CN109859502A - 一种基于联网通讯技术的智能交通***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，包括交通信号灯、交通信号灯控制器、相机***、区域交通控制中心、云端平台、便携式可联网装置和车载联网通讯装置。本发明提供的基于联网通讯技术的智能交通***及其控制方法，能够选择最佳的出行路线，从而避开交通拥堵路段，以及选择合理车速通过路口从而避开红灯，以达到减少等待红灯及应对交通堵塞缓行时的时间，进而减少油耗的目的。本发明的智能交通***在满足实时交通灵活性的情况下，其人工干预工作量小，也具有较低成本。

Description

一种基于联网通讯技术的智能交通***及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种基于联网通讯技术的智能交通***。

背景技术

随着人民生活水平提高，汽车进入了普通家庭，随之而来的是城市内的交通拥堵及因交通拥堵造成的汽车油耗增高。目前，人们驾车出行时，需要花费大量的时间在等待红灯及应对交通堵塞缓行的状况，因此选择最佳出行路线避开交通拥堵路段，以及选择合理车速通过路口避开红灯，成为当前应对交通拥堵的最佳解决办法。

目前国内交通灯控制主要为定时分配方式及监控室控制方式两类，其中定时分配方式所需设备简单、投资少，但是交通控制灵活性较差。某些情况下，交叉路口的横向车道无车辆通过，本车道的驾驶员需强制等待红灯，因此造成驾驶员增加等待时间及车辆油耗增高。通过监控室控制交通灯，可根据实时交通灵活性足够，但是人工干预工作量大，成本高。

公开号US6317058B1的专利，通过车辆GPS定位技术及视频检测手段分析实时的交通拥堵状况，合理控制交通信号灯，该专利未考虑在城市中GPS信号弱及定位误差对该***的影响。公开号CN205582271U的专利，通过实时监测车、人流量状况，控制十字路口的交通灯延时，根据实际状况切换不同模式，但是该系没有将未来一段时间通过该交通路口信息计算在内，并且没有保存现有数据，未对其进行分析，没有得出该城市该时间段内的交通规律。公开号CN103236163B的专利利用挖掘热点进行交通拥堵规避，但是该专利未考虑到热点的多与车辆道路拥堵不成线性关系，虽然可以反映出相关区域活动的人数多，但不能直接判断该处就处于交通拥堵状态。

发明内容

本发明目的是提供一种基于联网通讯技术的智能交通***及其控制方法，能够选择最佳的出行路线，从而避开交通拥堵路段，以及选择合理车速通过路口从而避开红灯，以达到减少等待红灯及应对交通堵塞缓行时的时间，进而减少油耗的目的。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种基于联网通讯技术的智能交通***，包括交通信号灯、交通信号灯控制器、相机***、区域交通控制中心、云端平台、便携式可联网装置和车载联网通讯装置；

所述交通信号灯设置在路口，用于控制行人和车辆的通行；

所述交通信号灯控制器接收区域交通控制中心信号，用于控制交通灯信号，以调节当前路口的车辆及行人流量；

所述相机***用于将路口区域内的交通信息以图像数据形式发送至区域交通控制中心；

所述便携式可联网装置和车辆联网通讯装置用于完成与区域交通控制中心及云端平台的信息交互；

所述区域交通控制中心利用相机***传输的图像数据，进行交通流量统计、车辆身份识别和行人识别，制定此区域交通控制策略；

所述云端平台采集城市范围内区域交通控制中心的数据，获取车辆的交通信息，构建历史交通数据库和实时交通数据库，制定城市范围内交通控制策略。

进一步，所述车辆的交通信息包括车辆ID、行驶路线和经过任一区域交通控制中心的时间。

进一步，所述区域交通控制中心识别到行人未在规定时间内穿越人行横道，通过控制交通信号灯，延长绿灯时间，并将行人安全警示信息通过V2X技术发送至路口的等待车辆。

进一步，所述区域交通控制中心将下一次交通信号灯变化的时间t及交通信号灯状态信息发送至行经车辆的车载联网通讯装置，通过当前位置及信号灯变换信息，计算车辆畅通行驶通过交通灯所需的车速，用户根据车速制定驾驶策略。

进一步，所述区域交通控制中心通过图像识别技术识别特殊用途车辆或者通过接收特殊用途车辆的车载联网通讯装置发送的优先通行的请求，并制定其优先通过的交通信号灯控制策略。

进一步，所述特殊用途车辆包括救护车、消防车和警车。

进一步，所述云端平台可通过联网技术，获取用户出行时基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库，并通过统计城市范围内的车辆出行交通信息和历史交通数据库信息，进行城市未来一段时间内的道路交通预测分析。

进一步，所述云端平台通过用户输入的出发时间、出发位置和结束位置信息，基于预测的道路交通状况，规划出若干条出行路线，同时云端平台将车辆行驶里程油耗及等待红灯时的油耗相加，给出不同出行路线的耗时和油耗信息，供用户选择。

进一步，所述云端平台构建历史交通数据库包含以下步骤：

S1、记录路口实时交通流量信息(包含行人及车辆流量信息)，将其放入实时交通数据库；每天零点之后，存入历史交通数据库；

S2、通过车牌号对车辆进行身份标记，统计其连续行驶过的区域交通控制中心，形成此车辆交通信息(包含车辆ID、路线和时间)，将其放入历史交通数据库；

S3、通过一段时间的统计，若一车辆驾驶路线信息稳定重复出现(相同路线及相同的时间段)，则将其归结为稳态交通信息，否则删除历史交通数据库中的此车辆驾驶路线信息；

优选地，历史交通数据库中按照工作日和节假日进行分类统计储存，具体至某天，需按照上下班时间段、非上下班时间段和气象条件等进行分类统计。

进一步，所述云端平台构建实时交通数据库包含步骤如下：

S1：记录实时路***通流量信息(包含行人及车辆流量信息)，将其放入实时交通数据库；

S2：获取用户出行基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库。

S3：记录实时的车辆交通信息。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种基于联网通讯技术的智能交通***的控制方法，包括以下步骤：

S1、用户通过便携式可联网装置或车载联网通讯设备，将出行路线的起始点、终止点和出发时间发送至云端平台；

S2、云端平台基于起始点和终止点规划出若干条出行路线；

S3、统计各出行路线所经过的区域交通控制中心；

S4、预测车辆行驶至区域交通控制中心的时间t；

S5、基于历史交通数据库和实时交通数据库数据，预测t时刻的区域交通控制中心的交通流量，根据交通状况推测通行时间；

S6、云端平台估算出各出行路线所需时间及油耗；

S7、用户根据云端平台规划的若干条出行路线，选择其实际出行路线，并将选择的路线信息上传至云端平台的实时交通数据库。

本发明具有如下有益效果：本发明提供的基于联网通讯技术的智能交通***及其控制方法，能够选择最佳的出行路线，从而避开交通拥堵路段，以及选择合理车速通过路口从而避开红灯，以达到减少等待红灯及应对交通堵塞缓行时的时间，进而减少油耗的目的。本发明的智能交通***在满足实时交通灵活性的情况下，其人工干预工作量小，也具有较低成本。

附图说明

图1为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***构成示意图；

图2为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中单一交叉路***通***构成示意图；

图3为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中城市域交通***构成示意图；

图4为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中云端平台功能示意图；

图5为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中车辆交通信息示意图；

图6为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中用户通过智能交通***选择路线的数据流示意图；

图7为本发明的基于联网通讯技术的智能交通***中车辆通过交路口的数据流示意图。

图中标记示意为：1-相机***；2-交通信号灯控制器；3-交通信号灯；4-区域交通控制中心；5-便携式可联网装置；6-云端平台；7-车载联网通讯装置。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种基于联网通讯技术的智能交通***，

如图1所示，一种基于联网通讯技术的智能交通***，包括交通信号灯、交通信号灯控制器、相机***、区域交通控制中心、云端平台、便携式可联网装置(例如手机)和车载联网通讯装置；

所述交通信号灯设置在路口，用于控制行人和车辆的通行；

所述交通信号灯控制器接收区域交通控制中心信号，用于控制交通灯信号，以调节当前路口的车辆及行人流量；

所述相机***用于将路口区域内的交通信息以图像数据形式发送至区域交通控制中心；

所述便携式可联网装置和车辆联网通讯装置用于完成与区域交通控制中心及云端平台的信息交互；

所述区域交通控制中心利用相机***传输的图像数据，进行交通流量统计、车辆身份识别和行人识别，制定此区域交通控制策略；

所述云端平台采集城市范围内区域交通控制中心的数据，获取车辆的交通信息，构建历史交通数据库和实时交通数据库，制定城市范围内交通控制策略。

在本发明的实施例中，所述区域交通控制中心通过相机***传输的图像数据，实时统计当前车道车辆流量，通过图像识别技术识别车辆牌照号，将当前车辆流量的信息及通过该路口的车辆的信息发送至云端平台；区域控制中心还可对车辆身份进行识别，同时记录车辆通过的路口的时间，将车辆的位置信息和时间信息发送至云端平台；云端平台通过分析一段时间内的多个区域控制中心数据，可获取车辆的交通信息(包括车辆ID、行驶路线和经过任一区域交通控制中心的时间)，若同一车辆交通信息频繁出现，则将此车辆的交通信息归为稳态交通信息，并用于交通预测。

所述区域交通控制中心通过相机***监控路口区域交通状况，为确保道路通畅和交通安全，制定灵活的交通控制策略，即通过交通灯控制器实现对交通信号灯的控制，例如：若识别到行人未在规定时间内完成人行横道的穿越，通过控制交通信号灯，延长绿灯时间。同时将行人安全警示信息通过V2X技术发送至路口的等待车辆。

所述区域交通控制中心将下一次交通信号灯变化的时间t及交通信号灯状态信息发送至行经车辆的车载联网通讯装置(或用户的便携式可联网装置)，通过当前位置及信号灯变换信息，计算车辆畅通行驶通过交通灯所需的车速，用户根据车速制定驾驶策略。

交通控制中心通过图像识别技术识别特殊用途车辆(例如救护车、消防车、警车)或者通过接收特殊用途车辆的车载联网通讯装置发送的优先通行的请求，并制定其优先通过的交通信号灯控制策略。

在本发明的实施例中，云端平台接收城市范围内所有区域交通控制中心的数据，监测当前城市道路交通状况。云端平台可通过联网技术，获取用户出行时基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库；并通过统计城市范围内的车辆出行交通信息和历史交通数据库信息，进行城市未来一段时间内的道路交通预测分析。

具体地，云端平台通过用户输入的出发时间、出发位置和结束位置信息，基于预测的道路交通状况，规划出若干条出行路线，同时云端平台将车辆行驶里程油耗及等待红灯时的油耗相加，给出不同出行路线的耗时和油耗信息，供用户选择。

此外，云端平台基于城市总体交通拥堵情形，制定交通调控策略，发送至相应区域交通控制中心，从而疏通道路交通拥堵。

在本发明的实施例中，云端平台构建历史交通数据库包含以下步骤：

S1、记录路口实时交通流量信息(包含行人及车辆流量信息)，将其放入实时交通数据库；每天零点之后，存入历史交通数据库；

S2、通过车牌号对车辆进行身份标记，统计其连续行驶过的区域交通控制中心，形成此车辆交通信息(包含车辆ID、路线和时间)，将其放入历史交通数据库；

S3、通过一段时间的统计，若一车辆驾驶路线信息稳定重复出现(相同路线及相同的时间段)，则将其归结为稳态交通信息，否则删除历史交通数据库中的此车辆驾驶路线信息；

优选地，历史交通数据库中按照工作日和节假日进行分类统计储存，具体至某天，需按照上下班时间段、非上下班时间段和气象条件等进行分类统计。

云端平台构建实时交通数据库包含步骤如下：

S1：记录实时路***通流量信息(包含行人及车辆流量信息)，将其放入实时交通数据库；

S2：获取用户出行基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库。

S3：记录实时的车辆交通信息。

如图5所示，车辆1通过A、B、C、D和E位置及时间为T1、T2、T3、T4和T5，若T1至T5时间内车辆属于连续运行，则车辆的ID信息、位置信息(A-E)和时间信息(T1-T5)构成了该车的交通信息，每个车辆可以有多条交通信息。车辆2通过导航规划的出行线路为F、D和G，通过计算预测其通过时间为t1、t2和t3，然后车辆2说交通信息上传至云端平台。云端平台经过时间和空间分析，若在D点，T4时刻有超出其最大通行量的交通信息，则可预判在T4时刻，D点会有交通拥堵。

实施例2

本实施例提供了一种基于联网通讯技术的智能交通***的控制方法。

如图6所示，用户可以通过智能交通控制***，进行出行路线选择，其包括以下步骤：

S1、用户通过便携式可联网装置或车载联网通讯设备，将出行路线的起始点、终止点和出发时间发送至云端平台；

S2、云端平台基于起始点和终止点规划出若干条出行路线；

S3、统计各出行路线所经过的区域交通控制中心；

S4、预测车辆行驶至区域交通控制中心的时间t；

S5、基于历史交通数据库和实时交通数据库数据，预测t时刻的区域交通控制中心的交通流量，根据交通状况推测通行时间；

S6、云端平台估算出各出行路线所需时间及油耗；

S7、用户根据云端平台规划的若干条出行路线，选择其实际出行路线，并将选择的路线信息上传至云端平台的实时交通数据库。

具体地，在步骤S5中，以历史数据库的数据作为基数，若实时数据库显示，N个新用户通过导航选择途经此地的路线，到达此处的时间也为时间t,则在其技术上增加数量N。

如图7所示，行人及车辆通过交叉路口，说明如下：消防车、救护车等特殊车辆拥有绿色通行的特权，若其安装了V2X通讯设备，可将其行驶路线上传至云端平台实时交通数据库，为特殊车辆开辟一条绿色通道；若车辆没安装V2X通讯设备，区域控制中心可通过图像识别出该特殊车辆，同时控制交通信号灯为绿色，为特殊车辆开辟一条绿色通道。待车辆驶离该区域，区域控制中心根据道路状况合理进行信号灯变换。

普通用户车辆，若其安装了V2X通讯设备，可通过云端平台和当前要经过的区域交通控制中心获取下一次交通信号灯变换的时间t，以及变换之后信号灯的状态(红灯状态、绿灯状态、黄灯状态)。车辆可根据其与交通灯的距离，以及时间t，计算出车辆不需等待红灯所需的车辆速度。若该区域有特殊车辆通过、前方人行道还有行人在行走等警示情况，车辆可通过云端平台或区域交通控制中心获取警示信息，避免危险情况发生。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上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精神和范围。

Claims (12)

1.一种基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，包括交通信号灯、交通信号灯控制器、相机***、区域交通控制中心、云端平台、便携式可联网装置和车载联网通讯装置；

所述交通信号灯设置在路口，用于控制行人和车辆的通行；

所述交通信号灯控制器接收区域交通控制中心信号，用于控制交通灯信号，以调节当前路口的车辆及行人流量；

所述相机***用于将路口区域内的交通信息以图像数据形式发送至区域交通控制中心；

所述便携式可联网装置和车辆联网通讯装置用于完成与区域交通控制中心及云端平台的信息交互；

所述区域交通控制中心利用相机***传输的图像数据，进行交通流量统计、车辆身份识别和行人识别，制定此区域交通控制策略；

所述云端平台采集城市范围内区域交通控制中心的数据，获取车辆的交通信息，构建历史交通数据库和实时交通数据库，制定城市范围内交通控制策略。

2.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述车辆的交通信息包括车辆ID、行驶路线和经过任一区域交通控制中心的时间。

3.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，进一步，所述区域交通控制中心识别到行人未在规定时间内穿越人行横道，通过控制交通信号灯，延长绿灯时间，并将行人安全警示信息通过V2X技术发送至路口的等待车辆。

4.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述区域交通控制中心将下一次交通信号灯变化的时间及交通信号灯状态信息发送至行经车辆的车载联网通讯装置，通过当前位置及信号灯变换信息，计算车辆畅通行驶通过交通灯所需的车速，用户根据车速制定驾驶策略。

5.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述区域交通控制中心通过图像识别技术识别特殊用途车辆或者通过接收特殊用途车辆的车载联网通讯装置发送的优先通行的请求，并制定其优先通过的交通信号灯控制策略。

6.根据权利要求5所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述特殊用途车辆包括救护车、消防车和警车。

7.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述云端平台可通过联网技术，获取用户出行时基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库，并通过统计城市范围内的车辆出行交通信息和历史交通数据库信息，进行城市未来一段时间内的道路交通预测分析。

8.根据权利要求7所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述云端平台构建历史交通数据库包含以下步骤：

S1、记录路口实时交通流量信息，将其放入实时交通数据库；每天零点之后，存入历史交通数据库；

S2、通过车牌号对车辆进行身份标记，统计其连续行驶过的区域交通控制中心，形成此车辆交通信息，将其放入历史交通数据库；

S3、通过一段时间的统计，若一车辆驾驶路线信息稳定重复出现，则将其归结为稳态交通信息，否则删除历史交通数据库中的此车辆驾驶路线信息。

9.根据权利要求8所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述历史交通数据库中按照工作日和节假日进行分类统计储存，并需按照上下班时间段、非上下班时间段和气象条件等进行分类统计。

10.根据权利要求7所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述云端平台构建实时交通数据库包含步骤如下：

S1：记录实时路***通流量信息，将其放入实时交通数据库；

S2：获取用户出行基于车载导航或手机导航规划的路线，将车辆的路线信息和出行时间信息作为车辆出行交通信息上载至实时交通数据库；

S3：记录实时的车辆交通信息。

11.根据权利要求1所述的基于联网通讯技术的智能交通***，其特征在于，所述云端平台通过用户输入的出发时间、出发位置和结束位置信息，基于预测的道路交通状况，规划出若干条出行路线，同时云端平台将车辆行驶里程油耗及等待红灯时的油耗相加，给出不同出行路线的耗时和油耗信息，供用户选择。

12.一种如权利要求1-11之一所述的基于联网通讯技术的智能交通***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用户通过便携式可联网装置或车载联网通讯设备，将出行路线的起始点、终止点和出发时间发送至云端平台；

S2、云端平台基于起始点和终止点规划出若干条出行路线；

S3、统计各出行路线所经过的区域交通控制中心；

S4、预测车辆行驶至区域交通控制中心的时间t；

S5、基于历史交通数据库和实时交通数据库数据，预测t时刻的区域交通控制中心的交通流量，根据交通状况推测通行时间；

S6、云端平台估算出各出行路线所需时间及油耗；

S7、用户根据云端平台规划的若干条出行路线，选择其实际出行路线，并将选择的路线信息上传至云端平台的实时交通数据库。