一方面有效提高交通资源的利用和通行效率。

(3)准确率和抗扰性提高，能更准确地判断车流量，不受天气、光照强度、建筑物或路牌等遮挡的影响。

(4)通过联网，后台计算机实时侦测和统计车流量信息和路况信息，通过数据挖掘和分析，为改善交通环境提供有效支撑。

(5)成本低廉，硬件要求不高，布线简单，施工方便。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为路口车道示意图；

图3为单个车道运行原理示意图；

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1-3所示，一种基于道路运力的交通自适应调节系统，包括电源，以及与电源连接并用于检测车流量的地感检测器，所述地感检测器分别连接有安装在不同车道内的线圈和用于处理来自地感检测器传送的电信号的控制器，所述控制器还连接有用于显示当前交通拥堵情况的显示屏和交通信号灯组。

优选地，所述控制器还与管理计算机连接。

优选地，所述每个地感检测器均连接有与检测车道出入口数量相同的线圈，所述线圈安装在对应车道地表下并覆盖该车道的整个宽度。

优选地，所述线圈安装在检测流量车道路段的出入口处。

优选地，所述控制器为单片机STM32F103。

本实用新型的工作原理是：连接相邻路口的车道出入口处，分别设置车辆检测装置(包括地感线圈和地感线圈检测器，市电提供电源)，车辆检测装置与控制器通过干节点相连接，当有车辆通过时，车辆检测装置输出干节点信号，控制器以此计数获取车辆通过车道两端的数量，计算车道内滞留车辆数量，对比受控路段车辆容积(实际运力)，调节交通信号灯工作模式：标准模式，延时模式，缩短模式，禁入模式。标准模式为按照常规标准设定的信号灯参数；延时和缩短模式为根据受控路段运力与车流量的对比，对信号灯所进行的阶梯调整；禁入模式为系统判断路段已达设定的临界饱和点，调整信号灯以禁止车辆驶入该路段。

结合图2所示为典型的路口车道示意图。相对路口来讲，车道被划分为驶入车道、驶出车道；驶入车道为上一个路口的驶出车道，驶出车道为下一个路口的驶入车道。每个车道以路口为端点，有车道入口和出口，该路口的驶出车道出口为下一路口的驶入车道入口。

以北向驶出车道为例，如图3所示，该车道车流量由调头驶入、左转驶入、直行驶入、右转驶入四种情况构成。在车道的入口处和出口处，根据车道数量分别设置地感线圈，地感线圈与地感检测器电气连接，由市电电源供电，构成车辆检测装置；当有车辆通过时，地感检测器连接地感线圈所构成的振荡电路发生频率变化，产生干节点信号。控制器与地感检测器通过干节点连接，实时监测干节点变化，通过计数获取入口驶入车辆数量Qi和出口驶出车辆数量Qo，则车道滞留车辆数量为Q_o—Q_i。车道车辆容量由车道长度S、车道数n、车体平均长度l计算得出。拥堵系数0≤j≤1。若j接近1，说明该路段已接近车辆饱和状态。根据本段道路实际情况设置系数j，使控制器根据j的变化调整信号灯工作模式。

同理，该路口西向、南向、东向驶出车道以同样方式设置车辆检测器，并连接至控制器。

其他路口以相同方式设置路口控制器及外围相同设备，所有控制器连接至中央计算机。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。