基于视频通行状态监测的实时优化信号控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及道路交通信号控制技术领域，尤其是涉及基于视频检测的道路交通信号控制技术领域，具体为基于视频通行状态监测的实时优化信号控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]近年来，为破解城市面临的日益加剧交通拥堵问题，各地都开展了智能交通系统的建设和应用，交通信号控制系统的作用也逐渐引起重视，在缓解道路交叉口拥堵上发挥了作用。但是，由于多种原因，我国大部分城市的道路交叉口均采用单点、定周期、固定配时的控制模式，随着城市社会经济的快速发展，机动车保有量的迅速增加，这种控制模式已经越来越无法适应现实的需要。因此，无论是新建城区，还是旧城改造，交通信号控制都被列为其中的重要一环，特别是具有信号调整功能的实时感应信号控制系统，更成为解决道路交叉口拥堵的有效手段。
[0003]目前，传统的道路交叉口感应信号控制多是基于检测线圈采集的交通参数，依据交通参数变化情况来实时调整路口车辆放行阶段时间。但是基于线圈断面的交通信息采集方式并不能满足交通管理与控制的需求，其存在检测线圈损坏率高、设置不灵活、数据可靠性差等问题。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提供了基于视频通行状态监测的实时优化信号控制方法及系统，其能解决传统交叉口感应信号控制存在的检测线圈损坏率高、设置不灵活、数据可靠性差的问题。
[0005]基于视频通行状态监测的实时优化信号控制方法，其特征在于:在交叉口的进口道上方架设摄像机，并且所述摄像机的取景器朝向驶入所述进口道的车辆，所述摄像机采集所述进口道内各导向车道的入口段的实时视频图像，视频检测处理单元在所述实时视频图像上设定虚拟检测线圈并通过所述虚拟检测线圈检测所述进口道内的交通状态，逻辑分析单元对所述进口道内的交通状态进行逻辑分析并根据逻辑分析结果生成控制调整信号，所述逻辑分析单元将所述控制调整信号传送给交通信号机，所述交通信号机根据所述控制调整信号对所述进口道的交通信号灯的配时方案进行控制或调整。
[0006]其进一步特征在于:
所述虚拟检测线圈包括车道检测线圈、车辆通过检测线圈以及车辆存在检测线圈，所述车道检测线圈覆盖所述实时视频图像中所有完整的所述导向车道，所述车道检测线圈内的每一条导向车道沿车辆行驶方向的前侧位置、后侧位置分别设置有所述车辆通过检测线圈、车辆存在检测线圈；
所述视频检测处理单元通过所述车道检测线圈实时检测所述进口道内各导向车道的交通流状态、通过所述车辆通过检测线圈检测驶入所述进口道内各导向车道的车辆的车头时距、通过所述车辆存在检测线圈检测各所述导向车道的车辆存在检测线圈的被占用状态；
所述逻辑分析单元根据所述交通流状态来判定是否对各条导向车道的信号灯配时方案进行调整，当判定不需要对信号灯配时方案进行调整时、所述逻辑分析单元向所述交通信号控制机发出不进行信号灯配时方案调整的控制信号、所述交通信号机即控制交通信号灯按预设的信号灯配时方案运行，当判定需要对某一条导向车道的信号配时方案进行调整时，所述逻辑分析单元根据该条导向车道的车头时距来判断该条导向车道在绿灯相位开始后是否存在浪费绿灯状态并根据所述浪费绿灯状态、以及该导向车道在绿灯相位开始以后车辆存在检测线圈的被占用状态来确定对该条导向车道的信号灯配时调整方案并向交通信号机发出信号灯配时方案调整信号，所述交通信号机根据所述调整方案控制该条导向车道的绿灯相位信号延长或结束。
[0007]其更进一步特征在于:
所述视频检测处理单元通过实时检测所述车道检测线圈是否被车辆排队占有状态来判定所述进口道交通流状态，若所述车道检测线圈内的任一导向车道内未出现车辆排队现象，则判定该导向车道处于顺畅交通流状态、不需要对该所述任一导向车道的信号配时方案进行调整；若所述车道检测线圈内的任一导向车道内出现车辆排队现象，则判定方导向车道处于排队交通流状态、需要对该所述任一导向车道的信号配时方案时行调整；
所述逻辑分析单元根据所述车头时距来判定所述进口道的各导向车道内是否存在浪费绿灯状态，将采集的车头时距t与预设的安全车间时距TO比较，当t < TO时，判定所述各导向车道内的车辆为紧凑跟驰状态并且不存在浪费绿灯状态，当t > TO时则判定所述各导向车道内的车辆为离散、浪费绿灯状态；
根据任一导向车道在其绿灯相位开始以后的所述浪费绿灯状态以及该导向车道的车辆存在检测线圈的被占用状态对该任一导向车道的信号配时方案时行调整的具体步骤为:
(1)在t< TO状态的情况下，当检测到该任一导向车道在绿灯相位开始以后其所属的车辆存在检测线圈被车辆占有，则所述逻辑分析单元判定该导向车道内有车辆停车等待或者处于缓慢通行状态并向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位时间延长信号；当检测到该任一车辆存在检测线圈未被车辆占有，则连续检测三个采样时间间隔，若所述三个采样时间间隔内该所述车辆存在检测线圈均被车辆占有则所述逻辑分析单元向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位时间延长信号，若所述三个采样时间间隔内该所述车辆存在检测线圈未一直被车辆占有则所述逻辑分析单元向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位时间结束信号；
(2)在t> TO状态的情况下，当检测到该任一导向车道在绿灯相位开始以后其所属的所述车辆存在检测线圈未被车辆占有，则所述逻辑分析单元判定该车辆存在检测线圈所属的导向车道内无车辆停车等待或缓慢通行并向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位结束信号，当检测到该任一导向车道在绿灯相位开始以后其所属的所述车辆存在检测线圈被车辆占有，则连续检测三个采样间隔时间，若该三个采样间隔时间内该车辆存在检测线圈一直被车辆占有则所述逻辑分析单元向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位时间延长信号，若该三个采样间隔时间内该车辆存在检测线圈未一直被车辆占有则所述逻辑分析单元向所述交通信号机输出该导向车道的绿灯相位时间结束信号； 所述绿灯相位时间延长采用小步递增的方式直至所述绿灯相位时间达到预设的绿灯最大相位时间、随后绿灯相位结束，并且所述绿灯结束时刻必须在系统运行完相位最小绿灯时间之后；
所述绿灯相位时间延长每次递增2秒。
[0008]基于视频通行状态监测的实时优化信号控制系统，其包括交通信号机，所述交通信号机通过通信模块与交通控制中心通信连接，其特征在于:其还包括用于实现实时感应信号控制功能的视频检测器，所述视频检测器与所述交通信号机之间通过光缆电控连接，所述视频检测器包括摄像机、视频检测处理单元和逻辑分析单元，所述摄像机架设于交叉口的进口道上方并且所述摄像机的取景器朝向驶入所述进口道的车辆，所述摄像机用于采集所述进口道内各导向车道的入口段的实时视频图像，所述视频检测处理单元对实时视频图像进行虚拟检测线圈的设定并通过所述虚拟检测线圈实时检测所述进口道交通状态，所述逻辑分析单元对所述进口道交通状态进行逻辑分析并根据逻辑分析结果向所述交通信号机输送控制调整信号，所述交通信号机根据所述控制调整信号对该路口交通信号灯进行控制或调整。
[0009]其进一步特征在于:
所述虚拟检测线圈包括车道检测线圈、车辆通过检测线圈以及车辆存在检测线圈，所述车道检测线圈覆盖所述实时视频图像中所有完整的所述导向车道，所述车道检测线圈内的每一条导向车道沿车辆行驶方向的前侧位置、后侧位置分别设置有所述车辆通过检测线圈、车辆存在检测线圈；
所述视频检测处理单元通过所述车道检测线圈实时检测所述进口道内各导向车道的交通流状态、通过所述车辆通过检测线圈检测驶入所述进口道内各导向车道的车辆的车头时距、通过所述车辆存在检测线圈检测各所述导向车道的车辆存在检测线圈的被占用状态；
所述逻辑分析单元根据所述交通流状态来判定是否对各条导向车道的信号灯配时方案进行调整，当判定不需要对信号灯配时方案进行调整时、所述交通信号机控制交通信号灯按预设的信号灯配时方案运行，当判定需要对某一条导向车道的信号配时方案进行调整时，所述逻辑分析单元根据该条导向车道的车头时距来判断该条导向车道在绿灯相位开