一种交通管理系统和终端的制作方法

本发明涉及智能交通技术领域，更具体地，涉及一种交通管理系统和终端。

背景技术：

随着社会的进步和经济的飞速发展，城市中的车辆越来越多。伴随而来的交通拥堵现象也日益严重，尤其是上下班高峰期和节假日期间。

现有的交通管理系统，主要通过摄像头拍摄交叉路口照片,并利用图像识别技术识别照片中的车辆，从而根据识别出的车辆的数量计算交通灯时长。

上述交通管理系统，直接将交叉路口的所有车辆等权重地用于统计车流量计算并分配交通灯时长，而没有考虑到停止车辆和驶近车辆通过交叉路口不同的紧迫性，因而交通管理系统的交通灯时长分配仍然存在不合理的现象，并没有发挥出路口通流的最大效能。

技术实现要素：

本发明提供一种交通管理系统和终端，以解决目前交通灯时长分配不合理的现象，充分发挥路口通流能力，以缓解交叉路口交通拥堵的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种交通管理系统，包括：收发装置和信息处理装置；其中，对于至少具有三条支路的路口，在所述路口的每条支路临近所述路口处，分别设置一个收发装置；所述收发装置，用于接收所述收发装置所管支路上、面向所述收发装置的汽车所携带终端广播的车辆行驶信息，并将所述车辆行驶信息发送给所述信息处理装置；所述信息处理装置，用于接收所述路口的各条支路各自对应的车辆行驶信息，并根据所述车辆行驶信息、停止车辆预设权值、驶近车辆预设权值、预设黄灯时长和预设交通灯工作周期，分别计算下一交通灯工作周期内所述各条支路各自对应的绿灯时长和红灯时长。

根据本发明的另一个方面，提供一种终端，所述终端位于汽车上，包括：车辆行驶信息采集模块和终端与系统间收发模块；所述车辆行驶信息采集模块，用于采集所述终端所属汽车的车辆行驶信息；所述终端与系统间收发模块，用于广播所述车辆行驶信息，以供交通管理系统的收发装置接收所述车辆行驶信息，并将所述车辆行驶信息发送给所述信息处理装置，所述信息处理装置接收所述路口的各条支路各自对应的车辆行驶信息，并根据所述车辆行驶信息、停止车辆预设权值、驶近车辆预设权值、预设黄灯时长和预设交通灯工作周期，计算下一交通灯工作周期内所述各支路上的绿灯时长和红灯时长。

本发明提出的交通管理系统和终端，通过车辆行驶信息采集模块，采集终端所属汽车的车辆行驶信息并广播，通过收发装置，接收所述收发装置预设覆盖范围内的汽车上的终端广播的车辆行驶信息，并发送给所述信息处理装置，通过交通管理系统的信息处理装置，根据预设权值、预设黄灯时长、预设交通灯工作周期和接收的所述车辆行驶信息，计算下一交通灯工作周期内所述各支路上的绿灯时长和红灯时长，实现在考虑交叉路口处驶近车辆和停止车辆通过路口的紧急性的条件下，更合理地分配交通灯时长，进而更地提高路口交通效率、缓解交通拥堵现象。此外，本发明提出的交通管理系统，不仅适用于携带本发明终端的普通汽车，还适用于携带本发明终端的无人驾驶汽车。通过携带本发明终端的无人驾驶汽与本发明交通管理系统的信息交互，无人驾驶汽车可以直接获得重要的交通信息，同时在自身其他传感器的辅助作用下来做出更精确的重要驾驶决定。

附图说明

图1为根据本发明实施例的交通管理系统示意图；

图2为根据本发明实施例的交叉路口示意图；

图3为根据本发明另一种实施例的交通管理系统示意图；

图4为根据本发明实施例的终端示意图；

图5为根据本发明另一种实施例的终端示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种交通管理系统，包括：收发装置和信息处理装置；其中，对于至少具有三条支路的路口，在所述路口的每条支路临近所述路口处，分别设置一个收发装置；所述收发装置，用于接收所述收发装置所管支路上、面向所述收发装置的汽车所携带终端广播的车辆行驶信息，并将所述车辆行驶信息发送给所述信息处理装置；所述信息处理装置，用于接收所述路口的各条支路各自对应的车辆行驶信息，并根据所述车辆行驶信息、停止车辆预设权值、驶近车辆预设权值、预设黄灯时长和预设交通灯工作周期，分别计算下一交通灯工作周期内所述各条支路各自对应的绿灯时长和红灯时长。

在本实施例中，具体地，交通管理系统的收发装置可分别设置于路口附近的红绿灯装置上。此外，还可以设置于路口处路灯上或者树干上，在此不做限定。收发装置与交叉路口处支路数目保持一致。各收发装置均可采用波束成形技术(beamforming)将无线电信号聚焦在来车道路上，该无线电信号覆盖来车道路上一定的范围。其载波采用低频免许可频段无线电信号，包含但不限于：通信模式基于ieee802.11ah通信标准，载波频率为低于1ghz的uhf，本实施例不做具体限定。

在本实施例中，具体地，当来车道路上的汽车进入收发装置的覆盖范围，汽车携带终端向收发装置发送车辆行驶信息，收发装置接收车辆行驶信息，并发送给信息处理装置。

在本实施例中，具体地，信息处理装置可设置预设权值、预设黄灯时长和预设交通灯工作周期。其中，预设权值包括停止车辆预设权值和驶近车辆预设权值；每个交通灯装置的黄灯亮灯时长为固定时长即预设黄灯时长；在每个工作周期内，均采用预设交通灯工作周期计算交通灯各灯的工作时长。信息处理装置根据预设权值、预设黄灯时长、预设交通灯工作周期和接收的所述车辆行驶信息，便可计算下一交通灯工作周期内所述各支路上的绿灯时长和红灯时长。

本发明提出的交通管理系统，考虑到路口处驶近车辆和停止车辆通过路口的紧急性不同，为驶近车辆和停止车辆分别设置了预设权值，用于计算下一交通灯工作周期内所述各支路上的绿灯时长和红灯时长，实现更合理地分配交通灯时长，进而更有效地提高路口交通效率、缓解交通拥堵现象。

此外，本发明提出的交通管理系统，不仅适用于携带本发明终端的普通汽车，还适用于携带本发明终端的无人驾驶汽车。通过携带本发明终端的无人驾驶汽与本发明交通管理系统的信息交互，无人驾驶汽车可以直接获得重要的交通信息，同时在自身其他传感器的辅助作用下来做出更精确的重要驾驶决定。

如图2所示，在上述实施例的基础上，可选地，所述路口为由第一道路和第二道路相交形成的交叉路口；相应地，所述收发装置数目为四个；其中，所述第一道路包括a1支路和a2支路，所述第二道路包括b1支路和b2支路。

本实施例中，对于第一道路和第二道路相交形成的四条支路，在四条支路对应的交通灯上分别安装一个收发装置，进行车辆行驶信息的采集。交通灯如图2中1，2，3，4所示。其中，每个收发装置聚焦地覆盖于对应道路的来车道路，能够独立且精确地获取该来车道路上的车辆行驶信息。

在上述实施例的基础上，可选地，所述车辆行驶信息为：左转停止、直行停止、左转驶近或直行驶近。

如图3所示，在上述实施例的基础上，可选地，所述信息处理装置包括：收发模块、绿黄灯计算模块、绿黄灯调整模块以及绿灯和红灯计算模块；所述收发模块，用于接收所述交叉路口各支路各自对应的车辆行驶信息，并根据所述a1支路和a2支路各自对应的车辆行驶信息获取所述第一道路对应的车辆数量，根据所述b1支路和b2支路各自对应的车辆行驶信息获取所述第二道路对应的车辆数量；所述绿黄灯计算模块，用于对所述第一道路和所述第二道路中的每一道路，根据所述每一道路对应的车辆数量、停止车辆预设权值、驶近车辆预设权值和预设交通灯工作周期，计算下一交通灯工作周期内所述每一道路上的左转绿黄灯时长和直行绿黄灯时长；所述绿黄灯调整模块，用于对于所述每一道路上的左转绿黄灯时长和直行绿黄灯时长中的每一时长，确认所述每一时长小于阈值且不为0，用所述阈值更新所述每一时长；其中，所述阈值大于所述预设黄灯时长；所述绿灯和红灯计算模块，用于根据所述每一道路上的左转绿黄灯时长和直行绿黄灯时长以及预设黄灯时长，计算所述下一交通灯工作周期内所述每一道路上的左转绿灯时长、左转红灯时长、直行绿灯时长和直行红灯时长。

在本实施例中，具体地，所述车辆数量包括：左转停止车辆数量、左转驶近车辆数量、直行停止车辆数量和直行驶近车辆数量。收发模块接收所述第一道路上设置的所述收发装置发送的所述车辆行驶信息，获取所述第一道路上的左转停止车辆数量nls1、左转驶近车辆数量nlr1、直行停止车辆数量nzs1和直驶近车辆数量nzr1，收发模块接收所述第二道路上设置的所述收发装置发送的所述车辆行驶信息，获取所述第二道路上的左转停止车辆数量nls2、左转驶近车辆数量nlr2、直行停止车辆数量nzs2和直行驶近车辆数量nzr2。

在本实施例中，具体地，绿黄灯计算模块根据第一道路上的左转停止车辆数量nls1、左转驶近车辆数量nlr1、直行停止车辆数量nzs1、直行驶近车辆数量nzr1、停止车辆预设权值ws和驶近车辆预设权值wr，计算所述第一道路上的车辆数量n1，具体计算公式为：

第一道路上的左转车辆数量：nl1＝ws×nls1+wr×nlr1；

第一道路上的直行车辆数量：nz1＝ws×nzs1+wr×nzr1；

第一道路上的车辆数量：n1＝nl1+nz1。

同理，可计算第二道路上的车辆数量n2。进一步，该交叉路口的总车辆数量为：n＝n1+n2。

接着，绿黄灯计算模块根据第一道路上的车辆数量n1、第二道路上的车辆数量n2、交叉路口的总车辆数量n和预设交通灯工作周期t，计算所述第一道路上的绿黄灯时长tgy1。其中，绿黄灯时长为绿灯时长和预设黄灯时长的总时长。绿黄灯时长tgy1具体计算公式为：

tgy1＝0.5t+0.5t×(n1-n2)/n＝t×n1/n。

接着，绿黄灯计算模块根据第一道路上的绿黄灯时长tgy1、第一道路上的左转车辆数量nl1、第一道路上的直行车辆数量nz1和第一道路上的车辆数量n1，分别计算第一道路上的左转绿黄灯时长tlgy1和直行绿黄灯时长tzgy1，具体计算公式为：

tlgy1＝tgy1×nl1/n1＝t×n1/n×nl1/n1＝t×nl1/n；

tzgy1＝tgy1×nz1/n1＝t×n1/n×nz1/n1＝t×nz1/n。

同理，可计算第二道路上的左转绿黄灯时长tlgy2和直行绿黄灯时长tzgy2。

在本实施例中，考虑实际交通情况，采用绿黄灯调整模块对每一道路上的左转绿黄灯时长和直行绿黄灯时长中的每一时长进行调整。具体地，对于每一道路上的左转绿黄灯时长和直行绿黄灯时长中的每一时长，当所述每一时长小于阈值且不为0时，用所述阈值更新所述每一时长；其中，所述阈值大于所述预设黄灯时长。通过对绿黄灯时长进行调整，避免了所述每一道路上左转或直行车辆数量较小时，计算出的左转绿黄灯时长或直行绿黄灯时长较短，而不利于所述每一道路上车辆通过该路口。

绿灯和红灯计算模块根据第一道路上的左转绿黄灯时长tlgy1和直行绿黄灯时长tzgy1以及所述第二道路上的左转绿黄灯时长tlgy2和直行绿黄灯时长tzgy2，计算下一个交通灯工作周期t1，具体计算公式为：

t1＝tlgy1+tzgy1+tlgy2+tzgy2。

接着，绿灯和红灯计算模块根据第一道路上的左转绿黄灯时长tlgy1、直行绿黄灯时长tzgy1、预设黄灯时长ty和下一个交通灯工作周期t1，计算第一道路上的左转红灯时长tlr1、直行红灯时长tzr1、左转绿灯时长tlg1和直行绿灯时长tzg1。

tlr1＝t1-tlgy1；

tzr1＝t1-tzgy1；

tlg1＝tlgy1-ty；

tzg1＝tzgy1-ty。

同理，可计算第二道路上的左转红灯时长tlr2、直行红灯时长tzr2、左转绿灯时长tlg2和直行绿灯时长tzg2。

此外，本实施例所使用的停止车辆预设权值和驶近车辆预设权值可根据路口车辆数目进行调整，在此不做限制。例如，当路口停止车辆数目为0时，ws为0，wr为1；当路口停止车辆数目较少时，ws为0.5，wr为0.5；当路口停止车辆数目较多时，ws为0.9，wr为0.1。

进一步，在下一个交通灯工作周期内，可根据所述第一绿灯时长、所述预设黄灯时长和所述第一红灯时长在所述第一道路上按照绿、黄、红的顺序依次点亮绿灯、黄灯和红灯，根据所述第二红灯时长、所述第二绿灯时长和所述预设黄灯时长在所述第二道路上按照红、绿、黄的顺序依次点亮红灯、绿灯和黄灯。

在上述实施例的基础上，可选地，所述信息处理装置还包括：交通信息采集和存储模块；所述交通信息采集和存储模块，用于采集和存储所述各支路上的交通信息；其中，每个交通灯工作周期内，采集的交通信息包括：当前亮灯颜色及其剩余时长；存储的交通信息包括：路况信息和收发装置的信号发射功率；所述收发模块，还用于向所述各支路上的收发装置分别发送采集和存储的交通信息；所述收发装置，还用于向所述收发装置所管支路上、预设覆盖范围内的汽车上的终端广播所述采集和存储的交通信息。

在本实施例中，交通信息采集和存储模块用于采集收发装置对应的来车道路在交叉路口处的路况信息。该路况信息可以为车道数目、是否允许左转或右转、分道信息。交通信息采集和存储模块还用于采集收发装置对应的来车道路上汽车驶过该交叉路口后前方的路况信息。该路况信息可以为车道数目、分道信息、单向行驶或双向行驶、双向行驶时中间分界线为单线、双线或栏杆、是否允许掉头以及前方是否存在施工、堵车、交通管制或交通事故等，并通过所述收发模块发送给所述收发装置。其中，分道信息具体为左转车道数目、直行车道数目和右转车道数目。

在本实施例中，对于第一道路与第二道路中的每一道路，收发装置，具体向所述收发装置覆盖范围内该道路上汽车所携带终端广播当前亮灯颜色及其剩余时长、信号发射功率和路况信息。信号发射功率为计算汽车与交叉路口的距离提供了数据；接收的剩余时长信息和计算的汽车与交叉路口的距离，为汽车能否顺利通过该路口提供了判断依据；广播对应道路上的路况信息，为调整汽车的驾驶速度和驾驶路线提供了参考依据。

如图4所示，本发明实施例提供一种终端，所述终端位于汽车上，包括：车辆行驶信息采集模块和终端与系统间收发模块；所述车辆行驶信息采集模块，用于采集所述终端所属汽车的车辆行驶信息；其中，所述车辆行驶信息为：左转停止、直行停止、左转驶近或直行驶近；所述终端与系统间收发模块，用于广播所述车辆行驶信息，以供交通管理系统的收发装置接收所述车辆行驶信息，并将所述车辆行驶信息发送给所述信息处理装置，所述信息处理装置接收所述路口的各条支路各自对应的车辆行驶信息，并根据所述车辆行驶信息、停止车辆预设权值、驶近车辆预设权值、预设黄灯时长和预设交通灯工作周期，计算下一交通灯工作周期内所述各支路上的绿灯时长和红灯时长。

本发明提出的终端，通过车辆行驶信息采集模块采集终端所属汽车的车辆行驶信息，终端与系统间收发模块广播所述车辆行驶信息，以供交通管理系统根据预设权值、预设黄灯时长、预设交通灯工作周期和接收的所述车辆行驶信息，计算下一预设交通灯工作周期内所述交通管理系统所在交叉路口的各支路上的绿灯时长和红灯时长，从而更合理地分配交通灯时长，进而更有效的缓解交通拥堵现象。此外，本发明的终端，不仅适用于普通汽车，还适用于无人驾驶汽车。通过携带本发明终端的无人驾驶汽车与本发明的交通管理系统进行信息交互，无人驾驶汽车可以直接获得重要的交通信息，同时在自身其他传感器的辅助作用下来做出更精确的重要驾驶决定。

在上述实施例的基础上，可选地，所述终端还包括：计算模块；所述终端与系统间收发模块，还用于接收所述收发装置发射的无线信号以及所述无线信号携带的信号发射功率、当前亮灯颜色及其剩余时长；所述计算模块，用于计算所述无线信号的功率，并根据所述无线信号的功率和所述信号发射功率，计算所述终端所属汽车与所述交叉路口的距离；所述计算模块，还用于在当前亮灯为绿灯时，根据所述汽车的当前速度和所述终端所属汽车与所述交叉路口的距离，计算所述汽车通过所述交叉路口所需时间。

在本实施例中，终端与系统间收发模块接收收发装置发射的无线信号和发送的信号发射功率；终端的计算模块，根据该发射的无线信号和发送的信号发射功率，计算汽车与交叉路口的路面距离；若当前亮灯为绿灯时，根据所述汽车的当前速度以及所述终端所属汽车与所述交叉路口的距离，计算所述汽车通过所述交叉路口所需时间；该时间和终端与系统间收发模块接收的绿灯剩余时长，可以为汽车能否以当前速度顺利通过该路口提供判断依据。

在上述实施例的基础上，可选地，所述终端还包括：决策模块；所述终端与系统间收发模块，还用于接收所述收发装置广播的所述交叉路口的路况信息；其中，所述路况信息至少包括：所述终端所在汽车的行车道路临近所述交叉路口处的车道数目、是否允许左转或右转、分道信息，以及所述终端所在汽车驶过所述交叉路口后前方道路的车道数目、分道信息、单向行驶或双向行驶；所述决策模块，还用于根据所述终端所在汽车的行车道路临近所述交叉路口处的路况信息规划所述汽车在所述交叉路口处的停车车道，根据所述终端所在汽车驶过所述交叉路口后前方道路的路况信息规划所述汽车的行车道路、速度和路线。

在本实施例中，决策模块可以根据收发模块接收的当前交叉路口处的路况信息，如：车道数目、是否允许左转或右转、分道信息，规划所述汽车在所述交叉路口处的停车车道；根据汽车驶过该交叉路口后前方的路况信息，如：车道数目、分道信息、单向行驶或双向行驶、双向行驶时中间分界线为单线、双线或栏杆、是否允许掉头以及前方是否存在施工、堵车、交通管制或交通事故等信息，规划所述汽车的行车车道、速度和路线。其中，分道信息具体为左转车道数目、直行车道数目和右转车道数目。

如图5所示，在上述实施例的基础上，可选地，所述终端还包括：行车信息采集模块和终端与终端间收发模块；所述行车信息采集模块，用于采集所述终端对应的汽车的行车信息；其中，所述行车信息至少包括：车速、加速度、方向角度；所述终端与终端间收发模块，用于向周围汽车上的终端发送所述行车信息；所述终端与终端间收发模块，还用于接收其他终端发射的无线信号以及所述无线信号携带的所述行车信息和信号发射功率；所述计算模块，还用于计算所述无线信号的功率，并根据所述无线信号的功率和所述信号发射功率，计算所述终端所属汽车与所述其他终端所属汽车的距离；所述决策模块，还用于根据所述距离和所述其他终端所属汽车的车速、加速度和方向角度，规划所述终端所在汽车的行车速度、加速度和方向角度。

在本实施例中，行车信息采集模块采集的终端所属汽车的行车信息可以包括该汽车的车型、车牌号码、车速、加速度、方向角度、到达路口的时刻、终端与系统间收发模块的信号发射功率和需要中继给其他汽车的信息。其中，需要中继给其他汽车的信息为该终端通过终端与系统间收发模块，接收到的前方部分路况信息，包括：前方是否存在施工、堵车、交通管制或交通事故等信息。终端与系统间收发模块，向周围汽车上的终端广播行车信息，并接收该汽车周围若干其他无线信号较强的终端发射的无线信号、信号发射功率和对应的汽车的行车信息；计算模块用于计算所述发射的无线信号的功率，并根据所述发射的无线信号的功率和所述信号发射功率，计算所述终端所属汽车与所述其他终端所属汽车的距离；所述决策模块用于根据计算出的终端所属汽车与所述其他终端所属汽车的距离和其他终端所属汽车的行车信息以及需要中继给其他汽车的信息，规划该终端所属汽车是否行使、行车速度、方向角度和路线。

在本实施例中，具体地，位于不同汽车的各终端与终端间收发模块的无线电载波采用高频免许可频段无线电信号，包含但不限于：通信模式基于蓝牙通信协议，载波为2.4ghzuhf，本实施例不做具体限定。

在上述实施例的基础上，可选地，所述终端与终端间收发模块，还用于在汽车到达无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口后停车时，向周围汽车上的终端发送到达路口的停车时刻；所述终端与终端间收发模块，还用于接收其他终端所属汽车到达路口的停车时刻；所述终端还包括排序模块；所述排序模块，用于根据所述终端所属汽车到达路口的停车时刻和所述其他终端所属汽车到达路口的停车时刻，获取到达所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口汽车的通行顺序；所述终端与终端间收发模块，还用于发送所述终端所属汽车获取的通行顺序；所述终端与终端间收发模块，还用于接收其他终端所属汽车获取的通行顺序；所述排序模块，还用于对比所述终端所属汽车获取的通行顺序和其他终端所属汽车获取的通行顺序；所述终端与终端间收发模块，还用于当汽车驶离所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口时，向周围汽车上的终端发送驶离路口的时刻；所述终端与终端间收发模块，还用于接收其他终端所属汽车驶离路口的时刻；所述排序模块，还用于根据所述其他终端所属汽车驶离路口的时刻，更新到达所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口汽车的通行顺序。

在本实施例中，对于每一汽车，到达无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口后停车时，通过终端与终端间收发模块，向周围汽车上的终端发送该汽车到达路口的停车时刻并接收其他终端所属汽车到达路口的停车时刻；通过排序模块，根据该汽车到达路口的停车时刻和其他终端所属汽车到达路口的停车时刻，获取到达所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口汽车的通行顺序；通过终端与终端间收发模块，向周围汽车上的终端发送该汽车获取的通行顺序并接收其他终端所属汽车获取的通行顺序，对比所有通行顺序，若一致，位于通行顺序第一位的汽车首先通过所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口，并向周围汽车上的终端发送驶离路口的时刻，周围汽车上的终端接收该驶离路口的时刻，周围汽车上的排序模块，根据该驶离路口的时刻更新通行顺序。发送和接收更新的通行顺序，并比对所有更新的通行顺序，若一致，位于更新的通行顺序第一位的汽车先通过所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口，并向周围汽车上的终端发送驶离路口的时刻，周围汽车上的终端接收该驶离路口的时刻，周围汽车上的排序模块，根据该驶离路口的时刻在此更新通行顺序，重复这一过程，直至所有汽车通过所述无交通灯或交通灯出现故障的交叉路口。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。