基于云交通的红绿灯控制系统及红绿灯控制方法与流程

1.本发明涉及一种基于云交通的红绿灯控制系统及红绿灯控制方法，属于交通控制技术领域。


背景技术：

2.城市交通越来越受到市民的普遍关注，同时城市交通拥堵系数也是考察文明城市的重要指标之一。城市重点区域关键路口上下班高峰或恶劣天气造成交通拥堵时，大多时候都由交警人工指挥现场，并人为调节路口红绿灯时间，试图缓解交通压力。交通平峰期时，有时出现其他方向均无车辆，而本方向车辆却要等待一个周期的红绿灯时间，降低了出行效率。


技术实现要素：

3.为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种能够根据交通实时流量自动调节红绿灯时长、精准、高效的基于云交通的红绿灯控制系统及红绿灯控制方法。
4.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为基于云交通的红绿灯控制系统，包括多个路口红绿灯控制单元，每个所述路口红绿灯控制单元分别与云端服务器相连接，所述路口红绿灯控制单元用于采集路口各个方向的车辆数据，并根据各个方向的车辆数据对红绿灯路口的信号灯进行控制，同时将路口各个方向的车辆数据上传至云端服务器，所述路口红绿灯控制单元具有优先级，当所述路口红绿灯控制单元根据当前路口的车辆数据无法控制红绿灯路口的信号灯时，所述云端服务器根据该路口相邻路口的车辆数据，对相邻红绿灯路口的信号灯进行整合控制；所述路口红绿灯控制单元包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头和红绿灯控制器，所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头分别通过支杆安装在路口东西南北四个方向上，所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头分别用于采集东西南北四个方向上直行车道指定区域的车辆数据，所述第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头分别用于采集东西南北四个方向上左转车道指定区域的车辆数据，所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头分别与红绿灯控制器相连接，所述红绿灯控制器与云端服务器通信连接，所述红绿灯控制器用于对所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头采集的图像进行处理运算，得到各个方向上下直线车道的车辆数据和左转车道的车辆数据，根据该数据调节红绿灯路口的信号灯时长。
5.优选的，所述红绿灯控制器通过5g模块与云端服务器相连接。
6.基于云交通的红绿灯控制系统的红绿灯控制方法，按照以下步骤进行，所述第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八
摄像头分别用于采集前方范围内150-200米范围内各个车道的车辆数据图像；所述红绿灯控制器用于接收上述车辆数据图像，并对车辆数据图像进行分析处理，得到东西方向直线车道上的车辆数h、南北方向直线车道上的车辆数i、东至南西至北左转车道上的车辆数j、南至西北至东左转车道上的车辆数k；当h》i》j》k时，所述红绿灯控制器控制东西方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当i》h》j》k时，所述红绿灯控制器控制南北方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当j》k》h》i时，所述红绿灯控制器控制东至北、西至南方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当k》j》h》i时，所述红绿灯控制器控制南至东、北至西方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当h=i或k=j时，所述红绿灯控制器将数据上传至云端服务器，所述云端服务器根据相邻路口的车辆数据对该红绿灯路口及相邻红绿灯路口的信号灯进行控制。
7.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明通过采集各个方向上的车辆数据，通过将各个方向上的车辆数据进行分析比较，根据比较结果，在符合现有通信规则的情况下，哪个方向的车多，哪个方向上的路灯时间最长；当各个方向上的车辆基本相同时，通过云端服务器对相邻路口的信号灯进行控制，采用这种方式，能够根据当前路口的车流量情况对信号灯进行控制，同时在交通拥堵严重时，可以通过周边路口的信号灯对车辆进行控制，使车辆及时躲避拥堵路段。
8.此外，通过上述手段能够建立一个全面智能的交通管理系统，能够使交通信息数据得到有效的利用，从而提高交通的有效管理，道路安全得到有效的管控。
附图说明
9.图1为本发明的控制结构框图。
10.图2为本发明中路口红绿灯控制单元的结构框图。
具体实施方式
11.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
12.如图1、图2所示，基于云交通的红绿灯控制系统，包括多个路口红绿灯控制单元1，每个路口红绿灯控制单元1分别与云端服务器2相连接，路口红绿灯控制单元1用于采集路口各个方向的车辆数据，并根据各个方向的车辆数据对红绿灯路口的信号灯进行控制，同时将路口各个方向的车辆数据上传至云端服务器2，路口红绿灯控制单元1具有优先级，当路口红绿灯控制单元1根据当前路口的车辆数据无法控制红绿灯路口的信号灯时，云端服务器2根据该路口相邻路口的车辆数据，对相邻红绿灯路口的信号灯进行整合控制。
13.本发明中路口红绿灯控制单元分别安装在各个红绿灯路口，通过路口红绿灯控制单元能够采集各个路口的车辆数据，并根据当前路口的车辆流量，实现红绿灯的自动控制。
但是当出现极端情况时，即当前路口的车流量通过红绿灯控制无法得到缓解，则需要通过云端服务器整合周边路口的车辆信息，经过分析后，通过云端服务器对周边路口红绿灯控制单元进行调控，进而通过改变周边路口的车流量来缓解当前路口的交通压力，真正实现了交通的智能控制。
14.其中，路口红绿灯控制单元1包括第一摄像头3、第二摄像头4、第三摄像头5、第四摄像头6、第五摄像头7、第六摄像头8、第七摄像头9、第八摄像头10和红绿灯控制器11，第一摄像头3、第二摄像头4、第三摄像头5、第四摄像头6、第五摄像头7、第六摄像头8、第七摄像头9、第八摄像头10分别通过支杆安装在路口东西南北四个方向上，第一摄像头3、第二摄像头4、第三摄像头5、第四摄像头6分别用于采集东西南北四个方向上直行车道指定区域的车辆数据，第五摄像头7、第六摄像头8、第七摄像头9、第八摄像头10分别用于采集东西南北四个方向上左转车道指定区域的车辆数据，第一摄像头3、第二摄像头4、第三摄像头5、第四摄像头6、第五摄像头7、第六摄像头8、第七摄像头9、第八摄像头10分别与红绿灯控制器11相连接，红绿灯控制器11与云端服务器2通信连接，红绿灯控制器11用于对第一摄像头3、第二摄像头4、第三摄像头5、第四摄像头6、第五摄像头7、第六摄像头8、第七摄像头9、第八摄像头10采集的图像进行处理运算，得到各个方向上下直线车道的车辆数据和左转车道的车辆数据，根据该数据调节红绿灯路口的信号灯时长。红绿灯控制器11通过5g模块12与云端服务器2相连接。
15.路口红绿灯控制单元采用多个摄像头，摄像头的数据根据当前路口的数量来确定，即十字路口则需要八个摄像头，五岔路口则需要十个摄像头，依次类推，本技术中以十字路口为例。摄像头采用广角摄像头，使摄像头的摄像范围能够足够大，摄像范围能够覆盖150-200m的距离。拍摄后的图像上传至红绿灯控制器进行分析处理，计算各个方向上的车流量数据。
16.红绿灯控制器包含三种控制模式：手动控制模式、传统固定时间控制模式和智能调控模式。手动控制模式是通过手动调整红绿灯时间，也可通过和现场交警的配合手动调整控制器控制红绿灯时间，实现灵活的调控红绿灯时间。传统固定时间模式是监测到网络故障时，控制器自动切换为固定时间模式，发送指令给红绿灯来执行固定时间。智能控制模式是通过摄像头采集分析道路车辆数据，并根据车辆数据自动调整红绿灯时间。
17.具体的红绿灯控制方法，按照以下步骤进行，第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头、第四摄像头、第五摄像头、第六摄像头、第七摄像头、第八摄像头分别用于采集前方范围内150-200米范围内各个车道的车辆数据图像；红绿灯控制器用于接收上述车辆数据图像，并对车辆数据图像进行分析处理，得到东西方向直线车道上的车辆数h、南北方向直线车道上的车辆数i、东至南西至北左转车道上的车辆数j、南至西北至东左转车道上的车辆数k；当h》i》j》k时，红绿灯控制器控制东西方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当i》h》j》k时，红绿灯控制器控制南北方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当j》k》h》i时，红绿灯控制器控制东至北、西至南方向上的信号灯为绿灯，其余信号灯为红灯；当k》j》h》i时，红绿灯控制器控制南至东、北至西方向上的信号灯为绿灯，其余信
号灯为红灯；当h=i或k=j时，红绿灯控制器将数据上传至云端服务器，云端服务器根据相邻路口的车辆数据对该红绿灯路口及相邻红绿灯路口的信号灯进行控制。
18.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明范围内。