车流量采集设备及交通管理系统的制作方法

本发明属于大数据技术领域，具体涉及车流量采集设备及交通管理系统。

背景技术：

随着城市规划的日益科学及汽车的增多，车流量数据对于城市道路的规划建设、汽车控制、交通管理等方面具有广泛应用，是一项非常重要的参考数据。

目前，车流量的检测技术主要有：地感线圈、视频图像检测、微波雷达检测、红外检测、超声波检测等。较其它方法而言，视频图像检测技术，具有安装维修灵活、成本低、应用范围广、可拓展性强和交通管理信息全面等优点，已经在国内外的交通监控系统中得到应用。视频图像检测技术中，几种常见的检测方法有：灰度比较法、背景差分法、帧差法、边缘检测法。

上述的几种汽车视频检测方法在实际应用时，通常需要设定一个视频检测区域，在该区域中绘制一个或多个矩形检测区(也称检测器)，当汽车经过检测器时，通过相应的检测模块计算出汽车的速度，长度等参数。这种检测方法需要对大片区域的图像进行数据处理，计算复杂，服务器的运算量较大；尤其处理高清视频，对服务器的硬件要求较高。而且，这些检测方法所要建立的检测器操作复杂，对于操作员的要求较高，设置检测器不准确的话，测量准确率就会受到影响。这给系统的布置和维护带来较大困难。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供车流量采集设备，结构简单、成本低。本发明还提供一种交通管理系统，能快速检测出车流量，计算简单。

第一方面，一种车流量采集设备，所述车流量采集设备设置于红绿灯外壳上；所述车流量采集设备包括壳体；所述壳体内设有采集器和控制器，所述壳体上设有多个聚光灯；

所述控制器与红绿灯控制器电连接；所述采集器和聚光灯分别与所述控制器电连接；

所述聚光灯并排设置在车流量采集设备的壳体上，且聚光灯的光线投射到路面的停止线上。

优选地，所述壳体为矩形；所述聚光灯至少包括8盏，其中所述壳体的每个侧面上分别并排设有2盏聚光灯。

优选地，所述壳体为矩形；所述聚光灯至少包括16盏，所述壳体的每个侧面上分别设有2排聚光灯，每排聚光灯包括2盏聚光灯；

其中位于下方的一排聚光灯为红灯，红灯的光线投射到所述路面的停止线上；位于上方的一排聚光灯为黄灯，黄灯的光线投射到路面上与停止线的距离为安全距离的位置处。

优选地，所述安全距离的范围为15-30米。

优选地，所述壳体内设有4g通信模块；所述4g通信模块用于与交巡警服务器进行通信；所述采集器支持蓝牙或rfid通信。

第二方面，一种交通管理系统，包括第一方面所述车流量采集设备，以及设置在汽车上的识别器和车载导航系统；汽车上的识别器分别连接车流量采集设备的采集器和汽车上的车载导航系统；

所述车流量采集设备的控制器执行以下方法：

预设有车流量参数和检测时间长度；

当检测到有识别器连接至采集器时，设置该识别器的状态为连接，记录识别器的连接时间；

实时监控该识别器的状态，如果该识别器的状态由连接变成断开时，车流量参数增加1；

当检测到记录的识别器的连接时间小于当前时间减去检测时间长度时，车流量参数减去1；

将车流量参数实时上传给交巡警服务器。

优选地，所述识别器和采集器采用蓝牙通信；所述车流量采集设备的控制器还执行以下方法：

预设关联路段；

通过4g通信模块读取交巡警服务器上所述关联路段的路况信息；所述路况信息包括所述关联路段的车流量参数以及拥堵信息；

将路况信息通过蓝牙传送给连接上车流量采集设备的汽车的车载导航系统；

所述车载导航系统用于播报所述关联路段的拥堵信息；还用于获取汽车当前的位置信息以及目的地，并根据当前的位置信息、目的地以及车流量参数规划最佳路径；所述车载导航系统用于显示关联路段的车流量参数。

优选地，所述车载导航系统根据当前的位置信息、目的地以及车流量参数规划最佳路径具体包括：

车载导航系统根据车流量参数算出该路段的车辆通行速度；

车载导航系统生成从当前的位置信息至目的地的若干条备选路径，从备选路径中选出车辆通行速度最慢的路段，定义该路段的车辆通行速度为通行时间

定义通行时间最快的路径为最佳路径。

优选地，所述拥堵信息包括拥堵状态、拥堵原因和拥堵时间。

优选地，所述车流量采集设备的控制器还执行以下方法：

根据车流量参数生成红绿灯调整指令，发送给红绿灯控制器，调整红绿灯的通行时间。

由上述技术方案可知，本发明提供的车流量采集设备，设有采集器，可用于利用无线技术监测车流量的系统中，结构简单、成本低，该设备还设有聚光灯，聚光灯的光线投射到路面的停止线上，使得停止线更加醒目，起到驾驶员提醒功能。

本发明提供的交通管理系统，利用无线通信技术监测车流量，算法简单，能快速检测出车流量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一提供的车流量采集设备的结构示意图。

图2为实施例二提供的控制器的外围电路图。

图3为实施例二提供的光感传感器的电路图。

图4为实施例二提供的显示器的电路图。

图5为实施例二提供的蜂鸣器的电路图。

图6为实施例三提供的交通管理系统的系统框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

一种车流量采集设备，参见图1，所述车流量采集设备设置于红绿灯外壳上；所述车流量采集设备包括壳1；所述壳体内设有采集器和控制器，所述壳体上设有多个聚光灯2；

所述控制器与红绿灯控制器电连接；所述采集器和聚光灯2分别与所述控制器电连接；

所述聚光灯2并排设置在车流量采集设备的壳体1上，且聚光灯2的光线投射到路面的停止线上。

具体地，所述采集器支持蓝牙或rfid通信。红绿灯控制器为现有的红绿灯上的控制器。所述聚光灯可以采用现有的聚光灯。该车流量采集设备设置于红绿灯外壳上，不需要额外的安装支座，且将车流量采集设备设置于红绿灯外壳上，能够覆盖更多路面的停止线，这样可以在设备的多个方向上设置聚光灯，使得聚光灯的光线能够投射到更多路面的停止线上。

为了更好地覆盖整条停止线，将聚光灯并排设置在车流量采集设备的壳体上，使得聚光灯投射到路面上的光线能够形成一条线。聚光灯的数量根据停止线的长度决定，停止线越长，需要的聚光灯数量越多。依照红绿灯的规则，投射到停止线的聚光灯可以选红灯，当红灯时，用红色的线指示驾驶员不能越过停止线。

该车流量采集设备，具有无线通信功能，可用于利用无线技术监测车流量的系统中，结构简单、成本低，该设备还设有聚光灯，聚光灯的光线投射到路面的停止线上，使得停止线更加醒目，起到驾驶员提醒功能。

优选地，所述壳体为矩形；所述聚光灯至少包括8盏，其中所述壳体的每个侧面上分别并排设有2盏聚光灯。

具体地，由于红绿灯一般设置在路口，所以可以在壳体的四个侧面上设置聚光灯，这样能够在红绿灯四个方向的路面的停止线上投射红色的线。

优选地，所述壳体为矩形；所述聚光灯至少包括16盏，所述壳体的每个侧面上分别设有2排聚光灯，每排聚光灯包括2盏聚光灯；

其中位于下方的一排聚光灯为红灯，红灯的光线投射到所述路面的停止线上；位于上方的一排聚光灯为黄灯，黄灯的光线投射到路面上与停止线的距离为安全距离的位置处。所述安全距离的范围为15-30米。

具体地，除了在停止线上投射一红色的线外，还可以在停止线附近(即与停止线的距离为安全距离的位置)投射黄线，当红灯的时候，通过黄线警示驾驶员可以减速慢行了。安全距离的范围由用户自行设置。

优选地，所述壳体内设有4g通信模块；所述4g通信模块用于与交巡警服务器进行通信。

具体地，该车流量采集设备还可以读取交巡警服务器的数据，了解实时路况。

实施例二：

实施例二在实施例一的基础上，增加了以下内容：

所述壳体内还设有光感传感器3，所述光感传感器与所述控制器电连接；

所述光感传感器的一端通过电感l3接所述控制器，光感传感器的另一端通过依次串联电容c3和电感l1接正电源。

具体地，控制器的外围电路图如图2所示。图3中j1为接口，所述光感传感器插入该接口中。光感传感器用于检测室外的光线强度，从而调节聚光灯的亮度。

优选地，参见图4，所述壳体上还设有显示屏，所述显示屏的型号为lcd12864；所述显示屏的第1、2、18、20管脚接地，第3、19管脚接正电源，第5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17管脚分别连接至所述控制器不同的端口，第4管脚接滑动变阻器vr1的滑动端，所述滑动变阻器vr1的两端分别接正电源和地。

具体地，显示屏用于显示该车流量采集设备的工作状态，或者是所在路段的拥堵情况。

优选地，参见图5，所述壳体上还设有蜂鸣器u2；蜂鸣器u2一端接地，另一端接三极管q2的集电极，三极管q2的发射极接正电源，三极管q2的基极通过电阻r3接所述控制器。

具体地，蜂鸣器起到提醒或报警的功能。

本发明实施例所提供的设备，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述设备实施例中相应内容。

实施例三：

实施例三提供一种交通管理系统，参见图6，包括上述车流量采集设备，以及设置在汽车上的识别器和车载导航系统；汽车上的识别器分别连接车流量采集设备的采集器和汽车上的车载导航系统；

所述车流量采集设备的控制器执行以下方法：

预设有车流量参数和检测时间长度；

具体地，检测时间长度可以是半个小时或1个小时。车流量参数是指半个小时或1个小时内通行的汽车数量。

当检测到有识别器连接至其采集器时，设置该识别器的状态为连接，记录识别器的连接时间；

实时监控该识别器的状态，如果该识别器的状态由连接变成断开时，车流量参数增加1；

具体地，该交通管理系统利用无线技术监测车流量。当车辆靠近车流量采集设备，且进入车流量采集设备的采集器的通信距离时，车辆上的识别器就能连上车流量采集设备的采集器。当车辆驶离后，识别器与车流量采集设备的采集器就会断开。当有识别器的状态由连接变成断开时，说明该车辆在靠近车流量采集设备后又驶离了，该车辆经过该路口，通行的汽车数量增加1。

所述采集器和识别器可支持蓝牙或rfid通信。当采用rfid通信时，识别器为rfid标签，采集器为rfid读写器，当车辆靠近车流量采集设备时，采集器就能够读取到识别器的数据。如果采用蓝牙通信时，采集器和识别器均为蓝牙模块，当车辆靠近车流量采集设备，且识别器进入采集器的通信距离内时，识别器能够连上采集器，进行数据传输。当检测到记录的识别器的连接时间小于当前时间减去检测时间长度时，车流量参数减去1；

将车流量参数实时上传给交巡警服务器。

具体地，如果监测检测时间长度为1个小时，则车流量参数是监测1小时内通行的汽车数量。如果识别器的连接记录超过1个小时了，删除该车辆的记录，这样该系统能实时记录近1个小时内通行的车辆数量。该系统利用无线技术监测车流量，算法简单，能快速检测出车流量。

除此以外，该系统还提供导航路径选择的功能。所述识别器和采集器采用蓝牙通信；所述车流量采集设备的控制器还执行以下方法：

预设关联路段；

具体地，关联路段为车流量采集设备附近的道路或路段，例如：1～3公里以内的道路。设置了关联道路后，可以查看关联路段的拥堵情况。

通过4g通信模块读取交巡警服务器上所述关联路段的路况信息；所述路况信息包括所述关联路段的车流量参数以及拥堵信息；

具体地，各路段主动将路况信息上传给交巡警服务器。交巡警服务器存储有各个路段的拥堵情况。例如：路段a的关联路段是路段b、路段c和路段d，那么当有车辆经过路段a，且连接上路段a的车流量采集设备时，读取交巡警服务器上路段b、路段c和路段d的路况信息。

将路况信息通过蓝牙传送给连接上车流量采集设备的汽车的车载导航系统；

所述车载导航系统用于播报所述关联路段的拥堵信息；还用于获取汽车当前的位置信息以及目的地，并根据当前的位置信息、目的地以及车流量参数规划最佳路径；所述车载导航系统用于显示关联路段的车流量参数。

具体地，车载导航系统可以获取当前位置附近的道路的路况信息，并根据附近的路况信息规划出最佳路径。例如上述例子中：假设目的地是景点a，起点是住宅a，当车辆驶入路段a时，车载导航系统能够直接获得当前1个小时内路段b、路段c和路段d的路况信息，假设原来车载导航系统的导航路线是住宅a-路段a-路段b-景点a。如果当前1个小时内，从这3个道路中分析得到路段b的车流量最大，通行速度最慢，路段c的通行时间次中，路段d的通行时间最短，则导航重新规划新的路线：住宅a-路段a-路段d-景点a。该车载导航系统还可以显示关联路段的车流量参数，这样能够直接展示当前位置附近的路段(即关联路段)的车流量参数，这样使用者也可以直接查看关联路段的车流量参数，能够通过数字直观准确地知道道路的拥堵情况，并自行选择行驶路径。

在上述导航路径规划过程中，所述车载导航系统根据当前的位置信息、目的地以及车流量参数规划最佳路径具体包括：

车载导航系统根据车流量参数算出该路段的车辆通行速度；

具体地，以车辆通行速度来断定拥堵情况，这是由于有些路段车道多，即使车流量大，车辆通行速度也不一定慢。有些路段车道少，即使车流量小，车辆通行速度也不一定快，所以需要综合路段上的红绿灯信息、路段的车道信息和车流量信息等，算出路段的车辆通行速度。

车载导航系统生成从当前的位置信息至目的地的若干条备选路径，从备选路径中选出车辆通行速度最慢的路段，定义该路段的车辆通行速度为通行时间

具体地，即使是在同一条路段上，也会存在个别小段堵，个别小段不堵，所以在确定该路段的车辆通行速度时，由路段中车辆通行速度最慢的小段确定，即该小段的车辆通行速度对该路段的通信速度的影响最大。

定义通行时间最快的路径为最佳路径。

优选地，所述拥堵信息包括拥堵状态、拥堵原因和拥堵时间。

具体地，拥堵状态包括拥堵、缓行、畅通，拥堵还可以分为一级拥堵、二级拥堵或三级拥堵等，等级越高，速度越慢。拥堵原因和拥堵时间由交巡警平台上传至交巡警服务器中，拥堵原因包括车祸、施工、改路等，由于现有的导航中驾驶员在拥堵的时候往往不能知道前方拥堵的原因，所以不能准确地选择出最快的路径。该系统能够播报当前位置的关联路段的拥堵原因和时间，帮助驾驶员判断出后续可能还会拥堵多久，是否需要换其他道路通行。

优选地，所述车流量采集设备的控制器还执行以下方法：

根据车流量参数生成红绿灯调整指令，发送给红绿灯控制器，调整红绿灯的通行时间。

具体地，该系统还能和交通系统关联，根据路段的拥堵情况，调节红绿灯中红灯和绿灯的时间，提高了交通状况的反应能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。