交通灯控制方法、系统及交通灯

技术领域

本发明涉及一种交通灯控制方法、系统及交通灯，属于交通工程技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。交通控制系统是用于交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统﹐它是现代交通监控指挥系统中最重要的组成部分。为了更加合理地对交通信号灯进行控制，需要通过实时监测和预测车辆与行人状况来控制路口交通灯信号时间。

例如，中国发明专利CN201811251233.3公开了一种交通灯控制系统，包括控制单元及与所述控制单元连接的通行道路判别器、道路流量检测器、路口检测器和交通灯组，交通灯组可包含多个交通灯，所述通行道路判别器实时判断交通灯显示为绿灯的通行方向道路，所述道路流量检测器实时检测绿灯通行方向道路的人车流量值，所述路口检测器实时测得在红灯禁行方向的道路路口处等候中的人车数量，通行道路判别器、道路流量检测器和路口检测器所检测出的信息传输给所述控制单元，所述控制单元判别所述人车流量值和等候中的人车数量：当所述人车流量值为零且等候中的人车数量大于零时，把当前的通行方向的绿灯切换为红灯，禁行方向的红灯切换为绿灯；当所述人车流量值大于零且等候中的人车数量为零时，按规定的延迟时间保持当前显示的交通灯指示；否则按照设定显示时长显示当前的交通灯后，切换交通灯的显示。

本发明的交通灯控制系统组成简单，只需要对现有交通灯控制系统做简单改进就可实现，成本低；交通控制方法可操作性强，可通过实时监测和预测车辆与行人状况来控制路口交通灯信号时间，提高交通道路的车辆和行人通行效率，从而能有效地缓解城市交通拥堵。

但是，在交通拥堵时段，往往不会出现人车流量值为零的情况，所以该交通灯控制系统只能缓解非拥堵或者一般拥堵时段的交通情况，对于真正的拥堵时段作用几乎没有。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种交通灯控制方法、系统及交通灯，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

本发明所述的交通灯控制方法，包括：

通过摄像设备获取禁行方向的等候人车数量以及通行方向的待行人车数量，还获取通行方向至下一交通灯的待容纳人车数量以及禁行方向至下一交通灯的可容纳人车数量；

分析禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向。

通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

优选地，具体包括如下步骤：

步骤S1、获取交通灯的原转换规则；

步骤S2、通过摄像设备获取禁行方向的等候人车数量以及通行方向的待行人车数量，还获取通行方向至下一交通灯的待容纳人车数量以及禁行方向至下一交通灯的可容纳人车数量；

步骤S3、分析禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时进入步骤S4，否则进入步骤S5；

步骤S4、转换禁行方向和通行方向，将原通行方向的绿灯时间调整为转换后的通行方向的绿灯时间，转换绿灯时间执行完毕后进入步骤S5；

步骤S5、按照原转换规则控制交通灯转换。

优选地，所述禁行方向拥堵的判断方法具体如下：

步骤A1、判断等候人车数量按照交通灯的原转换规则，在一个绿灯段是否能够通过，若是进入步骤A5，否则进入步骤A2；

步骤A2、计算等候人车数量与待行人车数量之间的比例关系，在比例关系大于拥堵阈值时进入步骤A3，否则进入步骤A5；

步骤A3、计算可容纳人车数量在一个绿灯段是否能够通过，若是进入步骤A5，否则进入步骤A4；

步骤A4、判定禁行方向拥堵；

步骤A5、判定禁行方向不拥堵。

通过一个绿灯段是否能够通过、等候人车数量与待行人车数量之间的比例关系、可容纳人车数量在一个绿灯段是否能够通过等多维度的逻辑判断禁行方向是否拥堵，提高拥堵判断的合理性。

优选地，所述通行方向至下一交通灯拥堵通过待容纳人车数量是否大于零判断，大于零时不拥堵，否则拥堵。

优选地，所述步骤S2具体包括如下步骤：

步骤S201、通过摄像设备获取禁行方向、通行方向、通行方向至下一交通灯、禁行方向至下一交通灯的视频；

步骤S202、在每帧的图像中截取车道的进入线与出去线上所对应的图像；

步骤S203、识别图像中的人车目标；

步骤S204、对图像中的人车目标对目标进行追踪并统计。

利用摄像设备，通过图像识别人车目标对目标进行追踪并统计，统计更为直观、合理。

优选地，所述步骤S4具体包括如下步骤：

步骤S301、转换禁行方向和通行方向，将禁行方向的红灯调整为绿灯，将通行方向的绿灯调整为红灯；

步骤S302、转换后的禁行方向和通行方向持续至原通行方向的绿灯时间结束，执行完毕后进入步骤S5。

转换禁行方向和通行方向时，不改变交通灯的原转换规则，只是将禁行方向的红灯调整为绿灯并将通行方向的绿灯调整为红灯，该时段执行完毕，原禁行方向变为通行方向后，继续执行绿灯通行，在拥堵时增加了拥堵方向的通行时间。

优选地，所述通行方向和禁行方向均包括正向方向和逆向方向，禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量的正向方向和逆向方向分别分析。

本发明所述的交通灯控制系统，包括交通灯、摄像设备和控制终端，

摄像设备，用于获取禁行方向、通行方向、通行方向至下一交通灯、禁行方向至下一交通灯的视频；

控制终端，用于根据上述的交通灯控制方法控制交通灯。

控制终端通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时控制交通灯转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

本发明所述的交通灯，包括红灯和绿灯，所述红灯和绿灯通根据上述的交通灯控制方法控制。

交通灯通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向的绿灯和红灯；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述的交通灯控制方法，通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

本发明所述的交通灯控制系统，由控制终端通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时控制交通灯转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

本发明所述的交通灯，通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向的绿灯和红灯；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

附图说明

图1为本发明所述的交通灯控制方法的流程图；

图2为本发明所述的交通灯控制系统的结构框图。

具体实施方式

为解决现有技术中存在的问题，本申请提供一种交通灯控制方法、系统及交通灯。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明所述的交通灯控制方法，包括：

通过摄像设备获取禁行方向的等候人车数量以及通行方向的待行人车数量，还获取通行方向至下一交通灯的待容纳人车数量以及禁行方向至下一交通灯的可容纳人车数量；

分析禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向。

通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

该交通灯控制方法，具体包括如下步骤：

步骤S1、获取交通灯的原转换规则；

步骤S2、通过摄像设备获取禁行方向的等候人车数量以及通行方向的待行人车数量，还获取通行方向至下一交通灯的待容纳人车数量以及禁行方向至下一交通灯的可容纳人车数量；

步骤S3、分析禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时进入步骤S4，否则进入步骤S5；

步骤S4、转换禁行方向和通行方向，将原通行方向的绿灯时间调整为转换后的通行方向的绿灯时间，转换绿灯时间执行完毕后进入步骤S5；

步骤S5、按照原转换规则控制交通灯转换。

所述步骤S2具体包括如下步骤：

步骤S201、通过摄像设备获取禁行方向、通行方向、通行方向至下一交通灯、禁行方向至下一交通灯的视频；

步骤S202、在每帧的图像中截取车道的进入线与出去线上所对应的图像；

步骤S203、识别图像中的人车目标；

步骤S204、对图像中的人车目标对目标进行追踪并统计。

利用摄像设备，通过图像识别人车目标对目标进行追踪并统计，统计更为直观、合理。

优选地，所述步骤S4具体包括如下步骤：

步骤S301、转换禁行方向和通行方向，将禁行方向的红灯调整为绿灯，将通行方向的绿灯调整为红灯；

步骤S302、转换后的禁行方向和通行方向持续至原通行方向的绿灯时间结束，执行完毕后进入步骤S5。

转换禁行方向和通行方向时，不改变交通灯的原转换规则，只是将禁行方向的红灯调整为绿灯并将通行方向的绿灯调整为红灯，该时段执行完毕，原禁行方向变为通行方向后，继续执行绿灯通行，在拥堵时增加了拥堵方向的通行时间。

具体的，所述禁行方向拥堵的判断方法具体如下：

步骤A1、判断等候人车数量按照交通灯的原转换规则，在一个绿灯段是否能够通过，若是进入步骤A5，否则进入，步骤A2；

步骤A2、计算等候人车数量与待行人车数量之间的比例关系，在比例关系大于拥堵阈值时进入步骤A3，否则进入步骤A5；

步骤A3、计算可容纳人车数量在一个绿灯段是否能够通过，若是进入步骤A5，否则进入步骤A4；

步骤A4、判定禁行方向拥堵；

步骤A5、判定禁行方向不拥堵。

通过一个绿灯段是否能够通过、等候人车数量与待行人车数量之间的比例关系、可容纳人车数量在一个绿灯段是否能够通过等多维度的逻辑判断禁行方向是否拥堵，提高拥堵判断的合理性。

所述通行方向至下一交通灯拥堵通过待容纳人车数量是否大于零判断，大于零时不拥堵，否则拥堵。

当通行方向至下一交通灯无法容纳人车时，判定为拥堵，通行方向通行人车无处容纳，故不再通行。

另外，所述通行方向和禁行方向均包括正向方向和逆向方向，禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量的正向方向和逆向方向分别分析。

即禁行方向拥堵的判断时，需要判断正向方向和逆向方向，只有在正向方向和逆向方向均拥堵时，才会判断为拥堵。

实施例2

如图2所示，本发明所述的交通灯控制系统，包括交通灯、摄像设备和控制终端，

摄像设备，用于获取禁行方向、通行方向、通行方向至下一交通灯、禁行方向至下一交通灯的视频；

控制终端，用于根据实施例1所述的交通灯控制方法控制交通灯。

控制终端通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时控制交通灯转换禁行方向和通行方向；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。

实施例3

本发明所述的交通灯，包括红灯和绿灯，所述红灯和绿灯通根据实施例1所述的交通灯控制方法控制。

交通灯通过禁行方向的等候人车数量、通行方向的待行人车数量、待容纳人车数量以及可容纳人车数量之间的关系，判断是否存在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵的情况，在禁行方向拥堵或通行方向至下一交通灯拥堵时转换禁行方向和通行方向的绿灯和红灯；达到拥堵时段的交通合理疏通，不至于拥堵时间太长，有效地缓解城市交通拥堵，尤其是高峰时段的交通拥堵。