CN103985267A - 一种同步显示前方路***通信号灯状态的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，属于智能交通领域；包括：智能交通信号灯***，安装于每个路口，将路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”发送给***服务器；智能车载终端***，放置于车内通过卫星定位***对车辆自身进行定位和定向，检索到“前方路口的编码”向***服务器索取前方路口的交通信号灯的“状态信息”，接收到信息后运行红绿灯子程序将“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态显示在屏幕上，以数字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，能辅助驾驶决策；***服务器，对智能交通信号灯***和智能车载终端***和路网中的车辆进行统一控制实现了车内红绿灯功能。

Description

一种同步显示前方路***通信号灯状态的***及方法

技术领域

本发明涉及一种智能交通***，更具体地说，涉及一种同步显示前方路***通信号灯状态的***及方法。

背景技术

目前，大气污染是一个全球性的问题。国际卫生组织发表报告称：大气污染致癌，更严重的是：如何治理大气污染是摆在人类面前的一个难题。

各个国家和地区污染空气包含的有害物质成分是不尽相同的。中国不少地区空气质量恶化是雾霾危害加重，雾霾天气现象出现增多。雾霾，是雾和霾的统称，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾的主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。特别是直径小于等于2.5微米的污染物颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。被人吸入肺泡后要么停留在肺泡内，要么进入血液***，危害巨大，这也是污染空气致癌的原因。

霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果，其成因有三：一是水平方向静风现象增多。城市里大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气中悬浮微粒的扩散稀释，容易在城区和近郊区周边积累；二是垂直方向上出现逆温。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，空气中悬浮微粒难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。三是空气中悬浮颗粒物的增加。随着城市人口的增长和工业发展、机动车辆猛增，导致污染物排放和悬浮物大量增加，直接导致了能见度降低。

对于污染空气的治理有两个方向：一是减少污染物进入大气，二是使现有大气中的污染物减少。本发明针对的是第一个方向。

近年来我国机动车数量急剧增长，机动车污染日益严重，机动车尾气排放成为我国大中城市空气污染的主要来源，给城市和区域空气质量带来了巨大压力。有研究报告指出：在实际行驶条件下，机动车在冷启动工况和怠速工况尾气排放VOCs和苯系物浓度要远远高于正常行驶时排放浓度，当行驶速度在40-60km/h时，尾气中VOCs组分和苯系物含量相对较低。中国科学院大气物理所的地区大气重霾污染的形成机理和源解析初步结果显示：北京在2013年1月和2014年2月的雾霾污染事件中，PM2.5在重污染时段的主要来源为机动车、燃煤、工业和扬尘，分别约占42％、28％、13％和12％；而在清洁时段，燃煤占45％，机动车仅占13％。上述数据说明：在现有路网条件下，提高城市机动车的平均通行速度，可以减少污染物排放，进而减少机动车在重污染时段的污染贡献率。

SCATS是一种智能交通控制***，由澳大利亚新南威尔士州道路交通局(RTA)研究开发，是目前世界上少有的几个先进的城市信号交通控制***之一。中国的一些城市采用了该***，如上海、香港、沈阳、苏州和杭州等城市。无论是现有的智能交通控制***还是现有的单路口信号控制***，都存在两点不足：一是驾驶者不能实时获得前方路***通信号灯的状态信息，并利用这些信息辅助驾驶决策；二是一起等红灯的驾驶者不能提前做好准备适时同时启动车辆，快速通过路口，有效利用绿灯时间提高通行效率。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术的不足，提供一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，使驾驶者随时了解并利用前方路口的交通信号灯的状态信息辅助驾驶决策，提高整个城市路网的通行效率，提高城市机动车的平均通行速度，达到减少污染物排放的目的。

本发明的目的之二在于提供一种同步显示前方路***通信号灯状态的方法，车辆通过卫星定位导航模块对自身进行定位和定向，检索到前方路口的编码，车载终端***向前方路口的智能交通信号灯***或者***服务器发送请求，索取前方路口的交通信号灯的状态信息，车载终端***对接收到的交通信号灯信息进行解码，将本车行驶方向的交通信号灯的状态显示在屏幕上，以数字、文字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，辅助驾驶者进行驾驶决策；行驶方向相同的车辆一同等红灯时，车载终端***提醒所有驾驶者适时同时启动车辆，减少车辆在路口的等待时间，提高整个城市路网的通行效率，提高城市机动车的平均通行速度，达到了减少污染物排放的目的。

为达到目的一，本发明的技术方案是这样实现的：一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，它包括：

智能交通信号灯***1，所述的智能交通信号灯***1安装于每个路口，将本路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”发送给“***服务器”，接收来自“***服务器”的命令，或者接收向本路口行驶的车辆的申请将本路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”发送给正向本路口行驶的车辆，接收远离本路口的车辆的申请停止发送交通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”；

智能车载终端***2，通过卫星定位***或者卫星定位导航模块对车辆自身进行定位和定向，检索到“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，向前方路口的所述的智能交通信号灯***1或者“***服务器”发送申请，接收前方路口的所述的智能交通信号灯***1或者***服务器发来的交通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”，对接收到的信息进行解码，根据检索到的“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，运行红绿灯子程序将“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态显示在屏幕上，以数字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，辅助驾驶者进行驾驶决策；当本车远离路口时向所述的智能交通信号灯***1或者“***服务器”申请停止发送所通过路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”；所述的智能交通信号灯***1与所述的智能车载终端***2之间的通讯方式为无线局域网通讯、蜂窝移动通讯网通讯、以及专用网络中的一个。

为达到目的二，本发明的技术方案是这样实现的：一种同步显示前方路***通信号灯状态的方法，该方法包括：

步骤1：对一个城市路网的全部路口进行编码；对汇聚于每一个路口的各条道路进行编码，将各条道路的编码与各条道路前方对应的交通信号灯组关联到一起；

步骤2：每一个路口的智能交通信号灯***与***服务器进行通信：或者一个路口的智能交通信号灯***将“时间设定信息和当前的状态信息”上传给***服务器；或者***服务器将一个路口的“时间设定信息和当前的状态信息”下传给该路口的智能交通信号灯***；

步骤3：一辆机动车上的智能车载终端***根据自身的定位和定向信息，检索出“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”；

步骤4：向***服务器上传检索到的“前方路口的编码”，索取前方路口的“时间设定信息和当前的状态信息”；

步骤5：接收到***服务器传回的前方路口的“时间设定信息和当前的状态信息”后，根据步骤3中检索到的“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，运行红绿灯子程序并以数字、图形的方式显示“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态，或者以声音的方式提醒驾驶者提前预知“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态；

步骤6：重复步骤3，再次检索出“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”；将检索出的“前方路口的编码”与上一次检索出的“前方路口的编码”进行比较，如果相同则重复步骤6，如果不同则向***服务器报告已经离开该路口的信息并执行步骤4。

优选地，还包括***服务器3，所述的“***服务器3”的功能设定为：将城市中的每一个路口都作为一个节点来管理，将驶向某一个路口的车辆携带的所述的智能车载终端***2加入该路口节点，将安装于该路口的所述的智能交通信号灯***1发送来的“时间设定信息和当前的状态信息”实时转发给驶向该路口的车辆，或者经过处理后再转发给驶向该路口的车辆；将驶离该路口的车辆携带的所述的智能车载终端***2从该路口节点移除，并停止发送安装于该路口的所述的智能交通信号灯***1发送来的“时间设定信息和当前的状态信息”；向每一个路口的所述的智能交通信号灯***1发送命令；向相关车辆携带的所述的智能车载终端***2发送提醒信息；评估每一个路口的通行或者拥堵情况，并将评价结果发送给相关车辆；所述的“***服务器3”可以控制所述的智能交通信号灯***1和所述的智能车载终端***2同步显示相同的信息；所述的“***服务器3”与所述的智能交通信号灯***1之间的通讯方式为固定电话网通讯、有线电视网通讯、点对点光纤网通讯、TCP/IP网络通讯、无线局域网通讯、蜂窝移动通讯网通讯、以及专用网络中的一个；所述的“***服务器3”与所述的智能车载终端***2之间的通讯方式为蜂窝移动通讯网通讯。

优选地，还包括手机，所述的手机通过有线或者无线与现有技术的交通信号机连接；或者将所述的手机与所述的交通信号机在PCB板层面融合到一起；或者将所述的手机与所述的交通信号机完全融合到一起，利用所述的手机的主控芯片代替所述的交通信号机的主控芯片。

优选地，还包括传感器，所述的传感器至少包括下述之一种：光电传感器、压电传感器、红外传感器、重力传感器、重力感应传感器、磁敏式传感器、激光测距仪、摄像头、雷达、超声波传感器、立体摄像头、红外线摄像头，所述的传感器与所述的交通信号机电连接或者与专用的处理器电连接。

优选地，所述的智能车载终端***2为智能手机，所述的智能手机中安装有专用的软件。

优选地，所述的智能车载终端***2为专用装置，所述的专用装置中安装有专用的软件。

优选地，所述的路口的编码使用“手机号码编码”或者使用“字母和数字相结合的编码”。

本发明具有如下优点：(1)采用本发明的***和方法，机动车可以节省燃油5％，提高通行效率10％，减少污染物排放15％；(2)行驶方向相同的车辆一同等红灯时，智能车载终端***提醒所有驾驶者适时同时启动车辆，减少了车辆在路口的等待时间，提高了整个城市路网的通行效率，提高了城市机动车的平均通行速度，当平均通行速度达到40-60km/h时，大大减少了污染物排放；(3)采用本发明装置的车辆，将本车行驶方向的交通信号灯的状态显示在屏幕上，以数字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，辅助驾驶者进行驾驶决策：是以较快的速度通过前方路口，还是匀速行驶到路口后等红灯？总之可以从容驾驶避免急刹车；(4)红绿色盲患者也可以考驾照并从容驾驶车辆了，因为本发明装置可以采用文字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，只需要驾驶者听力正常或者能正常识别“红、绿、黄”三个文字即可；(5)驾驶者在等红灯时可以自由的休息，因为本发明装置所述的智能交通信号灯***会提醒驾驶者何时启动车辆，特别是出租车司机不用左顾右盼通过观察其他方向的绿灯闪动情况预测自己何时启动车辆才能最大化自己的盈利时间；(6)目前在一些重要的路口安装红绿灯倒计时牌受到司机和行人的欢迎，但是投资巨大，管理困难，采用本发明的***和方法，可以代替红绿灯倒计时牌，将节约很多城市的交通信号灯***的投资；(7)采用本发明的***和方法，可以在某些路口设置“虚拟红绿灯”；(8)采用本发明的***和方法，对于较近的小于50米的两个路口使用“路口融合技术”可以提高路口的通行效率；(9)采用本发明的***和方法，对于符合要求的3-5个连续路口使用“绿灯接力技术”可以提高路口的通行效率；(10)采用本发明的***和方法，所述的“***服务器”可以精确评估每一个路口的“拥堵情况”，可以辅助驾驶者进行路线选择；(11)采用本发明的***和方法，所述的“***服务器”能够综合考虑下一个路口的通行能力来确定前一个路口的通车数量，并对一个区域的交通进行优化。(12)采用本发明的***和方法，所述的“***服务器”可以智能地解决拥堵；(13)公共汽车采用本发明的***和方法，行人可以预先了解距离本站最近的公共汽车的位置和公共汽车到站的预估时间；(14)公共汽车采用本发明的***和方法，一个城市的交通管理者能够精确了解行人的需求，通过组建“机动公交车队”并临时确定路线和站点来满足行人的需求；(15)采用本发明的***和方法，雾霾天气高速公路仍然可以正常开放。(16)采用本发明的***和方法，某个路口的交通信号灯坏了，车辆仍可以在智能车载终端***的指挥下正常通行；(17)智能车载终端***具有信息反馈功能，某个路口的交通信号灯坏了，路灯管理部门可以立即确定故障路口位置并及时修复；(18)智能车载终端***可以感知驾驶者的疲劳驾驶或者精力不集中状态，并将相关信息发送给***服务器，***服务器会实时通知附近的交警处理或者通知交通管理者。

附图说明

图1为路口形式示意图。

图2为本发明的对路口和汇聚于路口的道路编码示意图。

图3为本发明的路口处行人检测区域示意图。

图4a、4b为本发明实施例一的智能车载终端***中的应用软件工作流程图。

图5为本发明的路口处行人检测区域示意图。

图6本发明实施例一的智能交通信号灯***中的应用软件工作流程图。

图7a、7b为本发明实施例二的智能车载终端***中的应用软件工作流程图。

图8为本发明实施例二的智能交通信号灯***中的应用软件工作流程图。

图9为本发明的各***间信息交换示意图。

图10为本发明实施例一、实施例二的***间信息交换示意图。

图11为本发明实施例三的各***间信息交换示意图。

图12a、12b为本发明实施例三的智能车载终端***的程序流程图。

图13为本发明实施例三的***服务器中的应用软件的程序流程图。

图14为本发明实施例三的智能交通信号灯***中的应用软件的程序流程图。

图15为本发明的实施例三中技术方案的信息交换方向示意图。

图16为本发明的实施例四中技术方案的信息交换方向示意图。

图17为本发明实施例五的公交车位置查询示意图。

图18为本发明实施例六的表示行人出行需求的某个城市的一个区域地图。

图19为本发明实施例七的某路口等红灯时车辆数量统计示意图。

图20为本发明实施例八的某路口等红灯时车辆数量统计示意图。

图21为本发明实施例九的大路口处路口行人转运车工作方式示意图。

图22为本发明实施例十五的各***信息交换方向示意图。

图23为本发明实施例二十的拨码开关与控制单元连接的电路图。

附图标记汇总表示为：1-道路1；2-道路2；3-道路3；4-道路4；5-道路5；31-区域；51-区域；52-传感器安装位置；191-道路；192-斑马线；193-机动车；211-路口行人转运车；212-行车路线；213-司机休息区。

具体实施方案

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方案。

实施例一：

为了***地说明本发明和本发明提供的实施例，下面对本发明使用的一些概念进行解释：

上路网(UpRoad)：机动车启动后驶离停车位，驶入城市道路***叫“上路网”。

下路网(DownRoad)：机动车驶离城市道路***并停到某个车位上，叫“下路网”。

路网占用时间：一辆机动车从“上路网”到“下路网”之间的时间差。其间只有经过至少一个路口才能在***服务器中产生一条记录。

路网占用里程：一辆机动车从“上路网”开始到“下路网”截止所行使过的道路里程数。其间只有经过至少一个路口才能在***服务器中产生一条记录。

路网车辆总数：某个时刻驶入城市道路***的车辆的总和，即“上路网”后还没有“下路网”的机动车的总和。

每天路网车辆总数：某一天24小时内“上路网”后又“下路网”的机动车的总和。假设在一个城市的路网中24小时内只有N辆车在行驶，但是***服务器最终统计的“每天路网车辆总数”一定≥N。

全部车辆路网占用时间(T_total)：某一天24小时内“上路网”后又“下路网”的机动车的各自的“路网占用时间”之和。T_total可以按照定义精确计算后得到，也可以在所有车辆都使用导航的理想状态下通过大数据(Big Data)模型实时预测出来。

全部车辆路网占用里程(M_total)：某一天24小时内“上路网”后又“下路网”的机动车的各自的“路网占用里程”之和。

路网通行速度(V)：全部车辆路网占用里程(M_total)/全部车辆路网占用时间(T_total)。通过***服务器中的大数据(Big Data)可以统计某个区域的“路网通行速度”，或者统计某条道路的“路网通行速度”，或者统计某段时间内某个区域或者某条道路的“路网通行速度”。

路口通行速度：行驶方向相同的机动车通过路口中间点时的速度；等红灯时排在第一位的机动车称为首车，首车“路口通行速度”能够表征该路口的顺畅程度和通行能力。

行人最小通过时间：行人以正常速度通过某一个路口所需要的时间，叫做该路口的“行人最小通过时间”。

暂时无行人路口：某一个路口的斑马线的最大边界包围的区域叫“检测区域”，当“检测区域”内没有行人时，该路口称为暂时无行人路口。如图3所示，狭义上“检测区域”是图3中虚线内的区域31，广义上“检测区域”为图5中虚线内的区域51。

无行人路口：禁止行人通过的路口。

路口级别：城市交通的瓶颈在路口，各个路口的“路口级别”是不一样的，一天24小时内通过某个路口的车辆总数可以表征该路口的“路口级别”，可以据此将一个城市的各个路口分为一级路口、二级路口、三级路口等等，“路口级别”可以通过大数据(Big Data)精确统计获得。

以上是本发明使用的一些概念，下面是实施例。

一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，它包括：

智能交通信号灯***1，所述的智能交通信号灯***1安装于每个路口，接收向本路口行驶的车辆的申请将本路***通信号灯的状态信息发送给正向本路口行驶的车辆，接收远离本路口的车辆的申请停止发送交通信号灯的状态信息；

智能车载终端***2，安装于或者放置在机动车内，通过卫星定位***或者卫星定位导航模块对车辆自身进行定位和定向；检索到前方路口的编码；向前方路口的所述的智能交通信号灯***1发送申请；接收前方路口的所述的智能交通信号灯***1发来的交通信号灯的状态信息，对接收到的信息进行解码，将本车行驶方向的交通信号灯的状态显示在屏幕上，以数字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，辅助驾驶者进行驾驶决策；当本车远离路口时向所述的智能交通信号灯***1发送申请，请求停止发送所通过路***通信号灯的状态信息。

本实施例提供的一种智能交通信号灯***1，包括现有技术的交通信号机、与所述的交通信号机电连接的红绿灯组，其特征在于，还包括手机，所述的手机通过有线或者无线与现有技术的交通信号机连接；或者将所述的手机与所述的交通信号机融合到一起，利用所述的手机的主控芯片代替所述的交通信号机的主控芯片。

在本实施例中，所述的手机采用智能手机，采用标准的数据线与转换器连接，所述的交通信号机通过串口(或者自带的其他接口)与所述的转换器连接，所述的转换器带有电源为所述的智能手机供电；或者所述的智能手机采用标准的数据线与所述的交通信号机的相应接口直接连接，既实现了两者的互相通信，也实现了使用所述的交通信号机的相应接口为所述的智能手机供电；或者所述的智能手机与所述的交通信号机使用无线通信，但是需要使用标准的数据线为所述的智能手机供电。当智能手机的接口与所述的交通信号机的接口不相同时，转换器的作用是实现了两者之间的信号转换。

从***的稳定性和可靠性考虑，所述的智能手机仅运行一种实现本发明功能的专用的应用软件，并且所用的号码由移动通讯公司统一提供并将号码对外屏蔽。

在本实施例中，可以取消所述的转换器，对现有技术的交通信号机进行改造或者重新设计，使之带有USB接口或者RS232接口，这样所述的智能手机采用标准的数据线可以与之直接连接了；或者使所述的交通信号机带有Wi-Fi模块与所述的智能手机进行通讯；或者使所述的交通信号机带有蓝牙模块等其他无线通信模块与所述的智能手机进行通讯。当使用无线通信时，需要使用标准的数据线为所述的智能手机供电。

更进一步地，将所述的智能手机与所述的交通信号机PCB板融合到一起，将所述的智能手机与所述的交通信号机的各自的芯片、电子元器件、传感器等焊接到一块PCB板上，通过相应的电路设计实现通信接口的电连接。PCB板融合既解决了所述的智能手机与所述的交通信号机通信问题，也解决了所述的智能手机的供电问题。融合的好处是：在满足功能的前提下对软硬件进行适当裁剪，可以提高可靠性，可以降低成本，如现有技术的智能手机的电池、显示屏和外壳都不需要了。

对于本实施例，另一个可行的技术方案是：将所述的智能手机与所述的交通信号机完全融合到一起，利用所述的智能手机的主控芯片代替所述的交通信号机的主控芯片，即：使现有技术的所述的交通信号机的功能由所述的智能手机实现。考虑到本技术方案的可靠性，所述的智能手机与所述的交通信号机完全融合的装置应做好电磁兼容设计，可以将所述的智能手机的天线安放到路***通信号灯控制箱的外侧较高的位置。

本发明需要对一个城市的所有路口进行编码，编码的方法有多种，最简单的一种编码方法是“自然数编码”，就是按照顺序将路口命名为：路口1，路口2，…，路口n，该种编码方法不便于交通管理者识别，但是对于计算机来说都是一样的，名字仅仅是一个标识符，编程语言对标识符的命名规则有如下两点：(1)标识符由字母、数字和下划线组成；(2)标识符的第一位必须是字母或者下划线，不能是数字。在符合上述标识符命名规则的情况下，为方便程序设计，本发明采用字母和数字相结合的方法：对于一个城市总会有很多主干道，将整个城市划分为若干个区域，每个区域命名的字母部分采用与EXCEL表格横向字段一样的命名方法，如A、B、C、…、Z、AA、AB、AC…，在每个小区内，如A区内的路口依次命名为：A1、A2、…、An等等。总之，对一个城市的所有路口命名方法有多种，如采用汉字的命名方法：人民大街与自由大路路口，人民大街与卫星路路口等等。完成路口的编码之后，将所有路口的编码和位置信息存入数据库中，并根据实际路口的相邻位置关系建立编码数据的关联。本实施例中，存有路口编码和位置信息的数据库仅安装于所述的智能车载终端***2中，在其他实施例中，存有路口编码和位置信息的数据库也安装于***服务器中或者所述的智能交通信号灯***1中。本实施例中，每个路口的编码也采用安装于每个路口的所述的智能交通信号灯***1内置的智能手机的SIM***。“手机号码编码”与“字母和数字相结合的编码”共用。

本实施例中，存有路口编码和位置信息的数据库也可以加载到现有技术的电子地图中，并设计一个编码检索子程序。

本发明所述的路***义是指道路的交叉口。如图1a所示，城市的路口中绝大多数是十字交叉口，特点是：汇聚于某个路口的四条道路，相邻的两条道路互相垂直，相隔的两条道路共线；图1b所示为“丁字路口”，属于十字交叉口的一个特例；图1c和图1d所示为十字交叉口的一个变异，特点是：道路1和道路3共线，道路2和道路4中至少有一条道路与道路1或者道路3成锐角；图1e所示为星形路口，特点是汇聚的三条道路任意两条都不共线；图1f为环岛路口，特点是汇聚的道路数≥5，有环形路与所有道路连通。本发明规定汇聚于某个路口的各条道路的命名规则是：地图的方向标方向是上北下南，左西右东，参考方向标方向在整个城市的水平面建立一个坐标系，X轴的正向指向东方，Y轴的正向指向北方，在任意一个路口处都建立一个辅助坐标系，都是X轴的正向指向东方，Y轴的正向指向北方，按照逆时针方向计数：与X轴的正向重合的或者夹角最小的为道路1，其余依次为道路2、道路3、…、道路n，图1中所示的各种形式路口的示意中，各条道路就是按此规则进行命名的，为了方便在图1中各条道路仅仅标记为1，2，3…、n。本发明规定汇聚于某个路口的各条道路是有正方向的，各条道路的正方向即为在本道路上行驶的机动车的行驶方向，正方向的表示方法是：在路口处该条道路按顺时针方向与X轴的夹角，如图1所示。按照这个规则，图2中的同一条“路”根据机动车行驶方向被分为两部分，相对于路口A2称为道路3，正方向为P1；相对于路口A1称为道路1，正方向为P2。

根据如上路口的编码方法和汇聚于路口的各条道路的命名规则，图2所示的含义是：路口A1有四条道路每条道路都是双向车道，四条道路按逆时针顺序依次命名为：1、2、3、4；同理，路口A2也有四条道路每条道路都是双向车道，四条道路按逆时针顺序依次命名为：1、2、3、4(图2中的同一条“路”根据机动车行驶方向被分为两部分，命名时是对每一部分进行了命名)。对汇聚于路口的各条道路命名的目的是将每条道路与该道路前方的红绿灯组关联到一起，一辆机动车在路网中行驶的过程中，通过定位和定向能够确定在哪条道路上行驶和向哪个路口行驶，还能够确定在前方路口处控制该道路的红绿灯组是哪个。

本发明的一些实施例中需要用到电子地图，现有技术的电子地图已经存储了一个城市的道路等相关信息，车载导航仪根据接收到的GPS信号或者北斗信号并按规定的规则计算可以确定车辆自身的地面位置坐标，再通过一定的算法就可以确定车辆自身在电子地图中某条道路上的位置(此即为定位)，当确定至少两个位置后，就可以确定行驶方向(此即为定向)。本发明需要将一个城市的所有路口的编码和位置信息加载到电子地图上：一个子程序的功能是根据车载导航仪或者定位导航模块提供的定位和定向信息，使电子地图返回前方路口的编码和行驶道路对应的红绿灯组的编码，或者通过某个路口时返回已经通过该路口的“已经通过信息”。

本实施例的智能车载终端***2采用智能手机并安装专用的能实现本发明所需要功能的应用软件来实现，所述的应用软件实现本发明功能的一种流程图如图4所示，前提条件是：一是将一个城市的所有路口的编码和位置信息加载到电子地图上，本实施例中的路口编码为手机号码(与“字母和数字相结合的编码”共用，前者为计算机软件使用，后者为交通管理者使用。)，显然这些信息存储于智能车载终端***2中；二是将一个城市的汇聚于每个路口的各条道路的红绿灯组与该道路本身按顺时针方向与X轴正向的夹角相关联或者与该道路相关联，并按照设定的消息格式编辑成一条消息，等待发送给加入该路口节点的机动车，显然这些信息存储于智能交通信号灯***1中。

如图4a、4b所示，所述的智能车载终端***2中的应用软件工作流程是：

①主控程序调用子程序1，子程序1返回车载导航仪或者定位导航模块提供的机动车自身的定位和定向信息；定位信息是坐标值，定向信息是角度值；

②主控程序调用子程序2，子程序2为编码检索子程序，使用电子地图信息，输入车辆的定位和定向信息，返回前方路口的编码和行驶道路对应的红绿灯组的编码，前方路口的编码即前方路口的智能交通信号灯***1中智能手机的手机号；

③主控程序调用子程序3，子程序3为通信子程序，按照设定的消息格式，通过车载智能手机向前方路口发送请求加入该路口节点的信息；

④(前方路口的所述的智能交通信号灯***1的智能手机将发送请求的车辆加入本路口节点，并将本路口的交通信号灯的状态信息以一定的时间间隔(如1秒)发送给向本路口发出请求的车辆。)

主控程序接收到前方路口的交通信号灯状态信息后调用子程序4，子程序4为显示子程序，根据自身的定向信息或者获得的行驶道路对应的红绿灯组的编码，将自己前进方向的交通信号灯状态显示在显示屏上，并通过语音播报，如：红灯50秒，红灯40秒，…；语音播报开始时刻由机动车与前方路口的距离确定并可以由驾驶者设定；

⑤重复上述的步骤①和②，子程序2返回前方路口的编码，将这个编码与前一次获得的编码比较，如果相同则继续步骤⑤；如果不同则执行步骤⑥；

⑥所述的智能车载终端***2的主控程序将调用子程序3，子程序3为通信子程序，按照设定的消息格式，通过车载智能手机向前方路口发送请求信息，请求停止发送信号灯状态信息；前方路口的所述的智能交通信号灯***1的智能手机将发送请求的车辆移除本路口节点，停止发送本路口的交通信号灯的状态信息；并执行步骤③，这表明本车已经通过了一个路口，正向下一个路口驶去，将获得下一个路口的交通信号灯的状态信息。需要说明的是步骤②中“输入车辆的定位和定向信息”，也可以表述为输入车辆的两个定位信息。

如图6所示，所述的智能交通信号灯***1中的应用软件工作流程是：

①当定时触发后，主控程序调用子程序1，以一定的时间间隔(如1秒)将本路口节点的交通信号灯的状态信息发送给加入本路口节点的每一辆车；

②当接收到向本路口行驶的车辆发送的请求后，判断该车是否请求加入本路口节点？如果是请求加入本路口节点，则主控程序调用子程序A，将该车的智能车载终端***加入本路口节点；如果不是请求加入本路口节点，则主控程序调用子程序C，将该车的智能车载终端***从本路口节点中移除；

③等待或者运行其他子程序。

本实施例中和其他实施例中，所述的智能交通信号灯***1、所述的智能车载终端***2和***服务器之间的通信采用移动通信网提供的短信息服务(Short Message Service，SMS)。移动通信网提供的短信息服务属于现有技术在此不做赘述。

采用本实施例的***和方法，在某一个路口，当有多辆机动车一起等红灯时，每辆车内所述的智能车载终端***2将同步显示前方路口的前进方向的红灯状态，同时进行语音播报：红灯50秒，红灯40秒，…红灯5秒，并用设定的声音提示准备起车。智能车载终端***2提醒所有驾驶者适时同时启动车辆，快速通过路口，避免了绿灯开始时浪费的3秒钟，减少了车辆在路口的等待时间，提高了“路口通行速度”，提高了整个城市路网的通行效率，也提高了城市机动车的平均通行速度，当平均通行速度达到40-60km/h时，大大减少了污染物排放。驾驶者在等红灯时可以自由的休息，特别是出租车司机不用左顾右盼通过观察其他方向的绿灯闪动情况预测自己何时启动车辆才能最大化自己的盈利时间，采用本实施例的***，司机特别是出租车司机能够获得必要的休息，白班司机按每天工作10小时计算，大约可以获得一小时的等红灯休息时间。如果一个十字路口的交通信号灯周期为90秒，那么24小时内一个通行方向的绿灯次数是960次(24X60X60÷90＝960次)，每次绿灯开始时浪费3秒钟，共浪费48分钟(3X960＝2880秒＝48分钟)，在早晚高峰时段充分利用绿灯开始时的3秒钟非常重要，可以减少或者避免拥堵。从驾驶者角度看，本实施例实现的是“车内红绿灯”。

实施例二：

实施例一的技术方案占用很多***资源，因为每一秒钟，某一个路口的智能交通信号灯***1都会将本路口的交通信号灯的状态信息群发一次，这样也增加了使用者(驾驶者或交通管理者)的通信费用。

本实施例是对实施例一的改进，当有车辆发来请求加入的信息后，前方路口的所述的智能交通信号灯***1将发送请求的车辆加入本路口节点，并将本路口的交通信号灯的状态信息发送给请求加入的车辆，仅发送一次。

智能车载终端***2中的应用软件工作流程如图7a、7b所示，智能交通信号灯***1中的应用软件工作流程如图8所示。

智能车载终端***2的主控程序将调用子程序5，子程序5为红绿灯子程序，(红绿灯子程序的程序流程图和具体软件实现属于现有技术，在此不做赘述。)，从状态信息中提取出与本车前进方向有关的红绿灯组信息，假设本车的前进方向有三个灯，分别是红灯、绿灯和黄灯。发送来的时间设定是：红灯30秒，绿灯27秒，黄灯3秒。现在显示的是绿灯，已经显示到18秒，每隔一定的时间(如0.2秒)，将现在正在显示的时间减去0.2秒，直至减到零，再显示黄灯，3秒后减到0，再显示红灯，每隔一定的时间(如0.2秒)，将现在正在显示的时间减去0.2秒，直至减到零，如此周而复始。本实施例设定的“每隔一定的时间”是0.2秒，也可以根据实际需要自由设定。

红绿灯子程序运行的过程中，整数秒开始时刻(如17秒、16秒…)作为时间触发主控程序的流程跳转到第⑤步骤：

⑤主控程序接收到“自身红绿灯子程序发来的‘前方路口的状态信息’”后调用子程序4，子程序4为显示子程序，根据自身的定向信息，将自己前进方向的交通信号灯状态显示在显示屏上，并通过语音播报，如：红灯50秒，红灯40秒，…；语音播报开始时刻由机动车与前方路口的距离确定并可以由驾驶者设定；

智能交通信号灯***1将路口的状态信息只发送一次，大大节约了***资源。但是，这样可能会影响智能车载终端***2与智能交通信号灯***1的同步精度，一种解决办法是通过增加一次交通信号灯的状态信息发送来校准。

另外一种影响同步精度的因素是移动通信网的延迟，随着移动通信技术的进步现在的移动通信网响应速度快，稳定性好，可以作为实时测控网使用，但是有时仍会产生延迟。解决的技术方案是利用移动通信网的自动对时功能，使智能交通信号灯***1和智能车载终端***2达到时间同步，并在消息中包含发送时刻信息，智能车载终端***2接收到前方路口的交通信号灯的状态信息后，通过时间比对来修正移动通信网在数据传输中产生的信号延迟。

从实际使用看，智能车载终端***2显示的本车前进方向的红绿灯状态必然存在误差，而使用者对该误差有一定的容忍度，一般地说相差一秒没有问题，当然本实施例会设计成提前三秒提醒驾驶者启动车辆，对于质量较大的客车或者卡车设计成提前五秒提醒驾驶者启动车辆。提醒时间由使用者设定。

实施例三：

本实施例增加了***服务器，按照一定的时间间隔发送交通信号灯的状态信息。

一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，包括智能交通信号灯***1、智能车载终端***2，其特征在于，还包括***服务器，所述的“***服务器”的功能设定为：将城市中的每一个路口都作为一个节点来管理，将驶向该路口的车辆携带的所述的智能车载终端***2加入该路口节点，将安装于该路口的所述的智能交通信号灯***1发送来的状态信息实时转发给驶向该路口的车辆，或者经过处理后再转发给驶向该路口的车辆；将驶离该路口的车辆携带的所述的智能车载终端***2从该路口节点移除，并停止发送安装于该路口的所述的智能交通信号灯***1发送来的状态信息；向每一个路口的所述的智能交通信号灯***1发送命令；向相关车辆携带的所述的智能车载终端***2发送提醒信息；评估每一个路口的通行或者拥堵情况，并将评价结果发送给相关车辆；所述的“***服务器”可以控制所述的智能交通信号灯***1和所述的智能车载终端***2同步显示相同的信息。

本实施例包括三个***：智能交通信号灯***1、智能车载终端***2和***服务器(如图9所示)，根据实际需要任意两个***之间都可以进行信息交换，图9中的箭头方向表示的是信息发送方向。

如图10所示，表示的是智能交通信号灯***1和智能车载终端***2之间进行的信息交换，这是实施例一、实施例二描述的技术方案。本实施例描述的技术方案如图11所示，智能交通信号灯***1和智能车载终端***2都分别与***服务器存在信息交换，但是智能交通信号灯***1和智能车载终端***2之间不存在信息交换，显然***服务器带有移动通信接口和移动通信模块。

如图12a、12b所示，是智能车载终端***2的程序流程图：

①主控程序调用子程序1，子程序1返回车载导航仪或者定位导航模块提供的机动车自身的定位和定向信息；定位信息是坐标值，定向信息是角度值；

②主控程序调用子程序2，子程序2为编码检索子程序，使用电子地图信息，输入车辆的定位和定向信息，返回前方路口的编码和在前方路口车行方向的信号灯组的编码；

③主控程序调用子程序3，子程序3为通信子程序，按照设定的消息格式，通过车载智能手机或者专用装置向***服务器发送请求加入该路口节点的信息；

④(***服务器将发送请求的车辆加入本路口节点，并将本路口的交通信号灯的状态信息以一定的时间间隔(如1秒)发送给加入本路口节点的车辆。)

主控程序接收到***服务器发来的前方路口的交通信号灯状态信息后调用子程序4，子程序4为显示子程序，根据自身的定向信息或者车行方向的信号灯组的编码，将自己前进方向的交通信号灯状态显示在显示屏上，并通过语音播报，如：红灯50秒，红灯40秒，…；语音播报开始时刻由机动车与前方路口的距离确定并可以由驾驶者设定；

⑤重复上述的步骤①和②，子程序2返回前方路口的编码和在前方路口车行方向的信号灯组的编码，将前方路口的编码与前一次获得的编码比较，如果相同则继续⑤；如果不同则执行步骤⑥；

⑥所述的智能车载终端***2的主控程序将调用子程序3，子程序3为通信子程序，按照设定的消息格式，通过车载智能手机或者专用装置向***服务器发送请求信息，请求停止发送交通信号灯状态信息；***服务器将发送请求的车辆移除本路口节点，停止发送本路口的交通信号灯的状态信息；并执行步骤③，这表明本车已经通过了一个路口，正向下一个路口驶去，将获得下一个路口的交通信号灯的状态信息。需要说明的是步骤②中“输入车辆的定位和定向信息”，也可以表述为输入车辆的两个定位信息。

如图13所示，是***服务器中的应用软件的程序流程图，其工作流程如下：

①(时间触发后)主控程序调用子程序1，以一定的时间间隔(如1秒)将每一个路口节点的交通信号灯的状态信息发送给加入本路口节点的每一辆车；

②等待或者运行其他子程序；

③(事件触发后)接收到信息后判断：是来自智能车载终端***吗？如果是，跳转执行④，如果否(是来自智能交通信号灯***)，跳转执行⑤；

④进一步判断：该智能车载终端***是请求加入某一个路口节点吗？如果是，跳转执行⑥，如果否，跳转执行⑦；

⑤调用子程序D：将某个智能交通信号灯***发来的状态信息与该路口节点关联；

⑥调用子程序A：将该车的智能车载终端***加入请求加入的路口节点；

⑦调用子程序C：将该车的智能车载终端***从某一个路口节点中移除；

如图14所示，是智能交通信号灯***中的应用软件的程序流程图，其工作流程如下：

①(时间触发后)主控程序调用子程序1，以一定的时间间隔(如1秒)将本路口节点的交通信号灯的状态信息发送给***服务器；

②等待或者运行其他子程序；

③(事件触发后)主控程序调用子程序1，以一定的时间间隔(如1秒)将本路口节点的交通信号灯的状态信息发送给***服务器。

本实施例同实施例一和实施例二比较增加了***服务器，***服务器可以对一个城市的全部路口的智能交通信号灯***1、一个城市的路网中的全部智能车载终端***2进行统一管理。如果一辆车准备完成驾驶者的一个任务，从“上路网”到“下路网”这段时间内，智能车载终端***2会通过***服务器获得前方路口的交通信号灯的状态信息，通过解码后将行使方向的交通信号灯的状态显示在显示器上，“车内红绿灯”的状态将辅助驾驶者进行驾驶决策；等红灯时智能车载终端***2会提醒所有驾驶者适时同时启动车辆，快速通过路口，避免了绿灯开始时浪费的3秒钟，减少了车辆在路口的等待时间，提高了“路口通行速度”，提高了整个城市路网的通行效率；“车内红绿灯”的语音播报功能使红绿色盲患者也可以自如地驾驶车辆。本实施例能够实现本说明书中“本发明具有如下优点”中列举的18项功能。

实施例四：

实施例三的技术方案：每隔一定的时间(如一秒钟)，每一个路口的智能交通信号灯***1都会将自身交通信号灯的状态信息发送给***服务器；每隔一定的时间(如一秒钟)，***服务器都会将每一个路口节点的交通信号灯的状态信息发送给加入本路口节点的每一辆车；这种模式占用很多***资源，也增加了使用者(驾驶者或交通管理者)的通信费用。

实际上，实施例三中技术方案的信息交换方向如图15所示：智能交通信号灯***1与***服务器之间的信息交换是单向的；***服务器与智能车载终端***2之间的信息交换是双向的。本实施例是对实施例三的改进，本技术方案中的信息交换方向如图16所示。

现有技术的智能交通***(ITS)或者单路***通信号机，红绿灯程序(或者红绿灯子程序)都运行在安装于路口的交通信号机内，并且红绿灯子程序的程序流程图和具体软件实现属于公知技术。本实施例中，一个城市的所有路口的红绿灯控制程序运行在***服务器中，同步地在智能交通信号灯***1和智能车载终端***2中运行着各自的与***服务器中相同的红绿灯控制程序，即：***服务器中的任何一个路口的红绿灯的“时间设定信息(包括周期、绿信比、相位差等)和当前的状态信息”将同步发送到位于任何一个路口的智能交通信号灯***1和申请加入该路口节点的任何一辆车的智能车载终端***2中。本实施例描述到这里可以看出：从***服务器的角度看，智能交通信号灯***1和智能车载终端***2的功能是一样的，只不过智能交通信号灯***1控制着所在路口的红绿灯状态，而智能车载终端***2要么在智能手机的显示屏上显示前方路口的红绿灯状态，要么在仪表板的显示屏上显示前方路口的红绿灯状态，要么在本发明提供的“车内红绿灯”上显示前方路口的红绿灯状态。

例如：如图2所示，一辆车刚经过A1路口正向A2路口驶去，智能车载终端***2通过车载智能手机向***服务器发送请求加入A2路口节点的信息；***服务器发送来了A2路口的交通信号灯的状态信息，经过解码：本车前进方向的红绿灯时间设定是：红灯30秒，绿灯27秒，黄灯3秒，现在显示的是绿灯，已经显示到18秒。智能车载终端***2调用红绿灯子程序，每隔一定的时间(如1秒)，将现在正在显示的时间减去1秒，直至减到零，再显示黄灯，3秒后减到0，再显示红灯，每隔一定的时间(如1秒)，将现在正在显示的时间减去1秒，直至减到零，如此周而复始。本实施例设定的“每隔一定的时间”是1秒，也可以根据实际需要自由设定。红绿灯子程序运行的过程中，到了整秒时刻(如17秒、16秒等)，主控程序会调用子程序4，子程序4为显示子程序，将本车前进方向的交通信号灯状态显示在显示屏上，并通过语音播报，如：红灯50秒，红灯40秒，…；语音播报开始时刻由机动车与前方路口的距离确定并可以由驾驶者设定。

显然，位于A2路口的智能交通信号灯***1中运行着同样的程序，并控制着安装于路口的红绿灯显示着同样的状态。对于A2路口，只要***服务器没有发来最新的“时间设定信息和当前的状态信息”，A2路口的智能交通信号灯***1将按部就班地、周而复始的运行着上一次的控制参数，参数包括时间设定信息和某一时刻的实时状态信息。

为确保稳定性和安全性，对***服务器发来“时间设定信息和当前的状态信息”后，智能交通信号灯***1在执行前需要进行安全确认，一是消息中带有发送的时刻信息，通过与自身的时间***对比(图16中的三个***，通过时间校准应达到时间同步。)，差值应小于设定值ε(ε根据实际设定)，二是每个路口都有几种预先设定的信号灯控制模式，***服务器发来的时间设定信息应是其中的一种，这两种安全确认能够保证所述路口的智能交通信号灯***1的安全性。

本实施例的技术方案，为优化每一个路口的交通信号灯的控制信号提供了柔性化的解决方案，本实施例在实现本说明书中“本发明具有如下优点”中列举的18项功能的过程中，充分利用了智能交通信号灯***1和智能车载终端***2的运算能力，节约了***服务器的运算资源，同时增加了***的稳定性和安全性，并且能够最小化驾驶者的通讯费用。

实施例五：

实施例一至四说明的是“一种同步显示前方路***通信号灯状态的***及方法”，实施例一和实施例二采用的是两个***：智能交通信号灯***1、智能车载终端***2；而实施例三和实施例四采用的是三个***：智能交通信号灯***1、智能车载终端***2和***服务器。实际上，实施例三和实施例四的体系结构是一种智能交通***(ITS)，通过不同的软硬件设计，可以实现很多功能。

本实施例是在上述***的基础上，实现公交车位置查询。

城市公交车的行驶路线是固定的，公交汽车公司确定行驶路线时有一些原则，其中之一就是市民的出行需求，在满足市民的出行需求方面不仅仅是从始点载运到终点这么简单，他们还要求公交车的行驶速度更快一些，发车密度更大一些，但是，因为现在城市交通越来越拥堵，一般情况下公交车没有专用道路，公交车正点到站很难实现，能够实现始发站和终点站准时发车已经是很高的工作要求了。

目前一些城市的一些线路的公交车上安装了GPS或者北斗导航***，可以实时地将公交车的位置信息发送到服务器端，供市民查询，能够确定距离自己最近的公交车在哪里。本发明提供的***也可以实现公交车位置查询。以实施例三和实施例四提供的***为基础，如图17所示，当152路公交车(下称152车)按照规定的线路和规定的时间行驶时，总会经过线路上的路口，每经过一个路口152车携带的智能车载终端***2都会向***服务器发送请求，以获得***服务器发回的前方路口的交通信号灯的状态信息，152车利用需要的信息可以实现“车内红绿灯”，当通过这个路口后，152车会再次向***服务器发送请求，请求停止发送刚通过路口的交通信号灯的状态信息。在这个过程中152车在***服务器中就留下一条记录：什么时间通过了哪个路口向哪个方向驶去了，每个路口都是行驶线路上的一个节点。如果路人甲准备在上海路站乘坐152车，他使用手机中的专用搜索软件APP，输入“152车”，显示152路所有站点后，选择“上海路站”，后选择距离本站最近的车，点击确认后***服务器会返回信息。信息中显示：有一辆152车刚经过北京路，行驶方向是终点；有一辆152车刚经过深圳路，行驶方向是始点。***服务器也会给出距离本站的公里数，或者通过大数据挖掘计算出到达本站的时间。实际上，如果路人甲经常乘坐152路车，他可以根据152路车站牌和返回的信息，会判断出自己要乘坐的152路车现在大约的位置，也可以判断出该车到站的大约时间。专用搜索软件APP也可以检索与公交车线路有关的其他信息，如发车、收车时间，线路上的某一站公交车到站的时刻等信息。

本实施例，为了节约***服务器的资源，不对公交车线路上的路口以外的位置信息进行处理。

显然，任何一辆机动车从“上路网”开始到“下路网”截止所经过路口的信息都存储在***服务器中，为保护隐私这些信息只用于大数据分析，不会对外公开。

实施例六：

本发明提供的实际上是一种智能交通***(ITS)，通过不同的软硬件设计，可以实现很多功能。

本实施例是在上述***的基础上，精确获得行人的出行需求，并通过建立“机动公交车队”来满足这种需求。

每个城市都开通了很多条公交车线路，每条线路上都分配了很多辆公交车。城市公交车的行驶路线是固定的，公交汽车公司确定行驶路线时有一些原则，其中之一就是市民的出行需求。但是受技术条件限制，现有技术的城市交通管理***无法精确实时地获得行人的出行需求，也就不能定量地满足行人的出行需求。事实上，行人流是动态随机变化的，现有技术是无法把握的。

本实施例需要开发专用的手机应用，即专用搜索软件APP。准备乘坐公交车者走到某一站后，打开该手机应用，输入始点站，终点站，还需要输入准备乘坐哪路公交车，按确认后，等待。本发明的***服务器运行某个子程序，精确地实时地统计出准备乘坐某路公交车(如152路车)的人数和位置分布，如果***服务器计算出现有公交车无法满足需求，就可以通过公交车管理***调配“机动公交车队”来满足这种需求。安装在“机动公交车队”的公交车前部的LED屏幕将显示152路，一般地，***服务器也会将增加公交车的信息通过短信发给准备乘坐152路车的行人。任务完成后，增加的公交车将返回到指定位置待命。这说明“机动公交车队”平时待命时是分布在城市的各个地点的。

***服务器有时能够指挥“机动公交车队”应对一些特殊情况。如图18所示，是某个城市的一个区域地图，如上所述，当准备乘坐公交车者走到某一站后，打开该手机应用，输入始点站，终点站，并且输入准备乘坐哪路公交车，按确认后。***服务器会运行某个子程序画出出行者需求图，图中用各种符号表示出“出行者始点标记”和“出行者终点标记”。通过这张图，城市交通的管理者可以规划出新的公交车线路，并指挥“机动公交车队”来完成这个任务，同时***服务器通过短信通知所有使用这款手机应用的人，告知新规划的线路、站点和发车时刻等信息，让出行者提前做好准备。精确、经济、实时是本发明提供的智能交通***(ITS)的核心功能。

实施例七：

本发明提供的实际上是一种智能交通***(ITS)，通过不同的软硬件设计，可以实现很多功能。本实施例根据每个路口的每个方向的实际车辆总数控制红绿灯的绿灯时间。

现有技术的智能交通***(ITS)或者单路口红绿灯控制***，所提供的红绿灯控制信号是固定的，或者提供几种控制方案，根据定时进行选择，例如：白天是一种方案，对于十字路口的两个方向的绿灯时间都长一些(能够保证“行人最小通过时间”)，让更多的车快速通过该路口；晚上是另一种方案，对于十字路口的两个方向绿灯时间都短一些(能够保证“行人最小通过时间”)，以适应夜晚人车较少的情况。SCATS(澳大利亚的智能交通控制***)虽然可以实时测量任一个路口的车流量，但是测量结果不准确。

本发明提供的智能交通***可以实时精确统计任意一个路口的尚未通过该路口的车辆总数。在实施例一、实施例二中的智能交通信号灯***1可以统计所在路口的尚未通过本路口的车辆总数(此为模式一)；在实施例三、实施例四中的***服务器可以统计任意一个路口的尚未通过该路口的车辆总数(此为模式二)。统计的原理是：以模式一为例，如图2、图19所示，当一辆机动车携带的智能车载终端***2获得前方路口的编码是A1后，会按照设定的消息格式向前方路口发送请求加入该路口节点的信息，智能交通信号灯***1对于已经加入该路口节点并且尚未申请从该路口节点移除的车辆总数是可以统计的，而且可以统计得十分精确，如图19所示，A1路口的智能交通信号灯***1可以精确统计向正北方向行驶的车辆总数是M辆；向正南方向行驶的车辆总数是N辆；向正西方向行驶的车辆总数是Q辆；向正东方向行驶的车辆总数是P辆。根据一定的算法，运行某一个子程序，就可以合理安排各个方向的绿灯时间(需要保证“行人最小通过时间”)，使通行效率最大化。模式二的统计原理与模式一相同。

实施例八：

实施例七提供的方法在一定程度上可以大大提高路口的通行效率，但是必须保证“行人最小通过时间”。然而在一些情况下如图20所示，在等红灯时南北方向有车而东西方向是没有车的；或者还有一个极限情况，某个时刻一个十字路口只有一辆车；这时如果该十字路口能够检测出没有行人，那么将车行方向的信号灯改变为绿灯也会提高路网的通行效率。

本实施例提供的一种智能交通信号灯***，包括现有技术的交通信号机、与所述的交通信号机电连接的红绿灯组，其特征在于，还包括传感器，所述的传感器至少包括下述之一种：光电传感器、压电传感器、红外传感器、重力传感器、重力感应传感器、磁敏式传感器、激光测距仪、摄像头、雷达、超声波传感器、立体摄像头、红外线摄像头，所述的传感器与所述的交通信号机电连接或者与专用的处理器电连接。

如图3所示，行人检测区域只包括斑马线部分，图3中虚线包围的区域31；在图5中行人检测区域包括的范围足够大，是虚线包围的区域51。本实施例采用光电传感器布置在图5中的52所在的四个位置，当没有行人进入区域51时，本路口的所述的智能交通信号灯***会将本路口定义为“暂时无行人路口”，并将信息发送给***服务器(在信息/消息格式中有一项用于传送路口状态)。***服务器根据该路口各个方向的车辆总数，按照一定的算法，运行某一个子程序，通过控制交通信号灯的状态使各个方向的车辆快速通过该路口，减少等待时间，提高了路口的通行效率。如果某一时刻有行人进入该路口的检测区域了，所述的智能交通信号灯***会将本路口恢复为常规路口状态，即“有行人路口”，并将本路口状态发送给***服务器，***服务器对本路口的交通信号灯的控制方式将保证“行人最小通过时间”。

为保证安全，一个技术方案是应使行人检测区域足够大，使***服务器具有足够的反应时间，既保证行人的安全，又能够通过控制交通信号灯的状态缩短车辆的等待时间，提高路网的通行效率；另一个技术方案是多种传感器共用，扩大行人检测区域，传感器在路口的安装位置是很多的，如行人信号灯灯柱，交通信号灯灯柱，高清摄像头安装柱等，也可以单独确定合适的安装位置。例如：在现有路口合适的位置安装两部用于行人检测功能的高清摄像头，可以称之为多功能立体摄像头(SMPC)，简称立体摄像头，能够获取立体的横在路中的物体和行人，并计算其行进路线。借助两只摄像头可以了解一个路口50米X50米区域内的三维状况，并在总体上了解立体摄像头前方500米以内的环境。需要说明的是在路口布置传感器不仅仅是检测行人，也检测其他移动目标，如骑自行车的人、骑摩托车的人、其他车辆等等。考虑到成本，只能在一些关键路口安装检测行人的传感器，并且根据大数据分析只在一定的时间段内使用。

实施例九：

实施例七提供的技术方案是在路口保证“行人最小通过时间”的情况下，按照***服务器实际统计的车辆数量和方向，通过控制交通信号灯的状态缩短车辆的等待时间，提高路网的通行效率，这种方式是在路口状态为“有行人路口”情形下实现的；实施例八提供的技术方案是在路口状态为“暂时无行人路口”情形下实现的，因为无需保证“行人最小通过时间”，所以路口的车辆通行效率更高。

中国的每一个中等以上城市(城市人口大于100万的城市)都有几条主干道路，主干道路交汇形成的路口称为大路口，其特点是路面宽阔，车道多，车流量大，是城市的交通枢纽，因为行人从一端走到另一端需要很长时间，所以交通信号灯周期长，车辆需要等待两个以上红灯信号才能通过，所以通过大路口对驾驶者产生一定的心理压力。

为了保证大路口的畅通，城市的交通管理部门实践了很多方法，总的来说根据交通的原则是人车分流，因为人行的速度和车行的速度不匹配，混流的结果是车辆的“路口通行速度”降低，这也是造成大路口拥堵的根源。还因为大路口是城市的交通枢纽，在白天时段特别是早晚高峰时段都有行人通过路口，所以混流不可避免，拥堵不可避免。现有的人车分流采用的一种方法是修建地下隧道，这种方法的一个难点是因为有地下设施而无法施工；另一种方法是修建过街天桥，这种方法的一个难点是投资巨大，天桥修好后也影响城市的景观。并且上述两种方法有一个共同的不足：有的行人拒绝使用，还是走地面的人行道。

本实施例提供的方法是在大路口处，提供“路口行人转运车”，让准备通过该路口的行人坐到“路口行人转运车”上，这种方法将大路口变成了“无行人路口”，***服务器按照经过测试过的红绿灯信号周期控制大路口的红绿灯，如果大路口安装了本发明提供的智能交通信号灯***，并且驾驶者都使用了智能车载终端***，那么当车行方向的交通信号灯变为绿灯的前几秒，等红灯的车辆在智能车载终端***的提醒下都会做好准备，当绿灯信号出现的瞬间等红灯的车辆就像公路列车一样快速的通过该大路口。如图21所示，为一个大路口，两个方向都是四车道，该路口的编号为H1，如图21所示在该路口设立8个行人转运站，编号为a～h。图中设定的两辆“路口行人转运车”211的行车路线为环形，行驶路线为：a→b→c→d→e→f→g→h→a，为减少行人的等待时间，安排的两辆转运车等间距发车，沿路线212逆时针方向行驶，在图21中路线212画的是单线，实际上应为双线，转运车211在双线之间行驶，等红灯的车辆应停在双线之外，因为转运车211横穿马路时双线之外的车辆都在等红灯。转运车211的另外一种行驶路线为矩形，如一辆转运车211的行驶路线为：a→d→e→h→a；而另一辆转运车211行驶路线为：b→c→f→g→b。在转运车211运行的过程中，该大路口的行人指示灯显示为禁止行人通过的红灯。转运车211的数量应根据实际情况确定。转运车211的运行应根据实际情况确定，如早晚高峰时段使用转运车，非高峰时段可以不使用。驾驶转运车是一个高体力强度的工作，如果条件允许可以在附近设立驾驶者休息的场所，如图21中设立的司机休息区213。从减排的角度看，转运车可以使用电动车，如果使用电动车，可以在该大路口布置多辆，例如布置4辆，其中的两辆处于运行时，另外的两辆在充电，这时将车辆充电区和司机休息区布置到一起，布置多辆车也是做了备份。为吸引行人乘坐和保证安全，“路口行人转运车”可以设计得造型别致一些，颜色艳丽一些，并方便乘客上下车。从技术发展角度看，当无人驾驶汽车技术成熟时，“路口行人转运车”可以采用无人驾驶汽车。

因为在大路口使用了“路口行人转运车”，实现了人车分流，如果同时也使用了本发明提供的同步显示前方路***通信号灯状态的***及方法，大路口的通行效率至少提高一倍，减少了车辆的等待时间实现了节能减排。

实施例十：

随着城市机动车保有量的增加，很多城市都出现了交通拥堵，甚至在节假日高速公路都出现了堵车现象，而城际高速公路非节假日也可能出现拥堵。

高速公路是比较特殊的道路，为达到高速的目的，将高速公路设计成没有行人、没有红绿灯的机动车专用道路。高速公路出现拥堵从表面看是中国的路网规模还不能满足如此大的车流量；从深层次看是智能交通***和交通路况信息平台还不能满足高速公路管理者管理交通的需要。

本实施例提供了虚拟红绿灯功能对进入高速公路的车辆进行流量调节。在其他实施例中都需要三个***，而本实施例仅需要两个***：由驾驶者携带的智能车载终端***和***服务器，智能交通信号灯***是虚拟的(即虚拟红绿灯)，由高速公路管理者根据需要在某些位置设定，理论上“虚拟红绿灯”的设定是任意的，如在高速公路上每隔20公里设定一个，或者每隔30公里设定一个，或者在经常出现拥堵的路段附近设定若干个等等。例如长(长春市)吉(吉林市)高速公路长100千米，规划为5段每段20千米共设立6个“虚拟红绿灯”，编号为1-6，两端入口处各设立一个，从长春市到吉林市编号逐渐增大。例如：高速公路长春市入口处为“虚拟红绿灯1”，距离入口处20千米处为“虚拟红绿灯2”，…，高速公路吉林市入口处为“虚拟红绿灯6”。智能车载终端***的工作流程参考图12a、12b所示，***服务器的工作流程参考图13所示，***服务器能够实时精确统计通过“虚拟红绿灯1”驶向吉林市方向尚未通过“虚拟红绿灯2”的机动车有多少辆，同理，***服务器能够实时精确统计出任意一段内驶向吉林市方向的机动车有多少辆，任意一段内驶向长春市方向的机动车有多少辆；***服务器能够实时精确统计通过任意一个“虚拟红绿灯”处的车流量；这些实时数据将有助于管理者掌握实时动态数据，并进行有效控制，例如：如果长(长春市)吉(吉林市)高速公路某一处出现了拥堵，管理者可以使用本智能交通***的播报功能，向选定路段内的机动车发布交通信息预警，还可以控制虚拟红绿灯“显示”为红灯使行驶到此处的车辆停车“等红灯”(驾驶者携带的智能车载终端***上将显示为红灯)。高速公路的实时车流量数据和与历史数据对比的数据可以通过交通路况信息平台发布以利出行者进行线路规划。

使用本发明提供的***和方法在高速公路上设立“虚拟红绿灯”，可以使管理者实时精确掌握动态交通数据，可以有针对性地采取措施对车流量进行控制，可以具体指挥到某一辆车，这就避免了现有技术的不足：如采用地感线圈测量车流量不准确，采用闭路电视***采集的是定性数据不便于实时使用等弊端。实际上，本实施例提供的方法就是在需要管理的道路上设立一些交通节点(“虚拟红绿灯”)，通过统计节点处或者节点间的车流量数据对整个道路进行精确实时管理。本实施例要求驾驶者使用智能车载终端***也需要按要求更新软件。

实施例十一：

伴随着我国高速公路路网规模、路网范围的不断扩大和延伸，尤其是城市规模的扩展和交通出行量的持续快速增长，高速公路所拥有的高速、高效、安全和大容量的特征正在逐步显现。人们也更多地选择驾驶汽车出行，但是如果返程时遇到雨雪、或者大雾天气高速公路关闭了将是一件非常扫兴的事。

本实施例使用本发明提供的***和方法，在大雾天气或者雾霾天气使高速公路不关闭。因为不是雨雪天气，道路的摩擦系数等物理性能没有改变，只是能见度降低了，或者能见度降为零了，但是通过采用本发明提供的智能交通***(ITS)，可以继续保证高速公路畅通无阻。

在本发明的一些实施例中都需要三个***，而本实施例仅需要两个***：由驾驶者携带的智能车载终端***和***服务器。在雾霾天气，驾驶者打开智能车载终端***，按照正常的流程进入高速公路***，前后两车距离150-200米，以一定的速度匀速行驶(如80千米/小时)，全部车辆都行驶在高速公路的中间车道上。为了在雾霾天气高效管理交通，需要设立一些虚拟红绿灯，关于虚拟红绿灯的设立和使用如实施例十所述。所述的智能车载终端***上显示着电子地图，显示着本车的行驶线路，显示着红黄绿灯，也显示着与前车的距离。***服务器将提供实时精确地统计数据，可以对某些车或者具体的某一辆车进行控制，可以播报路况和行车注意事项，可以随时应付突发事件。例如：某辆车突然抛锚了，***服务器的第一项安全措施是向该辆车后面的N辆车发布停车信息(N在本发明的***测试后确定)，并向所述的N辆车通报突发事件情况；与此同时做的第二项安全措施是启动虚拟红绿灯，通过亮起红灯，使抛锚车辆后面的一定范围内的车辆内的智能车载终端***都亮起红灯，并向这些车辆通报突发事件情况，红灯亮起时间由突发事故处理情况而定；下一步是事故处理，***服务器会通知高速公路管理者人工干预，高速公路管理者会联系最近的救援车辆或者联系抛锚车辆后面最近的车辆行驶到抛锚车辆处，将该车拖至最近的高速公路出口。经过人工干预突发事件并处理完毕后，管理员会向***服务器输入命令，将高速公路的虚拟红绿灯转为绿灯，并播报突发事件处理情况。实际上，在突发事件处理的过程中，***服务器会不断地通报突发事件处理进展。

本实施例需要北斗定位导航***提供优于米级的高精度定位，为了减少突发事故的发生，驾驶者应保证车况良好并按大雾天气要求规范驾驶。

实施例十二：

采用本发明的***和方法，可以实现本发明在“本发明具有如下优点”中描述的18项功能。其中的一些功能在一些实施例中已经论述了，本实施例介绍其他的三种。

所谓的路口融合是指使距离较近的相邻的两个路口的智能交通信号灯***的时间设定信息相同，并使同一条道路上的相同方向的红绿灯组同步显示相同的信号。例如：当相邻的两个路口距离小于30米时，可以设定为“路口融合”，做到信号灯同时亮同时灭，这两个路口在某一方向就像一个路口，可以大大提高“路口通行速度”，避免了当一个路口为绿灯时，方向相同的另一个路口还是红灯，信号灯不同步，将大大降低这两个路口的通行效率。当首车的路口通行速度为30千米/小时，通过30米距离需要的时间为：30米÷30000米/小时＝3.6秒，当采用本发明的***和方法时，车内红绿灯***的提醒功能避免了绿灯亮时浪费的3秒钟，足以补偿驶过30-50米距离所需要的时间，所以“距离较近的相邻的两个路口”可以使用“路口融合”，并且本发明提供的智能交通***(ITS)可以精确控制实现该功能。

“绿灯接力”实现的是这样的功能：每一条道路都会同几条道路交汇形成路口，每个路口处会设立红绿灯，当一辆车沿这条道路以较快的速度匀速行驶时，每当接近下一个路口时该路口就变成绿灯，这样的功能就叫“绿灯接力”。“绿灯接力”技术使车辆在连续的几个路口快速匀速行驶，车辆不用停车，提高了路口的通行速度，提高了路网的通行效率。但是，“绿灯接力”技术的缺点是：同一条道路当一个方向通行效率提高时相反的方向通行效率降低。所以，“绿灯接力”技术的合理应用是通过本发明提供的智能交通***(ITS)精确测算道路的车流量，当一条道路的车流量有周期性规律时，可以采用此技术。例如：早高峰时段，某一条道路上由郊区驶向城市中心区的车辆多，则由郊区向城市中心区方向实行“绿灯接力”；晚高峰时段，该条道路由城市中心区驶向郊区的车辆多，则由城市中心区向郊区方向实行“绿灯接力”。实现“绿灯接力”的路口的数量应该适度不应该过多。

为了更快的引导车流减少“路网占用时间”，在早晚高峰时段将一条道路变成单行线，如早高峰时段将一条道路变成由郊区驶向城市中心区的单行线，晚高峰时段，将该条道路变成由城市中心区驶向郊区的单行线。即使单行线是临时设定的，只要改变了服务器中的相应设置，对驾驶者就不会产生影响。采用本发明提供的智能交通***(ITS)可以很容易地实现上述功能。

实施例十四：

本发明提供的智能交通***(ITS)可以为120救护车、警车、救火车等特种车辆提供通行优先权。

SCATS(澳大利亚的智能交通控制***)也可以为120救护车、警车、救火车等特种车辆提供通行优先权，方法是由在路上行驶的特种车辆(如某一辆救火车)提出请求，由区域控制服务器根据请求中输入的开始位置、终止位置规划好路线并通知给提出请求的特种车辆，根据特种车辆提供的位置信息，当接近某个路口时，区域控制服务器控制该路口的红绿灯变为绿灯，这样特种车辆最多等一个红灯，其余将是一路绿灯到达目的地。

本发明提供的***为特种车辆提供通行优先权的方法和流程为：

①由车内携带的智能车载终端***规划好线路；

②***服务器会提供所需要经过路口的“畅通评价信息”；

③当有拥堵路口时智能车载终端***会重新规划线路，直至选择的路口全部为畅通的路口；

④提出通行优先权申请；

⑤***服务器根据提出申请的车辆的优先级别，符合优先级别的车辆被授权一路绿灯；

⑥当特种车辆通过后，在***服务器控制下，所经过路口的智能交通信号灯***恢复正常，与相邻路口的关联恢复正常。

如上所述：一般说来，所有车辆携带的智能车载终端***都能够进行线路规划，完成上述的步骤①～③，这是本发明的优点。但是，只有***确定的优先级别高的特种车辆才能够申请通行优先权并获得通行优先权。

普通车辆在特殊的日子也可以获得通行优先权，例如婚礼车队。本发明的***和方法向婚礼车队提供通行优先权的流程为：由新郎新娘向交通管理部门提出申请，符合申请要求的婚礼车队将被授权一路绿灯：在规定的时间段内，在规定的线路上，在规定的车辆数量内，被授予通行优先权。将有两部手机被授权用于智能车载终端***，两部手机互为备份，当一部手机的线路规划被执行后，另一部手机被授予的一定条件下的通行优先权被取消。婚礼车队获得的通行优先权小于特种车辆的通行优先权。

实施例十五：

现有技术的一个城市的交通信号灯***规模都比较大，每一个路口都需要设定一套交通信号机，汇合于该路口的各条道路都需要安装一套红绿灯组，对于重要的路口还需要安装倒计时牌。因为这些部件都是电子部件，长期暴露于室外，天天承受日晒风吹雨淋，所以发生故障的几率较大。目前的问题是当某一个路口的交通信号灯***出现故障的时候，需要很长时间维修人员才能到达现场进行维修。原因是红绿灯不显示了，最早发现的是开车的司机和行人，但是愿意给交通管理者打电话反馈情况的人很少，所以修复的时间很长。本发明提供的智能交通***可以解决交通信号灯***发生故障后发现和维修延迟的问题。

本发明提供的智能交通***(ITS)包括三部分：智能交通信号灯***、智能车载终端***和***服务器。如图22所示，智能交通信号灯***与***服务器之间的信息交换是双向的，智能车载终端***与***服务器之间的信息交换也是双向的。为了安全和实现故障检测，当***服务器向智能交通信号灯***发布指令后，智能交通信号灯***接收到指令后，会将执行结果和其他必要的信息反馈给***服务器。如果***服务器没有接收到反馈信息，就会向交通管理者提交故障报告，这样就可以快速的知道故障所在并第一时间派人前去维修。

还有一种情况是智能交通信号灯***向***服务器按时反馈了信息，但是交通信号灯坏了，***服务器是不能提交故障报告的。解决方法是：智能车载终端***的显示器上有一个故障投诉图标，当某一个路口的交通信号灯坏了，第一时间被驾驶者发现了，驾驶者只要点击一下“故障投诉图标”，智能车载终端***就会向***服务器提交一个故障报告，因为会有很多驾驶者提交故障报告，所以根据故障报告数量，***服务器就会向交通管理者提交故障报告，这样就可以快速的知道故障所在并第一时间派人前去维修。

只要***服务器工作正常，在极限情况下一个城市的所有交通信号灯都坏了或者停电了，也不会影响机动车的正常行驶，因为在某一种模式下***服务器控制着所有的交通信号灯，并同步将每一个路口的交通信号灯的状态发送给正向该路口驶来的机动车。在这种极限情况下甚至行人通过没有交通信号灯的路口都没有问题，因为机动车的行驶或者停止就表明了红绿灯的状态。

实施例十六：

随着机动车的增加，城市越来越拥堵。目前的解决办法是增加单行线，减少左转向。有时前方在修路，有时某个路口发生了交通堵塞，有时某个位置发生了交通事故，或者单双号限行等，现有技术情况下这些信息不能及时地通知到所有在路网中行驶的车辆。本发明提供的智能交通***可以解决信息收集和信息发布的问题，而且可以实现定向发布，即某一个具体的交通信息都发给需要这个信息的驾驶者。

解决办法是：***服务器中将运行一个信息发布子程序，收集的信息中绝大部分都是基于地理位置的信息，当***服务器确认某辆车行驶到该路段时，***服务器将向这辆车定向发布该信息，如：前方是危险路段，近三年已经发生15起交通事故；前方康平街是限号路段，今天尾数是0的车辆禁止驶入；前方牡丹街自东向西为单行线；明天是无车日，请注意限行区域信息；等等。因为是实时定向发布，具有针对性、高效性。特别是，如果某一条道路正在施工，在路口处放置禁行标志的同时，往该条道路行驶或者转向的交通信号灯将显示为红灯。

实施例十七：

本发明提供的智能交通***可以对每一个路口进行畅通情况评价，这些信息将用于驾驶者的线路规划。评价参数包括以下几个：

单位时间路口车辆通过数量Num：带有智能车载终端***的车辆通过一个路口后，会向***服务器发送一个申请，请求停止发送该路口的交通信号灯的状态信息，***服务器根据这些信息会统计出“单位时间路口车辆通过数量”。

路口通行速度Vn：带有智能车载终端***的车辆通过一个路口后，会向***服务器发送一个申请，申请的信息中也将上传本车通过该路口时的“路口通行速度”。

道路车辆密度P：如图2所示，A1路口和A2路口之间的距离L是已知的，车辆以一定的速度行驶的过程中占用的道路长度大约为10米，那么道路3的最大容车数量N是确定的(N＝L÷10)，***服务器可以精确统计出已经通过了A1路口还没有通过A2路口的车辆数M，那么P＝M÷N。

例如：如果道路车辆密度P小于50％，而单位时间路口车辆通过数量Num接近从大数据中统计的数字，而路口通行速度Vn的数值也很大，那么基于这三个数字，***服务器对该路口的“畅通情况评价”是优。“畅通情况评价”最差的情况是道路车辆密度P大于100％，而单位时间路口车辆通过数量Num小于从大数据中统计的数字，而路口通行速度Vn的数值很小。根据一定的标准做出一个城市的每个路口的“畅通情况评价”，某一辆车的智能车载终端***做出线路规划后，会向***服务器发出带有所经过路口的申请，***服务器会将所经过路口的“畅通情况评价”发给智能车载终端***。从驾驶者角度看，智能车载终端***经过多次与***服务器通信，最终会确定一条比较合适的线路，采用本发明提供的***，智能车载终端***确定的线路会避开拥堵路口；从交通管理者角度看，采用本发明提供的***，可以避免拥堵，因为***服务器一旦将某些路口的“畅通情况评价”标记为差，那么车辆会自动绕行，减少了车辆进入拥堵区域，也就避免了拥堵。

需要说明的是：畅通情况评价是***服务器根据评价参数自动完成的，会根据城市交通流的动态变化而变化，描述的是城市交通流的真实实时状态。这种评价结果会立刻反馈给驾驶者，会诱导驾驶者选择线路，相互作用的结果是实现了主动调流，避免了拥堵。

畅通情况评价有两个特殊的应用。一是将禁行区域的***路口在***服务器中设定为“禁行路口”，在理想状态下，驾驶者就会主动规避了。二是设定拥堵收费区域后，将进入该区域的***路口设定为“收费路口”，在完成相关立法后，本发明提供的***可以实现自动提醒和自动电子收费。

实施例十八：

自2000年以来，随着电子技术的迅猛发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。从发动机控制到传动***控制，从行驶、制动、转向控制到安全保障***及仪表报警***，从电源管理到为提高舒适性而做的各种努力，使汽车电子***形成了一个复杂的大***。为实现汽车内部各个电子控制***之间的数据共享和快速传输，在显著降低线束用量的同时，有效提高汽车电子***的安全性和可靠性，现代汽车普遍采用了以控制器局域网为代表的汽车网络***——车载网络***，该***将车内的所有电子部件连接在一起，实时感知各个机械电子部件的状态，集中控制和管理。

本发明提供的智能车载终端***至少采用两种模式：在开始阶段将使用手机和专用客户端软件的模式。使用手机的不足是现有技术的智能手机都比较费电，一旦没电驾驶者就不能使用了，而有时也会因为遗忘而不打开手机。本发明提供的智能车载终端***最终模式还是需要一个单独的装置，代替手机和APP。采用专用的装置，打开车门进入车内，发动机一点火则专用的装置就启动了，可以语音通报：车辆已经启动，请输入目的地。驾驶者输入出发地和目的地后，***将规划线路，最终选择一条比较合适的路线。

本发明提供的智能车载终端***在上述两种模式下，有时需要与车载网络***进行信息交换。一种方法是将智能车载终端***嵌入到车载网络***中，成为车载网络***的一部分；另一种方法是使智能车载终端***与车载网络***实现无缝连接，如福特开发的SmartDeviceLink，车联网联盟CCC的Mirrorlink，苹果公司的iOS车载***Carplay等等，而谷歌与其他汽车制造商及芯片制造商Nvidia共同组建了“开放汽车联盟”(Open AutomotiveAlliance)，也将提供类似的***。

本发明的智能车载终端***与车载网络***进行信息交换的目的之一是获取车辆的状态信息，如行驶速度信息、停车等红灯信息、左转向右转向信息等等，这些信息用于上传***服务器；信息交换的另一个目的是评估驾驶者状态，保证驾驶者和他人的安全。通过精确捕捉驾驶者的驾驶动作，通过与获取的外界信息进行比较，如智能车载终端***感知到驾驶者在等红灯，通过北斗***确定自身的位置，当绿灯亮的时候如果驾驶者动作缓慢，不是正常的驾驶行为，智能车载终端***会将此信息上传***服务器，***服务器将产生一个安全报告向交通管理者通报，管理者将通知最近的交通警察处理。

采用本发明提供的***，***服务器或者智能车载终端***可以感知并评估驾驶者的驾驶行为，减少或者避免醉驾和疲劳驾驶。

实施例十九：

无论是现有的智能交通控制***还是现有的单路口信号控制***，都不能将每天产生的大量的基于地理位置和时间的交通信息保存起来，并很好的利用已有的交通信息进行交通管理或者改善交通管理。

本发明提供的***，可以保存大量的基于地理位置和时间的交通信息，并通过大数据分析有效地利用这些信息进行交通模拟和优化，进行车流量调节和交通信号灯的信号周期设定。也可以将保存的交通信息以一定的格式输出，用于离线仿真和优化。

为了实现车内红绿灯的功能，减少驾驶者的心理焦虑，现有的智能交通控制***可以很方便地改造成本发明提供的智能交通***。

实施例二十：

本实施例论述的是本发明所提供***的安全设定。本发明所提供***具有本说明书的“本发明具有如下优点”中所述及的优点，作为一种智能交通***涉及三个***：智能交通信号灯***、智能车载终端***和***服务器，如果前两个***中的某个设备发生故障其结果是局部的，而***服务器发生故障其结果是全局的，一个城市的交通***瘫痪一分钟其损失都是巨大的。为保证交通***安全，本发明提供的***进行了安全设定。

第一种安全设定：顶级***服务器。本发明所提供***设置了顶级***服务器，作为***服务器的备份。如果***服务器自身发生故障，或者因受到网络攻击而瘫痪了，那么***服务器的功能将转换到顶级***服务器上。顶级***服务器具有最高权限，其上已经备份有***服务器的一些信息，并能够实现***服务器的部分或者全部功能。

第二种安全设定：智能交通信号灯***层面的安全设定。为了安全和实现故障检测，当***服务器向智能交通信号灯***发布指令后，智能交通信号灯***会将执行结果和其他必要的信息反馈给***服务器，***服务器据此判断某个智能交通信号灯***是否发生故障了。事实上，当接收到***服务器发送的指令后，智能交通信号灯***会按照设定的规则进行判断是否是可以执行的指令，如果不符合规则该指令将不予执行，并向预先设定的设备发送故障报告。与此同时，驾驶者会直接的感受到本车的智能车载终端***和智能交通信号灯***不同步了，也会发送故障报告。交通管理者根据从上述两个渠道接收到的故障报告的数量和性质，决定是否启动顶级***服务器。在启动顶级***服务器之前，各个路口的智能交通信号灯***将根据预先设定的模式运行。

第三种安全设定：当***服务器和顶级***服务器都瘫痪之后，当智能交通信号灯***也不能按照预先设定的模式运行之后，各个路口的智能交通信号灯***都设定有手动开关，通过人工拨动手动开关，使之按照现有的单路口信号控制***运行。如图23所示为一个四位的拨码开关与智能交通信号灯***的控制单元连接的电路图：拨码开关S1的管脚1-4分别与控制单元IC的I/O接口对应连接，上拉电阻R1-R4的一端分别与控制单元IC的I/O接口对应连接，另一端连接到一起并连接+5V电源；拨码开关S1的管脚5-8连接到一起并连接电源的负极。四位的拨码开关共有16种二进制状态，每一种状态都可以选择一个程序或者选择一个子程序的运行。在某种情况下拨动拨码开关选择一个程序运行即可，如选择1111号程序，这是第15号程序。

实施例二十一：

本实施例是对本发明所提供技术方案的综述。

无论是现有的智能交通控制***还是现有的单路口信号控制***，都存在的缺点是：一方面根据路网中车辆的信息进行决策对各个路口的交通信号灯状态进行调控，达到提高通行效率的目的，另一方面又将驾驶者完全排除在智能交通控制***的决策之外，使驾驶者被动地按照决策结果(交通信号灯状态)去开车。现有的智能交通控制***和驾驶者之间的信息鸿沟限制了路网通行效率的进一步提高。

本发明提供的智能交通***(ITS)包括三部分：智能交通信号灯***、智能车载终端***和***服务器。如图20所示，智能交通信号灯***与***服务器之间的信息交换是双向的，智能车载终端***与***服务器之间的信息交换也是双向的。***服务器拥有路网中所有车辆的信息，***服务器将任意一个路口都作为一个节点来处理是合理的，因为对于具体的一辆机动车来说用最短的时间最快的速度通过前方路口才是有意义的。本发明提供的智能交通***实现的基本功能是：根据向某一个路口行驶的车辆信息和相关路口的车辆信息进行决策对该路口的交通信号灯的状态进行控制，并将决策结果(交通信号灯的状态信息)发送给向该路口行驶的车辆；向该路口行驶的车辆的驾驶者将根据这些信息进行辅助驾驶决策，决定以何种速度驾驶；对于一起等红灯的车辆，可以提前做好准备适时同时启动车辆，快速通过路口，有效利用绿灯时间提高通行效率。对于拥有百万辆以上机动车的大城市，应该增加***服务器的数量以处理庞大的信息流。

本发明提供的智能交通***需要通信***的支持，特别是蜂窝移动通信***的支持。智能交通信号灯***所用的号码由移动通讯公司统一提供并将号码对外屏蔽。如果智能车载终端***采用专用的设备，更需要大量的SIM卡，这时需要研究是否不采用现有的SIM卡，是否需要通信公司开发车辆专用的SIM卡。采用车辆专用的SIM卡有明显的优点也有明显的缺点，专用性好而通用性差。本发明所提供的***接近实时测控***，需要通信***提供通信资源，从移动通信技术的发展看，现在已经开始了***移动通信技术(4G)的推广，4G网络可以提供更快的速度可以提供实时测控服务。在不影响普通用户的情况下通信公司可以对用户实施分级管理，对实时要求比较高的用户提供高级别的服务。为车载网络***和车载通信设备提供服务是移动通信公司的下一个业务增长点。一般情况下，一天中上班的前一小时和下班的后一小时是蜂窝移动通信网利用率比较低的时间段，这时候行人和车辆都在路网中——要么去公司要么回家。这个时间段是本发明提供的智能交通***占用通信资源最多的时候，正好平衡通讯网的负荷。

本发明提供的智能交通***需要北斗导航卫星提供高精度导航定位服务。根据规划，我国将于2015年前发射新一代北斗导航卫星，精度再提高2倍，即由目前的10米提升至2.5米。精度优于2.5米，这是一个非常诱人的技术前景。本发明的智能车载终端***需要不断地对自身进行“定位”和“定向”，现有技术手机多数采用GPS导航***，定位速度比较慢，定位精度比较差，影响了本发明***的精度和效率。如果本发明的智能车载终端***采用导航定位精度比较高的北斗***，将使***服务器对各个路***通信号灯的调控变得更加精确。包括本发明在内的***都应用北斗导航***将促进北斗导航***自身的发展，促进北斗导航***在经济发展和社会生活中发挥更大的作用，也为北斗卫星导航***在2020年前后实现全球覆盖打下坚实的应用基础。

本发明提供的智能交通***需要电子地图，该电子地图包括一个城市的各个路口的编码信息、汇聚于该路口的各条道路的方向信息和前方路口处行驶道路对应的红绿灯组的编码信息。该电子地图可以重新开发，也可以采用现有的电子地图，如百度地图、高德地图、腾讯地图等，这时需要将本发明需要的信息作为一个模块加载到现有的电子地图上。

本发明提供的智能交通***，在提高路网通行效率的同时，机动车可以节省燃油5％，提高通行效率10％，减少污染物排放15％。

对于污染空气的治理有两个方向：一是减少污染物进入大气，二是使现有大气中的污染物减少。在治理城市污染空气的技术路线上，本发明采用的***和方法能够减少污染物进入大气。本发明采用现有的技术成果，提高了“路网通行速度”，也就实现了上述目标。本发明提供的智能交通***可以管理到具体的某一辆车。

本发明提供的智能交通***，为交通管理者提供了管理交通的新的工具和手段。使用本发明提供的智能交通***的城市，可以建立一个中央控制大厅，将各个路口采集的信息实时显示在大屏幕上，使用不同的符号和颜色显现不同的信息，例如：一个路口拥堵了，可以将向本路口驶来尚未通过该路口的车辆数显示出来，某一条道路的“道路车辆密度P”大于80％了，那么该条道路就显示为红色。通过上述的实时信息显示，交通管理者将能够直观地实时了解一个城市的交通状态，预测未来发展趋势，提前制定解决方案。

治理雾霾、治理城市交通拥堵、节能、环保是一个***工程，需要全国上下一盘棋、全民上下一条心。也需要从立法角度规范驾驶者和行人的行为，例如：对于一起等红灯的车辆，在“车内红绿灯”的提醒下可以提前做好准备适时同时启动车辆，绿灯开始时刻快速通过路口，在黄灯开始时刻快速的停车为另一个方向的车辆快速通过路口创造条件；行人不要闯红灯，要走斑马线不要横穿道路，过大路口时多聚集一些人在绿灯开始时刻快速通过路口。当然，当车辆通过路口的速度提高以后，将减少行人闯红灯。

本发明提供的智能交通***保存了大量的基于地理位置和时间的交通信息，通过有效地利用这些信息可以对一个城市的交通不断地进行优化和持续改进，最终结果是建立一个高效的智能交通网。

本发明提供的***和方法从技术角度看很容易实现，而技术效果仅仅从节能减排角度考虑都具有较大的经济效益和社会效益。

本发明提供的智能交通***中的智能车载终端***在工作时不影响其他软件的运行和显示，因为在绝大多数情况下使用的都是语音播报和提醒。

本发明提供的智能交通***，是一个动态的***，是一个活的***，大城市和中小城市都可以使用，没有土建施工，实施方便、性价比较高。

在此说明书中，本发明已经通过特定的实施例做了描述。但是，在不背离本发明的精神和范畴的情况下还可以做出各种修改和变换。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，它包括：

智能交通信号灯***(1)，所述的智能交通信号灯***(1)安装于每个路口，将本路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”发送给“***服务器”，接收来自“***服务器”的命令，或者接收向本路口行驶的车辆的申请将本路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”发送给正向本路口行驶的车辆，接收远离本路口的车辆的申请停止发送交通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”；

智能车载终端***(2)，通过卫星定位***或者卫星定位导航模块对车辆自身进行定位和定向，检索到“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，向前方路口的所述的智能交通信号灯***(1)或者“***服务器”发送申请，接收前方路口的所述的智能交通信号灯***(1)或者***服务器发来的交通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”，对接收到的信息进行解码，根据检索到的“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，运行红绿灯子程序将“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态显示在屏幕上，以数字、图形或者声音的方式提醒驾驶者提前预知前方路***通信号灯的状态，辅助驾驶者进行驾驶决策；当本车远离路口时向所述的智能交通信号灯***(1)或者“***服务器”申请停止发送所通过路***通信号灯的“时间设定信息和当前的状态信息”；所述的智能交通信号灯***(1)与所述的智能车载终端***(2)之间的通讯方式为无线局域网通讯、蜂窝移动通讯网通讯、以及专用网络中的一个。

2.如权利要求1所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，还包括***服务器(3)，所述的“***服务器(3)”的功能设定为：将城市中的每一个路口都作为一个节点来管理，将驶向某一个路口的车辆携带的所述的智能车载终端***(2)加入该路口节点，将安装于该路口的所述的智能交通信号灯***(1)发送来的“时间设定信息和当前的状态信息”实时转发给驶向该路口的车辆，或者经过处理后再转发给驶向该路口的车辆；将驶离该路口的车辆携带的所述的智能车载终端***(2)从该路口节点移除，并停止发送安装于该路口的所述的智能交通信号灯***(1)发送来的“时间设定信息和当前的状态信息”；向每一个路口的所述的智能交通信号灯***(1)发送命令；向相关车辆携带的所述的智能车载终端***(2)发送提醒信息；评估每一个路口的通行或者拥堵情况，并将评价结果发送给相关车辆；所述的“***服务器(3)”可以控制所述的智能交通信号灯***(1)和所述的智能车载终端***(2)同步显示相同的信息；所述的“***服务器(3)”与所述的智能交通信号灯***(1)之间的通讯方式为固定电话网通讯、有线电视网通讯、点对点光纤网通讯、TCP/IP网络通讯、无线局域网通讯、蜂窝移动通讯网通讯、以及专用网络中的一个；所述的“***服务器(3)”与所述的智能车载终端***(2)之间的通讯方式为蜂窝移动通讯网通讯。

3.如权利要求1或2所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，所述的智能交通信号灯***(1)包括现有技术的交通信号机、与所述的交通信号机电连接的红绿灯组，其特征在于，还包括手机，所述的手机通过有线或者无线与现有技术的交通信号机连接；或者将所述的手机与所述的交通信号机在PCB板层面融合到一起；或者将所述的手机与所述的交通信号机完全融合到一起，利用所述的手机的主控芯片代替所述的交通信号机的主控芯片。

4.如权利要求1或2所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，所述的智能交通信号灯***(1)包括现有技术的交通信号机、与所述的交通信号机电连接的红绿灯组，其特征在于，还包括传感器，所述的传感器至少包括下述之一种：光电传感器、压电传感器、红外传感器、重力传感器、重力感应传感器、磁敏式传感器、激光测距仪、摄像头、雷达、超声波传感器、立体摄像头、红外线摄像头，所述的传感器与所述的交通信号机电连接或者与专用的处理器电连接。

5.如权利要求3所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，所述的智能交通信号灯***(1)包括现有技术的交通信号机、与所述的交通信号机电连接的红绿灯组，其特征在于，还包括传感器，所述的传感器至少包括下述之一种：光电传感器、压电传感器、红外传感器、重力传感器、重力感应传感器、磁敏式传感器、激光测距仪、摄像头、雷达、超声波传感器、立体摄像头、红外线摄像头，所述的传感器与所述的交通信号机电连接或者与专用的处理器电连接。

6.如权利要求1-4中任一项所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，所述的智能车载终端***(2)为智能手机，所述的智能手机中安装有专用的软件。

7.如权利要求1-4中任一项所述的同步显示前方路***通信号灯状态的***，其特征在于，所述的智能车载终端***(2)为专用装置，所述的专用装置中安装有专用的软件。

8.一种同步显示前方路***通信号灯状态的方法，该方法包括：

步骤1：对一个城市路网的全部路口进行编码；对汇聚于每一个路口的各条道路进行编码，将各条道路的编码与各条道路前方对应的交通信号灯组关联到一起；

步骤2：每一个路口的智能交通信号灯***与***服务器进行通信：或者一个路口的智能交通信号灯***将“时间设定信息和当前的状态信息”上传给***服务器；或者***服务器将一个路口的“时间设定信息和当前的状态信息”下传给该路口的智能交通信号灯***；

步骤3：一辆机动车上的智能车载终端***根据自身的定位和定向信息，检索出“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”；

步骤4：向***服务器上传检索到的“前方路口的编码”，索取前方路口的“时间设定信息和当前的状态信息”；

步骤5：接收到***服务器传回的前方路口的“时间设定信息和当前的状态信息”后，根据步骤3中检索到的“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”，运行红绿灯子程序并以数字、图形的方式显示“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态，或者以声音的方式提醒驾驶者提前预知“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组”的状态；

步骤6：重复步骤3，再次检索出“前方路口的编码”和“所行驶道路在前方路口处对应的红绿灯组的编码”；将检索出的“前方路口的编码”与上一次检索出的“前方路口的编码”进行比较，如果相同则重复步骤6，如果不同则向***服务器报告已经离开该路口的信息并执行步骤4。

9.如权利要求8所述的同步显示前方路***通信号灯状态的方法，其特征在于，所述的路口的编码使用“手机号码编码”或者使用“字母和数字相结合的编码”。