基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的製作方法
2023-06-08 03:28:56 1
專利名稱：基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交通管理設備技術領域，特別涉及基於交通流量採集的交通管理設備技術領域，具體是指一種基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統。
背景技術：
隨著城市交通擁擠的不斷加劇，僅僅依靠修路已經不能解決城市的擁堵問題，越來越多的城市開始寄希望於採用高科技手段的智能交通系統來幫助緩解交通擁擠，保障交通安全。用於交通信號機自動控制的智能交通系統能較好地實現路口信號機的自動控制， 但由於所屬行業和建設時期不同，這些智能交通系統大多處於相對獨立運作的狀態，各子系統之間缺少信息的互聯互通，形成了一個個的信息孤島，所採集的信息沒有發揮其應有的功用，造成了大量的浪費。為了解決這個問題，越來越多的城市開始關注智能交通系統間的信息共享和聯動，從而加強各類信息的互聯互通和利用率，使這些信息更好的為城市交通服務。交通流量具有連續運動的特點，當一個交叉路口的各個方向交通流的隨機變化很大，特別是現代城市中突發事件比較多，無法預計交通流變化規律時，不可避免地出現了控制效率低下的結果。為了解決這個問題，人們發明了基於圖像檢測、線圈檢測等感應方式的交通信號機，以求準確地檢測出交叉路口各個方向的交通流情況，對信號機進行智能化的控制。智能聯網型信號機在城市已經較為普及，如澳大利亞的SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)區域自適應交通信號控制系統、英國的 SCOOT(Split-Cycle-Offset Optimization Technique)實時自適應交通信號控制系統、青島海信推出的HSC-100道路交通信號控制機以及上海寶康電子控制工程有限公司推出的 GBS-2100系列智能交通信號控制系統等等，均能夠與中心主機聯網，接受中心的指令，與中心進行數據和信息交換；均可通過車輛檢測器實時優化配時控制。以SC00T系統為例，它對路網上各交叉口信號配時方案的檢驗和調整，每秒鐘都在進行，所以能對路網上交通狀況的任何一種變化趨勢做出迅速的反應。目前國內外交通信號控制系統中用於交通量檢測的主要技術是基於電磁感應的環形線圈式車輛檢測技術，但是它具有以下明顯缺點1.檢測參數比較少，檢測準確度很低；2.切割線圈對路面造成破壞，且容易損毀。上述缺點導致對信號機進行自動控制時存在巨大的風險，在交通參數檢測的準確度和實時性不高的情況下，信號機所採取的自動調整措施有可能是錯誤的，起不到疏堵保暢的作用，甚至會導致人為的交通擁堵。
實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種利用視頻流量採集，有效保證檢測的準確度，並避免埋設線圈對路面的損壞，同時實時性更好、應用方式更方便、成本較為低廉，且應用範圍廣泛的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統。為了實現上述的目的，本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統具有如下構成該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其包括信號控制子系統和路口視頻流量採集子系統，所述的信號控制子系統包括信號主控單元和多個聯網信號機，所述的多個聯網信號機設置於路口位置並連接所述的信號主控單元，所述的視頻流量採集子系統包括多個攝像機和交通參數提取單元，所述的多個攝像機設置於各路口位置，並均連接所述的交通參數提取單元，所述的交通參數提取單元還連接所述的信號主控單元。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的信號主控單元包括信號控制中心伺服器、信號控制網絡伺服器和多個信號控制區域伺服器，所述的信號控制中心伺服器分別連接所述的信號控制網絡伺服器和所述的各信號控制區域伺服器，所述的信號控制網絡伺服器也分別連接所述的各信號控制區域伺服器，所述的單個信號控制區域伺服器連接設置於同一路口的多個聯網信號機，所述的信號控制中心伺服器還連接所述的視頻流量採集子系統的交通參數提取單元。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的信號控制中心伺服器為信號機相位生成伺服器，所述的信號機相位生成伺服器包括相位生成處理器、交通參數接收端和控制相位輸出端，所述的相位生成伺服器通過所述的交通參數接收端連接所述的交通參數提取單元，所述的相位生成伺服器通過所述的控制相位輸出端分別連接所述的信號控制網絡伺服器以及各信號控制區域伺服器。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的交通參數提取單元包括交通參數提取伺服器和交通參數資料庫伺服器，所述的參數提取伺服器連接於所述的各攝像機和所述的交通參數資料庫伺服器之間，所述的交通參數資料庫伺服器還連接所述的信號主控單元。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的視頻流量採集子系統中還包括監視器，所述的監視器與各個所述的攝像機均相連接。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的監視器還連接所述的信號主控單元的信號控制網絡伺服器。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的攝像機具有視頻信號輸出端，所述的監視器及交通參數提取伺服器均連接於所述的各攝像機的視頻信號輸出端。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的每個攝像機均設置於各自所屬的路口的對應方向的行車道上。該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中，所述的攝像機設置於其所對應的確定方向的行車道上距前方道口停車線50米(推薦值)的位置上。採用了該實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，由於其包括信號控制子系統和路口視頻流量採集子系統，所述的信號控制子系統包括信號主控單元和多個聯網信號機，所述的多個聯網信號機設置於路口位置並連接所述的信號主控單元，所述的視頻流量採集子系統包括多個攝像機和交通參數提取單元，所述的多個攝像機設置於各路口位置，並均連接所述的交通參數提取單元，所述的交通參數提取單元還連接所述的
4信號主控單元，使得其交通參數提取單元能獲取更為準確、實時的交通參數數據，系統中的信號主控單元能夠實時從交通參數提取單元獲得其從視頻中提取的車流和交通事件信息， 並進一步基於上述的信息對信號機進行控制，以此實現實時、便捷、準確的信號機控制，從而達到更好的疏堵保暢的效果，同時本實用新型的系統能有效避免埋設線圈對路面的損壞。且本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的結構簡單，應用方式簡便，控制可靠性較高。
圖1為本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的結構示意圖。圖2為本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中攝像機安裝位置示意圖。圖3為利用本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的疏堵保暢控制方法中交通參數轉換算法Xl的步驟流程圖。圖4為利用本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的疏堵保暢控制方法中智能信號機控制算法X2的步驟流程圖。圖5為本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的架構示意圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。請參閱圖1所示，為本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統的結構示意圖。在一種實施方式中，該基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統包括信號控制子系統和路口視頻流量採集子系統，所述的信號控制子系統包括信號主控單元和多個聯網信號機，所述的多個聯網信號機設置於路口位置並連接所述的信號主控單元，所述的視頻流量採集子系統包括多個攝像機和交通參數提取單元，所述的多個攝像機設置於各路口位置，並均連接所述的交通參數提取單元，所述的交通參數提取單元還連接所述的信號主控單元。其中，所述的信號主控單元包括信號控制中心伺服器、信號控制網絡伺服器和多個信號控制區域伺服器，所述的信號控制中心伺服器分別連接所述的信號控制網絡伺服器和所述的各信號控制區域伺服器，所述的信號控制網絡伺服器也分別連接所述的各信號控制區域伺服器，所述的單個信號控制區域伺服器連接設置於同一路口的多個聯網信號機，所述的信號控制中心伺服器還連接所述的視頻流量採集子系統的交通參數提取單元，所述的交通參數提取單元完全可以僅通過硬體系統來實現相應的功能。在一種較優選的實施方式中，所述的信號控制中心伺服器為信號機相位生成伺服器，所述的信號機相位生成伺服器包括相位生成處理器、交通參數接收端和控制相位輸出端，所述的相位生成伺服器通過所述的交通參數接收端連接所述的交通參數提取單元，所述的相位生成伺服器通過所述的控制相位輸出端分別連接所述的信號控制網絡伺服器以及各信號控制區域伺服器。[0028]在一種進一步優選的實施方式中，所述的交通參數提取單元包括交通參數提取伺服器和交通參數資料庫伺服器，所述的參數提取伺服器連接於所述的各攝像機和所述的交通參數資料庫伺服器之間，所述的交通參數資料庫伺服器還連接所述的信號主控單元。在一種更進一步優選的實施方式中，所述的視頻流量採集子系統中還包括監視器，所述的監視器與各個所述的攝像機及所述的信號主控單元的信號控制網絡伺服器均相連接。所述的攝像機具有視頻信號輸出端，所述的監視器及交通參數提取伺服器均連接於所述的各攝像機的視頻信號輸出端。在更優選的實施方式中，所述的每個攝像機均設置於各自所屬的路口的對應方向的行車道上，並設置於其所對應的確定方向的行車道上距前方道口停車線50米(推薦值) 的位置上。在實際應用中，如圖1所示，本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統由兩大子系統組成視頻流量採集系統AO和交通信號控制系統SO。視頻流量採集系統AO:用於採集交通流量信息，為交通信號控制提供數據依據， 它包括下列模塊視頻採集設備Al 用於採集車流量視頻的攝像設備，並將視頻發送到交通參數提取設備A2和監視器A3。交通參數提取設備A2 用於接收來自視頻採集設備Al的視頻信號，對視頻中的車流和交通事件進行實時檢測，並運用交通參數轉換算法Xl對交通參數進行轉換，最終將轉換結果發送給交通參數資料庫A4。監視器A3 多臺，用於接收來自視頻採集設備的視頻信號，用於實時監控和路況確認。交通參數資料庫A4 用於接收來自於交通參數提取設備A2的交通參數數據並進行存儲。交通信號控制系統S0，用於根據實時交通參數數據對信號機前端設備S3進行實時控制，以達到疏堵保暢的效果，交通信號控制系統SO包括下列模塊信號控制中心伺服器Sl 用於對整個系統中的信號機前端設備S3進行統一的協調控制與監控，它能夠從交通參數資料庫A4中獲取各個路段的交通參數數據，然後應用智能信號機控制算法X2，對擁堵路段進行自動放行。信號控制區域伺服器S2 用於對一個特定區域的信號機進行區域內協調控制與監控，它在本系統中可以視為一系列轉發伺服器，用於將來自於信號控制中心伺服器Sl的控制命令(實時相位)發送給信號機前端設備S3，由信號機前端設備S3來執行。信號機前端設備S3 包含信號機下位機和信號燈，信號機下位機用於對路口的信號燈進行實時控制，它能夠接收來自於信號控制區域伺服器S2的控制命令(實時相位)，並根據相應命令控制信號燈的變化。信號監控Web伺服器S4 安裝信號機監控軟體，能夠通過信號控制中心伺服器Sl 和信號控制區域伺服器S2來實時監控所有信號機前端設備S3的運行狀態，並能夠取得各個監視器A3的視頻信息，從而對各個信號機前端設備S3進行參數配置和人工控制。本實用新型的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統中的視頻採集設備 Al，如圖2所示，安裝在路口上遊方向的進口約50米(推薦值)遠處。[0043]以下是利用本實用新型實現疏堵保暢的交通信號機控制方法中所利用到的參數周期時間T 信號機相位轉換一周所需的時間，即紅綠黃燈的時間之和，在一個周期內，所有方向的交通流都將得到放行權。最小綠燈時間gmin 即最小綠，對相位的綠燈時間規定的最低限值，其目的是保證交叉路口的行車安全。時間佔有率r :時間佔有率是指在道路的觀測斷面上，車輛佔用的時間累計值與測定時間的比值，即
權利要求1.一種基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的系統包括信號控制子系統和路口視頻流量採集子系統，所述的信號控制子系統包括信號主控單元和多個聯網信號機，所述的多個聯網信號機設置於路口位置並連接所述的信號主控單元，所述的視頻流量採集子系統包括多個攝像機和交通參數提取單元，所述的多個攝像機設置於各路口位置，並均連接所述的交通參數提取單元，所述的交通參數提取單元還連接所述的信號主控單元。
2.根據權利要求1所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的信號主控單元包括信號控制中心伺服器、信號控制網絡伺服器和多個信號控制區域伺服器，所述的信號控制中心伺服器分別連接所述的信號控制網絡伺服器和所述的各信號控制區域伺服器，所述的信號控制網絡伺服器也分別連接所述的各信號控制區域伺服器，所述的單個信號控制區域伺服器連接設置於同一路口的多個聯網信號機，所述的信號控制中心伺服器還連接所述的視頻流量採集子系統的交通參數提取單元。
3.根據權利要求2所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的信號控制中心伺服器為信號機相位生成伺服器，所述的信號機相位生成伺服器包括相位生成處理器、交通參數接收端和控制相位輸出端，所述的相位生成伺服器通過所述的交通參數接收端連接所述的交通參數提取單元，所述的相位生成伺服器通過所述的控制相位輸出端分別連接所述的信號控制網絡伺服器以及各信號控制區域伺服器。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的交通參數提取單元包括交通參數提取伺服器和交通參數資料庫伺服器，所述的參數提取伺服器連接於所述的各攝像機和所述的交通參數資料庫伺服器之間，所述的交通參數資料庫伺服器還連接所述的信號主控單元。
5.根據權利要求4所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的視頻流量採集子系統中還包括監視器，所述的監視器與各個所述的攝像機均相連接。
6.根據權利要求5所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的監視器還連接所述的信號主控單元的信號控制網絡伺服器。
7.根據權利要求5所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的攝像機具有視頻信號輸出端，所述的監視器及交通參數提取伺服器均連接於所述的各攝像機的視頻信號輸出端。
8.根據權利要求4所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的每個攝像機均設置於各自所屬的路口的對應方向的行車道上。
9.根據權利要求8所述的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其特徵在於，所述的攝像機設置於其所對應的確定方向的行車道上距前方道口停車線50米的位置上。
專利摘要本實用新型涉及一種基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，包括信號控制子系統和路口視頻流量採集子系統，信號控制子系統包括信號主控單元和多個聯網信號機，多個聯網信號機設置於路口位置並連接信號主控單元，視頻流量採集子系統包括多個攝像機和交通參數提取單元，多個攝像機設置於各路口位置並均連接交通參數提取單元，交通參數提取單元還連接信號主控單元。採用該種結構的基於視頻流量採集的交通信號機自動控制系統，其交通參數提取單元準確、實時地獲取交通參數數據，信號主控單元實時從交通參數提取單元獲得車流和交通事件信息，並基於上述信息對信號機進行控制，以此實現實時、便捷、準確的信號機控制，達到更好的疏堵保暢的效果。
文檔編號G08G1/08GK202142192SQ201120204879
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者管青, 辛帥, 金森元, 顧志松 申請人:上海寶康電子控制工程有限公司