[發明專利]交通智能引導系統及引導方法

有效

• 申請號: 201811051723.9
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109147363B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 馬芳武;王卓君;梁鴻宇;陳實現;蒲永鋒
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G08G1/095
• 分類號: G08G1/095;G08G1/08;G08G1/04;E01F9/615;E01F9/582
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 唐盼

1.一種交通智能引導系統，包括視頻采集設備、與視頻采集設備連接的視頻分析判斷設備、與視頻分析判斷設備連接的第一無線信號傳輸設備、用于控制激光燈的激光燈控制器、用于控制信號燈的信號燈控制器、與激光燈控制器和信號燈控制器連接的第二無線信號傳輸設備、與激光燈控制器連接布置在斑馬線單側或雙側的激光燈組、與信號燈控制器連接的信號燈，其特征在于：還包括與激光燈控制器連接布置在信號燈下方的警示激光燈、交警隨身攜帶的報警設備、安裝在不同地區交警隊的視頻監控設備；

其中，所述視頻采集設備布置在信號燈或警示激光燈的頂部，用于實時采集通過視頻采集設備處車輛的視頻信息，并將采集的數據發送給視頻分析判斷設備及視頻監控設備，便于視頻分析判斷設備進行判斷，視頻監控設備進行存儲和調取信息；

所述視頻分析判斷設備包括信息提取模塊、計算模塊、記憶模塊、比較模塊；所述信息提取模塊與視頻采集設備連接，用于提取通過視頻采集設備處的車輛數目N，并將車輛數目N傳至計算模塊中；

所述計算模塊，用于根據公式q1＝N/t₀計算出實時車流量，將實時車流信息發送到比較模塊中；公式中q1為實時車流量，N為車輛數目，t₀為信號燈綠燈時間；同時計算模塊還用于計算上一時段車流量q0與實時車流量q1之間的差值，即q0-q1，隨后將計算結果傳至比較模塊；

所述記憶模塊，用于存儲實時信號燈綠燈時間以及上一時段車流量q0，實時傳送數據至計算模塊中，便于計算模塊計算；

所述比較模塊包括交通壓力識別模塊和路段異常判斷模塊，所述交通壓力識別模塊根據預設車流量Q₁、Q₂值數目的不同分為幾個區段，交通壓力識別模塊內設置有在道路條件下最短綠燈時間，即t_min；交通壓力識別模塊用于將實時車流量q1與預設車流量Q₁、Q₂進行比較，判斷實時車流量q1所在區段，并根據實時車流量所在區段傳輸不同信號至第一無線信號傳輸設備，通過第二無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給上游的信號燈控制器以及激光燈控制器，同時將實時車流量傳至記憶模塊中，用于下一次的比較分析；

若q1大于Q₂，則該處路段處于擁堵狀態，視頻分析判斷設備通過第一無線信號傳輸設備將判斷結果傳遞至上游的第二無線信號傳輸設備，上游的第二無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給該處的信號燈控制器以及激光燈控制器；所述信號燈控制器接收到信號后，控制信號燈紅燈時間延長t₂，相應綠燈時間t₀縮短t₂，從而對即將進入該路段的車輛數目進行控制；所述激光燈控制器接收到信號后，控制斑馬線單側或兩側的激光燈組全部開啟，激光燈組發射時長同時增加t₂，激光燈發射紅色激光，示意行人可通行，同時提醒上游車輛前方路段交通擁堵可及時改道；

綠燈縮短時間

即下一時刻上游信號燈綠燈時長

若q1小于Q₂大于Q₁，則該處路段處于緊張狀態，視頻分析判斷設備將判斷結果傳遞至該處第一無線信號傳輸設備，第一無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給上游第二無線信號傳輸設備，上游第二無線信號傳輸設備將結果傳遞至該處的信號燈控制器和激光燈控制器；所述信號燈控制器接收到信號后控制信號燈紅燈時間延長t₁，相應綠燈時間縮短t₁，從而對即將進入該路段的車輛數目進行控制；所述激光燈控制器接收到信號后，控制斑馬線單側或兩側的激光燈組每兩個開啟一個，即開啟數目為總數目1/2，激光燈組發射時長同時增加t₁，激光燈組發射紅色激光，示意行人可通行，并且提醒上游車輛前方路段交通緊張，可選擇改道或按原計劃行駛；

綠燈縮短時間

即下一時刻上游信號燈綠燈時長

若q1小于Q₁，則該處路段處于暢通狀態，視頻分析判斷設備將判斷結果傳遞至該處第一無線信號傳輸設備，該處第一無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給上游第二無線信號傳輸設備，上游第二無線信號傳輸設備將結果傳遞至信號燈控制器和激光燈控制器，信號燈紅燈時間不變，所述激光燈控制器控制斑馬線單側或兩側的激光燈每三個開啟一個，即開啟數目為總數目1/3，示意行人可通行，示意車輛前方道路順暢；

所述路段異常判斷模塊內部設有固定閾值Q₀，用于將上一時段車流量q0與實時車流量q1之間差值與固定閾值Q₀進行比較，若q0-q1≥Q₀，即認為該處路段出現異常，此時視頻分析判斷設備將信號傳至該處的第一無線信號傳輸設備，第一無線信號傳輸設備將該信號傳至交警隨身攜帶的報警設備，反之則不進行信號傳遞；交警通過報警設備得知該處路段出現異常后，通過視頻監控設備調取所監管的所有視頻采集設備所采集的信息，判斷路段中是否有汽車出現事故或故障；

若交警判斷該處路段出現車輛事故或故障，則發射無線信號給上游的第二無線信號傳輸設備，上游的第二無線信號傳輸設備將信號傳遞給信號燈控制器和激光燈控制器；所述激光燈控制器控制警示激光燈開啟，警示激光燈發射藍色激光，提醒上游車輛避免駛入該處路段，避免交通堵塞；所述信號燈控制器控制信號燈紅燈時間延長t₃，相應綠燈時間縮短t₃；

所述激光燈控制器，用于根據下游視頻分析判斷設備發送的信號，控制激光燈組、警示激光燈發光，同時對激光燈組的發射密度、發射時間長度設定予以調整，通過控制激光燈組的發射密度，使激光燈組發出的光束深淺程度不同；

所述信號燈控制器，接收下游視頻分析判斷設備的信號，根據接收到的信號對信號燈綠燈時間設定、紅燈時間設定予以調整；

所述激光燈組，由多個激光燈構成，安裝在地面上，用于發射紅色激光束，激光燈組根據激光燈控制器發送的不同信號，發射不同密度和時長的激光束，形成激光墻，示意行人；

所述警示激光燈，用于在汽車出現事故或故障時發射藍色激光束，提醒上游車輛；

所述報警裝置，用于提醒交警其所負責的路段出現異常情況，便于交警及時調取所負責的路段的視頻內容進行判斷，及時趕到事故現場；

所述視頻監控設備，分別與交警隊負責區段的視頻采集設備連接，用于存儲視頻采集設備采集的信息；交警通過視頻監控設備確定哪個路段出現車輛事故或故障，將故障信號通過第一無線信號傳輸設備傳輸給上游的第二無線信號傳輸設備。

2.一種交通智能引導系統的引導方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟S1、視頻采集設備采集通過視頻采集設備處車輛的視頻信息，將采集的數據發送給視頻分析判斷設備及視頻監控設備；

步驟S2、視頻分析判斷設備中的信息提取模塊提取通過視頻采集設備處的車輛數目N，并將車輛數目N傳至計算模塊中；

步驟S3、計算模塊根據公式q1＝N/t₀計算出實時車流量，將實時車流信息發送到比較模塊中；公式中q1為實時車流量，N為車輛數目，t₀為信號燈綠燈時間；同時計算模塊還計算上一時段車流量q0與實時車流量q1之間的差值，即q0-q1，同樣將計算結果傳至比較模塊；

步驟S4、比較模塊中的交通壓力識別模塊將實時車流量q1與預設車流量Q₁、Q₂進行比較，判斷實時車流量q1所在區段，并根據實時車流量所在區段傳輸不同信號至第一無線信號傳輸設備，通過第二無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給該處的信號燈控制器以及激光燈控制器；

若q1大于Q₂，則該處路段處于擁堵狀態，視頻分析判斷設備通過第一無線信號傳輸設備將判斷結果傳遞至給上游的第二無線信號傳輸設備，上游的第二無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給該處的信號燈控制器以及激光燈控制器；所述信號燈控制器接收到信號后，控制信號燈紅燈時間延長t₂，相應綠燈時間t₀縮短t₂，從而對即將進入該路段的車輛數目進行控制；所述激光燈控制器接收到信號后；控制斑馬線單側或兩側的激光燈組全部開啟，激光燈組發射時長同時增加t₂，激光燈發射紅色激光，示意行人可通行，同時提醒上游車輛前方路段交通擁堵可及時改道；

綠燈縮短時間

即下一時刻上游信號燈綠燈時長

公式中，t_min為交通壓力識別模塊內設置的在道路條件下最短綠燈時間；Q₁、Q₂為預設車流量，Q₁小于Q₂，t₀為該道路原綠燈時長，N為車輛數目；

若q1小于Q₂大于Q₁，則該處路段處于緊張狀態，視頻分析判斷設備將判斷結果傳遞至該處第一無線信號傳輸設備，第一無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給上游第二無線信號傳輸設備，上游第二無線信號傳輸設備將結果傳遞至該處的信號燈控制器和激光燈控制器；所述信號燈控制器接收到信號后控制信號燈紅燈時間延長t₁，相應綠燈時間縮短t₁，從而對即將進入該路段的車輛數目進行控制；所述激光燈控制器接收到信號后，控制斑馬線單側或兩側的激光燈組每兩個開啟一個，即開啟數目為總數目1/2，激光燈組發射時長同時增加t₁，激光燈組發射紅色激光，示意行人可通行，并且提醒上游車輛前方路段交通緊張，可選擇改道或按原計劃行駛；

綠燈縮短時間

即下一時刻上游信號燈綠燈時長

公式中，t_min為交通壓力識別模塊內設置的在該道路條件下最短綠燈時間；Q₁、Q₂為預設車流量，Q₁小于Q₂，t₀為該道路原綠燈時長，N為車輛數目；

若q1小于等于Q₁，則該處路段處于暢通狀態，視頻分析判斷設備將判斷結果傳遞至該處第一無線信號傳輸設備，該處第一無線信號傳輸設備將發射信號傳遞給上游第二無線信號傳輸設備，上游第二無線信號傳輸設備將結果傳遞至信號燈控制器和激光燈控制器，信號燈紅燈時間不變，所述激光燈控制器控制斑馬線單側或兩側的激光燈每三個開啟一個，即開啟數目為總數目1/3，示意行人可通行，示意車輛前方道路順暢；

步驟S5、比較模塊中的路段異常判斷模塊將上一時段車流量q0與實時車流量q1之間差值與路段異常判斷模塊內部設置的固定閾值Q₀進行比較；

若q0-q1≥Q₀，即認為該處路段出現異常，此時視頻分析判斷設備將信號傳至該處的第一無線信號傳輸設備，第一無線信號傳輸設備將該信號傳至交警隨身攜帶的報警設備，反之則不進行信號傳遞；

步驟S6、交警通過報警設備得知該處路段出現異常后，通過視頻監控設備調取所監管的所有視頻采集設備所采集的信息，判斷路段中是否有汽車出現事故或故障；

若交警判斷該處路段出現車輛事故或故障，則發射無線信號給該處路段上游的第二無線信號傳輸設備，上游的第二無線信號傳輸設備將信號傳遞給信號燈控制器和激光燈控制器；所述激光燈控制器控制警示激光燈組開啟，警示激光燈組發射藍色激光，提醒上游車輛避免駛入該處路段，避免交通堵塞；所述信號燈控制器控制信號燈紅燈時間延長t₃，相應綠燈時間縮短t₃；

公式中，t_min為交通壓力識別模塊內設置的在該道路條件下最短綠燈時間；Q₀為路段異常判斷模塊內部設置的固定閾值，t₀為該道路原綠燈時長，N為車輛數目；q₀為上一時段該道路車流量；

步驟S7、交警及時趕到事故現場進行交通指揮。