[发明专利]一种基于物联网的十字路口交通灯控制方法

权利要求书

1.一种基于物联网的十字路口交通灯控制方法，该方法应用于交通灯系统，其特征在于：

所述交通灯系统包括远程控制中心、无线控制终端、交通灯和交通灯辅助装置，其中，

所述远程控制中心通过有线网络与所述交通灯连接，其包括数据库、数据分析装置、通信装置、输入装置和显示装置；

所述无线控制终端通过无线网络与所述交通灯连接，其包括无线收发模块、输入模块、显示模块、数据分析模块和数据存储模块；

所述交通灯包括时钟模块、计时模块、控制模块、存储模块、位置模块、切换模块、有线通信模块、无线通信模块和灯组模块；

所述交通灯辅助装置包括时钟单元、摄像头、车速测量单元、车流量测量单元、数据存储单元、位置单元、有线通信单元、无线通信单元和控制单元；

所述交通灯和所述交通灯辅助装置一一配套使用，通过ZigBee协议进行通信；

所述交通灯控制方法具体包括以下步骤：

1)所述远程控制中心获取管理区域内所有所述交通灯的位置信息，根据所述位置信息对所述交通灯进行分组，将位于同一十字路口的四个所述交通灯设置为同一组，得到所述管理区域内分组后的多个十字路口交通灯组1,2……n，其中n为所述管理区域内所述交通灯组的总数量；

将每一个所述交通灯组中的四个所述交通灯分别标记为A，B，C，D，将所述交通灯A，B，C，D的直行信号灯和左转信号灯分别设置为AS,AL,BS,BL,CS,CL,DS,DL，其中A和C为一条直线公路双向的交通灯，B和D为另一条直线公路双向的交通灯，所述直行信号灯和所述左转信号灯均为红黄绿三色灯；

2)所述远程控制中心设置每一个所述交通灯组中的四个所述交通灯的初始运行模式，以及设置一个信号灯控制周期T内四个所述交通灯的所述直行信号灯和所述左转信号灯的初始绿灯通行时长；

3)所述远程控制中心从所述交通灯组的四个所述交通灯辅助装置处获取每个时间段内通过的平均车速数据V、车流量数据W以及图像数据，其中所述时间段为相邻m个整点之间的时间间隔，m＝1,2,3；

所述平均车速数据V为所述时间段内绿灯期间所有通行车辆的平均车速，由所述车速测量单元生成；所述车流量数据W为所述时间段内绿灯期间通行的车次，由所述车流量测量单元生成；

4)所述远程控制中心以一星期为一个周期，计算出上一周期内工作日和非工作日每个相同所述时间段中，分别通过所述交通灯组的四个所述交通灯的所述直行信号灯和所述左转信号灯的总车流量数据W_AS，W_AL,W_BS,W_BL,W_CS,W_CL,W_DS,W_DL，以及总车速数据V_AS,V_AL,V_BS,V_BL,V_CS,V_CL,V_DS,V_DL；

5)所述远程控制中心根据预先设定的交通灯运行模式和时间控制算法进行数据计算，分别得出下一周期内所述工作日和所述非工作日中的每一个所述时间段的所述交通灯组的四个所述交通灯A，B，C，D的运行模式，以及所述直行信号灯和所述左转信号灯AS,AL,BS,BL,CS,CL,DS,DL各自的绿灯通行时长；

或者所述无线控制终端访问所述远程控制中心，获取上一个周期内的工作日和非工作日每个相同所述时间段中，分别通过所述交通灯组的四个所述交通灯的所述直行信号灯和所述左转信号灯的总车流量数据W_AS，W_AL,W_BS,W_BL,W_CS,W_CL,W_DS,W_DL，以及总车速数据V_AS,V_AL,V_BS,V_BL,V_CS,V_CL,V_DS,V_DL，然后根据预先设定的交通灯运行模式和时间控制算法进行数据计算，分别得出下一周期内所述工作日和所述非工作日中的每一个所述时间段的所述交通灯组的四个所述交通灯A，B，C，D的运行模式，以及所述直行信号灯和所述左转信号灯AS,AL,BS,BL,CS,CL,DS,DL各自的绿灯通行时长；

6)所述远程控制中心或所述无线控制终端将所述每一个交通灯的每一个所述时间段的所述运行模式和所述绿灯通行时长发送至相应的所述交通灯，所述交通灯的所述控制模块按照所述运行模式和所述绿灯通行时长进行交通信号灯控制；

其中，所述交通灯运行模式和时间控制算法具体如下：

(a)计算在一个交通灯组的一个信号灯控制周期T内，交通灯A和C的绿灯通行时长之和

T_AC＝T×(W_AS+W_AL+W_CS+W_CL)÷(W_AS+W_AL+W_BS+W_BL+W_CS+W_CL+W_DS+W_DL)；

当|(W_AS+W_AL)-(W_CS+W_CL)|>H时，所述交通灯A和C设置为第一模式，所述第一模式为直行信号灯AS和左转信号灯AL的绿灯同时亮灭，直行信号灯CS和左转信号灯CL的绿灯同时亮灭；

当|(W_AS+W_AL)-(W_CS+W_CL)|<H或|(W_AS+W_AL)-(W_CS+W_CL)|＝H时,所述交通灯A和C设置为第二模式，所述第二模式为直行信号灯AS和CS的绿灯同时亮灭，左转信号灯AL和CL的绿灯同时亮灭；其中H为管理人员设定的流量差值阈值；

(c)当交通灯A和C处于第一模式时，

T_AS＝T_AL＝T_AC×(W_AS+W_AL)÷(W_AS+W_AL+W_CS+W_CL)+α，

T_CS＝T_CL＝T_AC×(W_CS+W_CL)÷(W_AS+W_AL+W_CS+W_CL)+α；

其中α为车速调节时间参数，当(V_AS+V_AL)>K或(V_CS+V_CL)>K时，将α的值设置为(-10,-1)；当(V_AS+V_AL)<K或(V_CS+V_CL)<K时，将α的值设置为(1,10)；当(V_AS+V_AL)＝K或(V_CS+V_CL)＝K时，将α的值设置为0；其中K为管理人员设定的车速阈值；

当交通灯A和C处于第二模式时，

T_AS＝T_CS＝T_AC×(W_AS+W_CS)÷(W_AS+W_AL+W_CS+W_CL)+α，

T_AL＝T_CL＝T_AC×(W_AL+W_CL)÷(W_AS+W_AL+W_CS+W_CL)+α；

其中α为车速调节时间参数，当(V_AS+V_AL)>K或(V_CS+V_CL)>K时，将α的值设置为(-5,-1)；当(V_AS+V_AL)<K或(V_CS+V_CL)<K时，将α的值设置为(1,5)；当(V_AS+V_AL)＝K或(V_CS+V_CL)＝K时，将α的值设置为0；其中K为管理人员设定的车速阈值；

(d)与所述交通灯A和C位于同一所述交通灯组的所述交通灯B和D的所述运行模式和所述绿灯通行时长的计算算法与所述交通灯A和C的相同。