所属领域：公路智能交通管理硬件领域
背景技术：
：目前国内外已有多种【智能路口红绿灯控制器】，但路段绿灯时长还是固定少变的【固态控制】模式，还没有出现基于rfid射频识别技术、软件技术及数据通讯等技术的能对车辆牌号进行识别比对发现违法车辆及黑名单车辆、能精确统计全市县交通流量、【路段每灯次实际拥堵量】、能对路段绿灯时长进行动态多层优化、能杜绝路口塞车及空等现象、能间接协助智能电子导航的【智能路口红绿灯控制器】，本发明能解决这些问题。
技术实现要素：
：
1.本发明的拓展思路及说明：
智能交通管理是智慧城市建设智慧国家建设的重要内容之一。目前城市交通拥堵严重、利用车辆犯罪多发是各国共同遇到的难题之一。而为了减少车辆拥堵、减少利用车辆犯罪，就必须解决车辆识别问题，实时精确统计路段拥堵量、拥堵损失；实现路段绿灯时长多层优化；对所有上路车辆身份进行识别、比对，减少一般违规违法。让肇事逃逸、盗车、套牌、遮挡号牌及其他涉刑涉恐涉特车辆难逃。以下仅围绕【车辆识别】的基础知识作一简要说明，以便更好理解说明书内容。
1.1.rfid射频识别技术是识别运动车辆的好方法(原理略)。
1.2.能实现一车两牌、构建车辆的唯一完整身份(两牌与车三位一体)，做到两车牌不能作假(仿冒、挪用)、缺失(含遮挡号牌)。
1.2.1.通过电子车牌内码存储金属车牌号码等信息，实现一车两牌、两种车牌号码等初步建立联系。
1.2.2.两种车牌号码以只读方式上传，且规定两牌必须同时使用，达成两种车牌号码的真正捆绑。
1.2.3.实施车牌比对且电子车牌(rfid电子标签)只能一次性使用(不可拆卸，拆除即坏)，达到车牌不能做假、缺失，真正实现两车牌与车三位一体，构建起车辆的唯一完整身份。
1.3.所有城市、路段、路口必须编号，该【新型智能路口红绿灯控制器】及所辖路段配置的rfid读出器、照相装置等也必须编号。
1.4.为实时掌握上路车辆行踪，各上路车辆每小时识别、比对一次，所有车辆在路段首端、停车场出入口、修理厂、单位出入口、居住小区出入口等处均能被rfid读出器识别(读出)。
1.5.该【新型智能路口红绿灯控制器】实时存储着全国汽车摩托车信息及司机信息(云同步)。
1.6.该【新型智能路口红绿灯控制器】实时存储着全国黑名单车辆的电子车牌号(云同步)。
1.7.该【新型智能路口红绿灯控制】实时动态存储着本市县一小时以来比对过的电子车牌号。
1.8.为了预防、制止利用车辆犯罪，必须构建全国统一的汽车摩托车智能交通管理系统。
2.该【新型智能路口红绿灯控制器】具有的功能及实现方法：
图1为新型智能路口红绿灯控制器相关信息的输入、输出示意图
2.1.该【新型智能路口红绿灯控制器】实时输入所辖路段始末两端rfid读出器读到的电子车牌号，并与市县级交管数据系统进行数据互传：把路段始端rfid读出器读到的电子车牌号上传给市县级交管数据系统(记录上路车辆路过的地点、时间踪迹)，接收市县级交管数据系统【多数据统计分析软件】给出的【1小时以来比对过的电子车牌号】及【实时云同步的全国黑名单车牌号】等信息。
2.2.该【新型智能路口红绿灯控制器】电脑依据市县级多数据统计分析软件给出的【1小时以来比对过的电子车牌号】及实时云同步的【全国黑名单车牌号】信息，进行在路车辆车牌识别、比对，比对未通过车牌号及发现的黑名单车辆信息上传给市县级交管数据系统，进行及时处置。
2.3.该【新型智能路口红绿灯控制器】协助市县级交管数据系统完成专题统计的自每日3时(或0时)0分起每10分钟(或5分钟)全市县总流量(在路车辆的不重复车牌数)的统计、记录。
2.4.该【新型智能路口红绿灯控制器】完成所辖路段绿灯时长的四层优化：
2.4.1.相应路段【拥堵存量】c的统计、计算：该【新型智能路口红绿灯控制器】一般下辖3‐‐4个路段，在等待通行的路段变绿灯前夕，依据这些路段首端前一次绿灯以来rfid读出器读出的电子车牌号，除去前一次绿灯期间相应路段停车线外侧rfid读出器读出的电子车牌号，再剔除未通过停车线但拥堵时间超过2倍平均【绿灯时长+红灯时长+黄灯时长】的车牌号(这些车辆是路边停车车辆及拐进胡同的车辆)，计算相应路段的【动态拥堵存量】。【动态拥堵存量】的统计，即使正在通行路段也要不间断进行。因为路段路段时长第三层优化还要用到这些【动态拥堵存量】。【动态拥堵存量】的统计、计算可用下述公式象征性地表述。
设路段前一次绿灯以来其首端rfid读出器读出的电子车牌号总数为x，前一次绿灯期间相应路段停车线外侧rfid读出器读出的电子车牌号总数为d，未通过停车线但拥堵时间超过2倍平均【绿灯时长+红灯时长+黄灯时长】的车牌号总数为e，则相应路段的【拥堵存量】c＝x－d－e。
2.4.2.主路段绿灯时长优化用加权系数】k的计算：设市县级交管数据系统【多数据统计分析软件】给出所辖垂直方向相应路段的【年平均每灯次的实际拥堵量】分别为m1、m2、m3、m4，且m1与m2对应路段方向相反，m3与m4对应路段方向相反，m2＞m1，m4＞m3，m4＞m2，则称m3与m4对应的路段为【主路段】，m1与m2对应的路段为【辅路段】，即如果该【红绿灯控制器】所辖路段为4个，则两两为主，两两为辅。规定该【红绿灯控制器】电脑这样计算【所辖主辅路段绿灯时长优化用加权系数之比】k＝k主/k辅＝m4/m2，且k主＝k，则辅路段的加权系数k辅＝1。【说明】：无论主辅路段【年平均每灯次的实际拥堵量】相差大不大，均应计算【主路段绿灯时长优化用加权系数】k。在【汽车摩托车智能交通管理系统】运行初期，可依据前日、前几日、前几周、前几月的【平均每灯次的实际拥堵量】计算k值；市县级交管数据系统【多数据统计分析软件】负责全市县所有路段基本数据统计、计算、相关统计数据供用户端的实时监管、相关数据的导出等(详情略)。
2.4.3.路段绿灯时长的第一层优化(变路段绿灯时长【固态控制】为【动态控制】)‐‐所辖路段【理论绿灯时长】t的计算：设该【红绿灯控制器】所辖路段为4个，其【拥堵存量】分别为：c1、c2、c3、c4，且c1与c2、c3与c4分别为所辖方向相反的路段的【拥堵存量】，c2＞c1、c4＞c3，c4＞c2，电脑依据方向相反路段的【拥堵存量】c值之大者计算相应路段【理论绿灯时长】，设市县级交管数据系统多数据统计分析软件给出相应路段【绿灯期间年平均每秒通过的车辆数】分别为a1、a2、a3、a4，则所辖主路段的【理论绿灯时长】t主＝c4/a4，所辖辅路段的【理论绿灯时长】t辅＝c2/a2。
2.4.4.路段的【第二层优化后的绿灯时长】计算：为了照顾主路，该【新型智能路口红绿灯控制器】电脑依据自己计算的或市县级交管数据系统【多数据统计分析软件】提供的所辖路段的【优化用加权系数】k值，计算【主路段的第二层优化后的绿灯时长】t4＝k×t主＝k(c4/a4)，【辅路段的第二层优化后的绿灯时长】t2＝k辅×t辅＝t辅＝c2/a2(k辅＝1)。
2.4.5.尽管路段的【第二层优化后的绿灯时长】已比较合理，但交通流量不稳，为了照顾多数、杜绝路口塞车及无车空等现象，该【路口红绿灯控制器】还要对路段绿灯时长进行第三层优化：即根据正在通行路段通过路段停车线外侧垂直视野rfid读出器的车辆速率及所辖路段【动态拥堵存量】的比较，动态决定提前变灯或延长正在通行路段的绿灯时长：如果正在通行路段通过路段停车线外侧垂直视野rfid读出器的车辆速率过小(暂定3‐‐5秒无车通过)则提前变灯，若正在通行路段的【动态拥堵存量】＞等待通行路段的【拥堵存量】，则延长绿灯时长，直至正在通行路段的【动态拥堵存量】≤0.8倍等待通行路段的【拥堵存量】。与此同时，同步减少或加大相应路段红绿灯倒计时时长。
2.4.6.该【新型智能路口红绿灯控制器】对路段绿灯时长的第四层优化：当路口出现或即将出现路口塞车时，【红绿灯控制器】依据正在通行路段停车线外侧垂直视野读出器读到的车流密度，对【塞车】性质进行判断：车流速率过小(暂定4‐‐6秒无车通过)，则为【事故性拥堵】，再加上【报案信息】，交警前去处置；如车流速率正常，则为【非事故性拥堵】，【红绿灯控制器】上报信息给市县级交管数据系统，自动变行进前方2‐‐3个路口为绿灯，直至【非事故性拥堵】消除。【红绿灯控制器】上报【事故性拥堵】或【非事故性拥堵】信息(发生路段、时长，时间由系统自动记录)。
2.5.路段绿灯结束后，该【新型智能路口红绿灯控制器】自动将【该灯次实际绿灯时长】t(隐含着绿灯次数)上传给市县级交管数据系统的【多数据统计分析软件】。
2.6.该【红绿灯控制器】计算所辖路段【各灯次实际拥堵量】d：即相应路段绿灯期间通过路段停车线外侧垂直视野读出器的车辆总数d。并把该数据连同路段编号上传给【多数据统计分析软件】。
2.7.该【红绿灯控制器】计算刚刚结束通行的路段的【该灯次的拥堵损失】s。设通过路段停车线外侧垂直视野读出器车辆的【路段首末两端读出器读出的时间差】分别是δt1、δt2、δt3。。。，则该路段【该灯次的拥堵损失】s＝∑δt。该【红绿灯控制器】将相应路段的【该灯次拥堵损失】s上传给多数据统计分析软件。
2.8.该【红绿灯控制器】计算刚刚结束通行的路段的【该灯次的车辆平均用时】t均，并上传给多数据统计分析软件。t均＝s/d＝∑δt/d。智能电子导航会用到路段【某时段的车辆平均用时】t。
2.9.该【红绿灯控制器】计算刚刚结束通行的路段的【该灯次的平均车速】v均：设路段长度为l，则v均＝l/t均。
2.10.该【红绿灯控制器】接收市县级交管数据系统【多数据统计分析软件】给出的所辖各路段相应时段的【平均每灯次绿灯时长】t均作为【软固态控制】时的路段绿灯时长。路段绿灯时长的【软固态控制】是市县级交管数据系统出现故障时临时绿灯时长的控制措施，它不同于旧有的【固态控制】，它是基于【路段历史绿灯时长智能优化数据】的【软固态控制】。
2.11.特殊时，该【红绿灯控制器】的【自动控制】功能可被市县级交管数据系统切换为【遥控】。
3.实施方法：
3.1本发明的【新型智能路口红绿灯控制器】是【汽车摩托车智能交通管理系统】的核心硬件之
一，设计时必须保证与【汽车摩托车智能交通管理系统】就【数据传输方法】、【各种软硬件编
号】、配置达成一致，保证软件相互兼容。【路口红绿灯控制器】应优先配置在拥堵严重路口。
3.2.该【新型智能路口红绿灯控制器】应能保证内置的软件适应功能要求，必要时进行实际验证。
3.3.该【新型智能路口红绿灯控制器】电脑在智能交通管理系统运行初期，可先统计、计算并保存所辖路段的一系列基本数据，待市县级交管数据系统建成后，再进行上传。
3.4.该【新型智能路口红绿灯控制器】需要量大，应至少由2‐‐3家供货，公开招标确定。
3.5.该【新型智能路口红绿灯控制器】需供需双方就性能、价格、交货期、售后服务等项内容签订正式合同，相关单位及责任人签字。
3.6.该【新型智能路口红绿灯控制器】设计、试制后，生产方必须进行多次功能验证试验，使用方也需进行路面交通信号控制试验，基本无误后才能量产或大量生产。
3.7.该【新型智能路口红绿灯控制器】应能防雷击，其电脑具有自动扫描清除垃圾等功能。
3.8.该【新型智能路口红绿灯控制器】在自检出现故障后能自动转为【软固态控制】并信息上传。
4.总结评述：
4.1.本发明综述：
本专利属于方法型发明专利，本发明的【新型智能路口红绿灯控制器】只有用于【汽车摩托车智能交通管理系统】才能充分发挥作用，但在【汽车摩托车智能交通管理系统】没有完全建立起来之前本发明的【新型智能路口红绿灯控制器】就可以用于车辆识别比对、违规违法车辆筛选，就能进行所辖路段【各灯次实际拥堵量】等路段基本数据的统计、记录。待【汽车摩托车智能交通管理系统】建成后，再进行所辖路段基本数据上传。
本发明的【新型智能路口红绿灯控制器】，能进行车牌识别、比对，协助公安机关、国家安全部门及时破获肇事逃逸、盗车、套牌、遮挡号牌等车辆犯罪及其他利用车辆的涉刑涉恐涉特案件；能协助【智能交通管理系统】精确统计各时段城市交通流量、各时段路段的拥堵量及拥堵损失，为交通设施改扩建、交通政策法规改进提供数据支持；能变路段绿灯时长控制由【固态控制】为【动态控制】，实现路段绿灯时长的多层优化，基本杜绝路口塞车及无车空等现象；还能协助【多数据统计分析软件】统计计算出各时段车辆通过路段的平均用时，为智能电子导航提供服务。总之，可减少城市交通拥堵10％以上、可提高交通设施利用率、节省公众时间、减轻尾气排放、遏制用车犯罪，具有显著的经济、政治、国家安全、节能环保等社会效益。
4.2.本发明与现有同类产品的技术比较：
目前国内外已有多种【智能路口红绿灯控制器】，但路段绿灯时长还是固定少变的【固态控制】模式，还没有出现基于rfid射频识别技术、软件技术及数据通讯等技术的能对车辆牌号进行识别比对筛选违法车辆协助破案、能精确统计路段实际拥堵量、能对路段绿灯时长进行动态多层优化、能杜绝路口塞车及空等现象、能间接协助智能电子导航的【智能路口红绿灯控制器】，本发明能较好解决这些问题。本发明具有新颖性、技术独创性，相关技术有质的改进，功能可靠，易实施。
4.3.实施效果：
本发明的【新型智能路口红绿灯控制器】能协助【汽车摩托车智能交通管理系统】完成路段绿灯时长多层优化，减少交通拥堵10％以上(车辆可普遍提速10％以上)；精确统计路段各灯次拥堵量、拥堵损失、路段平均车辆用时，在【多数据统计分析软件】帮助下知道全市县最拥堵时段及全市县最拥堵时段的最拥堵路段、路口、区域，为交通设施改扩建、交通政策法规改进提供数据支持，为智能电子导航提供服务；还能减少交通违规、杜绝违法，协助公安机关及国家安全部门破获肇事逃逸、盗车、套牌等车辆犯罪及其他涉刑涉恐涉特案件，具有显著的经济、政治、国家安全、环保等社会效益。
声明：凡对【智能路口红绿灯控制器】不能提出更革命性办法的任何“改进”与实施，均应在本发明知识产权的保护范围。
5.参考资料：
5.1.《rfid射频识别技术综述》------胡一凡
http://project.21csp.com.cn/c172/201105/35336.html
5.2.2016智能交通产品与技术应用汇编
http://product.dangdang.com/24154643.html
5.3.2015智能交通产品与技术应用汇编
http://product.dangdang.com/23808174.html
5.4.车辆识别方案
http://wenku.baidu.com/view/a008c7d485254b35eefdc8d376eeaeaad1f3165d.html
5.5.rfid车辆标签(价格。。。)
https://shenghuarfid.1688.com/page/offerlist_15640424.htm？spm＝a2615.7691456.0.0.cvhdnm&sorttype＝wangpu_score
5.6.抗金属标签。。。
http://www.klrfid.com/product‐189.html
5.7.rfid读写器
http://gouwu.sogou.com/shop？p＝40251500&query＝rfid％b6％c1％b3％f6％c6％f7。