一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯

技术领域

本发明涉及交通信号灯领域，具体为一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯。

背景技术

目前的交通灯一般采用定时控制，但这种方式的实时性差，当人行道上没有人或车行道上没有车时，车辆或行人也要等待红灯切换为绿灯后才能通行，且部分路口的人行道只有斑马线而无交通灯，当有行人过马路时车辆需停车等待，或者行人在车辆通过的间隙快速通过，存在一定的交通安全隐患；

因此亟需一种可参考行人意愿，根据实时人流量和车流量调整红绿灯时长的交通灯，在保证交通安全的同时，减少行人和车辆等待时间，从而改善交通管理质量；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明中，通过红绿灯动态识别行人和车辆，智能决策单元对车辆行驶速度进行分析，保证机动车道在进行转变时车辆具有充足的时长进行刹车，保证车辆与过马路的行人的安全性，对车辆数量进行分析，通过延时转变为绿灯的操作保证车辆通行时间，防止道路堵塞，同时对人行道绿灯的出现频次进行控制，避免行人频繁使用通行按钮，提高机动车道行车效率，保证在行人较少时的车辆通过效率、车辆较少时的行人通过效率，避免传动定时制红绿灯存在绿灯时长浪费，通行效率低的问题，同时也使得该红绿灯能够应用于行人数量稀少的路口，避免了行人在车辆间隙中穿行，而决策核对单元获得绿灯期间人行道的通行人数和机动车道的车辆积压数量，通过决策核对单元的分析进一步调整该时间段的人行道的绿灯时长，使得不同时间段具有不同的红绿灯时长，保证红绿灯能够更加符合实际的通行情况，提高通过效率，解决定时制红绿灯实时性差，通行效率低以及部分人流量小的路口未设置红绿灯存在安全隐患的问题，而提出一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯，包括灯杆，所述灯杆顶部固定安装有红绿灯，所述灯杆中部嵌设有通行按钮，所述灯杆内部安装有红绿灯决策系统；

所述红绿灯决策系统包括有采集输入单元、智能决策单元、决策储存单元、控制单元和决策核对单元，所述采集输入单元用于获取到位于人行道口的进行等待行人数量以及位于机动车道一个统计距离内的车辆数量、车辆当前行驶速度，所述采集输入单元还能够通过通行按钮获得行人的通行请求信号，并将进行等待的行人数量、车辆数量、车辆当前行驶速度和行人的通行请求信号实时发送至智能决策单元；

所述智能决策单元收到行人的通行请求信号后，对进行等待的行人数量、车辆数量和车辆当前行驶速度进行分析，根据分析结果生成禁止通行信号或允许通行信号，并将禁止通行信号或允许通行信号同时发送至控制单元和决策储存单元；

所述控制单元收到允许通行信号后，对红绿灯进行控制调节，控制人行道绿灯，控制机动车道变更为红灯，所述控制单元收到禁止通行信号后，保持机动车道通行绿灯不变；

所述决策储存单元用于储存智能决策单元生成的允许通行信号，同时将最近一次所储存允许通行信号的时间发送至智能决策单元；

所述决策核对单元用于从控制单元中获取允许通行信号，在允许通行信号开始执行后，决策核对单元通过采集输入单元获取到行人通行情况，并将行人通行信号和行人通行情况进行对比核对，根据核对情况生成决策学习信号，并将决策学习信号发送至智能决策单元，智能决策单元根据决策学习信号进行决策学习优化。

作为本发明的一种优选实施方式，所述智能决策单元在接收到行人的通行请求信号后，从决策储存单元中获取最近一次行人通行信号的时间，并将该次生成行人的通行请求信号的时间与最近一次行人通行信号的时间进行计算求出时间差t，若该时间差t大于预设的时间差阈值t

作为本发明的一种优选实施方式，所述智能决策单元在生成禁止通行信号后，所述智能决策单元将禁止通行信号发送至控制单元，控制单元收到禁止通行信号后保持红绿灯状态不变，即仍然维持机动车道绿灯、人行道红灯，所述智能决策单元在生成禁止通行信号后，计算时间差t与预设的时间差阈值t

作为本发明的一种优选实施方式，所述智能决策单元生成允许通行信号后，对行人数量进行统计，并将行人数量与预设的行人数量档位进行对比，获取行人数量档位，再根据行人数量档位获取对应的人数档位通行时间，所述人数档位通行时间为预设值，所述智能决策单元将人数档位通行时间记录为人行道绿灯持续时间；

所述智能决策单元对车辆当前行驶速度和车辆数量进行分析，获取当前位于统计距离内的所有车辆中的最高车辆速度，并将最高车辆速度与预设的速度阈值进行对比，若该最高车辆速度大于等于预设的速度阈值，则生成绿灯延迟信号，若该最高车辆速度小于预设的速度阈值，则生成绿灯转变信号，所述智能决策单元获取车辆数量，并将车辆数量与预设的车辆数量进行对比，若车辆数量大于等于预设的车辆数量，则生成绿灯延迟信号，若车辆数量小于预设的车辆数量，则生成绿灯转变信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述智能决策单元在生成绿灯转变信号或绿灯延迟信号后，将绿灯转变信号或绿灯延迟信号发送至控制单元，控制单元收到绿灯延迟信号后，在延迟时间T后控制红绿灯进行绿灯转变动作，控制单元在收到绿灯转变信号后，控制红绿灯直接进行绿灯转变动作，其中红绿灯在进行绿灯转变动作时，将机动车道的绿灯进行3秒钟的绿灯闪烁，再进行3秒钟的黄灯显示，随后转变为红灯，然后立刻将人行道的红灯转变为绿灯，人行道的绿灯持续时间为预设的时间T。

作为本发明的一种优选实施方式，所述决策核对单元在人行道转变为绿灯后，通过采集输入单元获取到在人行道绿灯持续期间人行道上的通行人数N，以及机动车道在红灯期间车辆积压数量M，并将此次采集的时间所处的时间段进行记录，所述决策核对单元将通行人数N与预设的通行人数阈值N

若通行人数N大于等于预设的通行人数阈值N

若通行人数N小于预设的通行人数阈值N

所述决策核对单元将绿灯频次增加信号、绿灯延长信号和绿灯缩短信号发送至智能决策单元，智能决策单元对每天该时间段的红绿灯决策作出调整，所述智能决策单元收到绿灯频次增加信号时，缩小时间差阈值t

该动态识别及智能调整的人行道交通信号灯的控制方法，包括以下步骤：

一：行人按压通行按钮，采集输入单元生成行人通行请求信号，并将行人通行请求信号发送至智能决策单元；

二：智能决策单元对此次通行请求信号与最近一次行人通行信号的时间差进行判断，并根据判断结果生成禁止通行信号或允许通行信号；

三：生成允许通行信号后，根据人行道上等待的行人数量、机动车道的车辆数量、车辆行驶速度进行判断，并根据判断结果生成绿灯转变信号和绿灯延迟信号；生成禁止通行信号后，根据通行请求信号与行人通行信号的时间差t与预设的时间差阈值t

四：人行道上的红绿灯转变为绿灯后，决策核对单元对人行道的行人通行情况和车辆积压数量进行分析，并对当前时间段的绿灯时间作出调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，行人通过路口时主动按压通行按钮，再结合红绿灯动态识别行人和车辆，使得智能决策单元能够根据行人数量、车辆数量和红绿灯转变频次来决定当前红绿灯显示情况，保证在行人较少时的车辆通过效率、车辆较少时的行人通过效率，避免传动定时制红绿灯存在绿灯时长浪费，通行效率低的问题，同时使得该红绿灯能够应用于行人数量稀少的路口，避免了行人在车辆间隙中穿行。

本发明中，智能决策单元对车辆行驶速度进行分析，保证机动车道在进行转变时车辆具有充足的时长进行刹车，保证车辆与过马路的行人的安全性，对车辆数量进行分析，通过延时转变为绿灯的操作保证车辆通行时间，防止道路堵塞，同时对人行道绿灯的出现频次进行控制，避免行人频繁使用通行按钮，保证机动车道行车效率。

本发明中，决策核对单元获得绿灯期间人行道的通行人数和机动车道的车辆积压数量，通过决策核对单元的分析进一步调整该时间段的人行道的绿灯时长，使得不同时间段具有不同的红绿灯时长，保证红绿灯能够更加符合实际的通行情况，提高通过效率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图；

图2为本发明的系统流程图；

图3为本发明的红绿灯结构示意图。

图中：1、灯杆；2、红绿灯；3、通行按钮。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1－图3所示，一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯，包括灯杆1，灯杆1顶部固定安装有红绿灯2，灯杆1中部嵌设有通行按钮3，灯杆1内部安装有红绿灯决策系统；

红绿灯决策系统包括有采集输入单元、智能决策单元、决策储存单元、控制单元和决策核对单元，采集输入单元用于获取到位于人行道口的进行等待行人数量以及位于机动车道一个统计距离内的车辆数量、车辆当前行驶速度，采集输入单元还能够通过通行按钮3获得行人的通行请求信号，并将进行等待的行人数量、车辆数量、车辆当前行驶速度和行人的通行请求信号实时发送至智能决策单元；

智能决策单元在接收到行人的通行请求信号后，从决策储存单元中获取最近一次行人通行信号的时间，并将该次生成行人的通行请求信号的时间与最近一次行人通行信号的时间进行计算求出时间差t，若该时间差t大于预设的时间差阈值t

智能决策单元对车辆当前行驶速度和车辆数量进行分析，获取当前位于统计距离内的所有车辆中的最高车辆速度，并将最高车辆速度与预设的速度阈值进行对比，若该最高车辆速度大于等于预设的速度阈值，则生成绿灯延迟信号，若该最高车辆速度小于预设的速度阈值，则生成绿灯转变信号，智能决策单元获取车辆数量，并将车辆数量与预设的车辆数量进行对比，若车辆数量大于等于预设的车辆数量，则生成绿灯延迟信号，若车辆数量小于预设的车辆数量，则生成绿灯转变信号，智能决策单元在生成绿灯转变信号或绿灯延迟信号后，将绿灯转变信号或绿灯延迟信号发送至控制单元，控制单元收到绿灯延迟信号后，在延迟时间T后控制红绿灯2进行绿灯转变动作，控制单元在收到绿灯转变信号后，控制红绿灯2直接进行绿灯转变动作，其中红绿灯2在进行绿灯转变动作时，将机动车道的绿灯进行3秒钟的绿灯闪烁，再进行3秒钟的黄灯显示，随后转变为红灯，然后立刻将人行道的红灯转变为绿灯。

控制单元收到允许通行信号后，对红绿灯进行控制调节，控制人行道绿灯，控制机动车道变更为红灯，控制单元收到禁止通行信号后，智能决策单元将禁止通行信号发送至控制单元，控制单元收到禁止通行信号后保持红绿灯状态不变，即仍然维持机动车道绿灯、人行道红灯，同时智能决策单元在生成禁止通行信号后，计算时间差t与预设的时间差阈值t

决策储存单元用于储存智能决策单元生成的允许通行信号，同时将最近一次所储存允许通行信号的时间发送至智能决策单元。

实施例二

请参阅图1－图3所示，决策核对单元用于从控制单元中获取允许通行信号，在允许通行信号开始执行后，决策核对单元通过采集输入单元获取到行人通行情况，并将行人通行信号和行人通行情况进行对比核对，根据核对情况生成决策学习信号，并将决策学习信号发送至智能决策单元，智能决策单元根据决策学习信号进行决策学习优化，决策核对单元在人行道转变为绿灯后，通过采集输入单元获取到在人行道绿灯持续期间人行道上的通行人数N，以及机动车道在红灯期间车辆积压数量M，并将此次采集的时间所处的时间段进行记录，决策核对单元将通行人数N与预设的通行人数阈值N

由于每天不同时段具有不同的交通流量情况，因此行人或车辆通过路口的速度会存在不同，为使得红绿灯所持续的时间能够更好地贴合实际通行情况，智能决策单元对每天该时间段的红绿灯决策作出调整，智能决策单元收到绿灯频次增加信号时，缩小时间差阈值t

实施例三

请参阅图1－图3所示，一种动态识别及智能调整的人行道交通信号灯的控制方法，包括以下步骤：

一：行人按压通行按钮3，采集输入单元生成行人通行请求信号，并将行人通行请求信号发送至智能决策单元；

二：智能决策单元对此次通行请求信号与最近一次行人通行信号的时间差进行判断，并根据判断结果生成禁止通行信号或允许通行信号；

三：生成允许通行信号后，根据人行道上等待的行人数量、机动车道的车辆数量、车辆行驶速度进行判断，并根据判断结果生成绿灯转变信号和绿灯延迟信号；生成禁止通行信号后，根据通行请求信号与行人通行信号的时间差t与预设的时间差阈值t

四：人行道上的红绿灯转变为绿灯后，决策核对单元对人行道的行人通行情况和车辆积压数量进行分析，并对当前时间段的绿灯时间作出调整。

本发明中，行人通过路口时主动按压通行按钮，再结合红绿灯动态识别行人和车辆，智能决策单元对车辆行驶速度进行分析，保证机动车道在进行转变时车辆具有充足的时长进行刹车，保证车辆与过马路的行人的安全性，对车辆数量进行分析，通过延时转变为绿灯的操作保证车辆通行时间，防止道路堵塞，同时对人行道绿灯的出现频次进行控制，避免行人频繁使用通行按钮，提高机动车道行车效率，保证在行人较少时的车辆通过效率、车辆较少时的行人通过效率，避免传动定时制红绿灯存在绿灯时长浪费，通行效率低的问题，同时由于红绿灯能够根据实际情况智能变化，不会出现设置红绿灯导致车辆通行缓慢人行道无行人导致绿灯时长空置浪费的问题，使得行人稀少的路口也能够设置红绿灯，避免了行人在车辆间隙中穿行，而决策核对单元获得绿灯期间人行道的通行人数和机动车道的车辆积压数量，通过决策核对单元的分析进一步调整该时间段的人行道的绿灯时长，使得不同时间段具有不同的红绿灯时长，保证红绿灯能够更加符合实际的通行情况，提高通过效率。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。