智能交通控制裝置及控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種智能交通控制裝置和控制方法，包括控制器、驅動器、若干個可發出紅色、綠色和黃色光的LED燈組、若干個數碼管計數器、若干組光電傳感器；各光電傳感器分別與控制器電連接；控制器與驅動器電連接；驅動器分別與LED燈組和數碼管計數器電連接。光電傳感器為漫反射型光電傳感器。本發明專利技術具有能夠根據交通流量的大小實時調整交通信號燈各色燈的信號長度；有效降低交通擁堵，減少總體排隊等待的時間，提高路口通行能力的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及交通管理及控制領域，尤其是涉及一種可根據交通流量的變化，對信號燈進行智能控制的交通控制裝置及控制方法。
技術介紹
隨著我國經濟的高速發展，汽車數量急劇增加，已有的道路遠不能滿足經濟發展的需求，交通狀況日益惡化。尤其是在大城市，交通擁擠阻塞以及由此導致的交通事故的增加，環境污染的加劇，是我國面臨的極其嚴重的“城市病”之一。目前，通常使用智能交通安全預測系統解決交通擁堵問題。但是，通常使用的智能交通安全預測系統還存在以下不足 (I)動態交通需求參數、路阻函數和路段流入流出率函數及其參數必須預先給定不能與實時交通檢測信息接口，不具備實時在線條件； (2)出行路徑只依賴于當前交通狀況信息，不具備真正的預測功能，給出的出行路徑與用戶實際經歷的路徑相去甚遠，不能支持交通誘導和疏導； (3)由于離線的固有缺陷不能與交通緊急事件信息系統接口，缺乏環境適應性和對交通擁堵預警支持； (4)假定路網通行能力為靜態，用若干個孤立的路阻函數間接反映擁擠。實際上，實時路網通行能力隨著交通狀態(流量、密度等)的波動而發生改變，即路網使用過程中的通行能力是動態的，而交通流狀態是動態交通需求與動態通行能力相互作用的結果。近年有學者提出了幾種修正方法，可歸納為兩類 神經網絡法、卡爾曼濾波法和時間序列法及其融合方法等；數據挖掘方法；這兩類方法只適用于局部交通狀態實時參數的估計，不能描述動態路網通行能力與動態交通流的實時動態交互機理，從而亦不能模擬、跟蹤、辯識和預測路網上未來交通狀態的演變模式。盡管可以利用實時交通信息，降低路徑實時出行時間的估計誤差，但顯然不具有網絡化和路徑交叉影響機理，未能克服原模型的缺陷。由以上的分析可知，智能交通理論經過近30年的發展，已經取得了很多的成果，但是無論從理論上，還是從實踐上都還存在著很多有待解決的問題。中國專利授權公開號CN102124505A，授權公開日2011年7月13日公開了一種交通控制系統，包括在交通交叉口處的交通燈的布置；雷達傳感器，雷達傳感器在所述交叉口處安裝從而它的檢測領域和范圍覆蓋到所述交叉口的至少一條通路并且其中所述雷達傳感器適于感測在預定視場和范圍內的車輛的存在；和控制器，控制器被電子處理器操作從而操作所述交通燈以利用根據從所述雷達傳感器輸入的數據形成的信息來調節通過所述交叉口的交通流，雷達傳感器是能夠形成數據的多目標雷達傳感器，根據所述數據，在所述雷達傳感器的檢測領域和范圍內的每一個車輛的位置、速度和行進方向能夠得以推出并且由此在所述領域和范圍內得以跟蹤每一個車輛的運動，并且其中所述電子處理器至少在一定程度上依賴于以下各項來提供用于控制交通燈的操作的輸出在所述領域和范圍內感測的車輛的數目，或者車輛隊列的長度或者在所述領域和范圍內的一個或者多個車輛的行為模式，或其任何組合。該專利技術是一種感應式的交通控制系統。中國專利授權公開號CN1441369A，授權公開日2003年9月10日公開了一種道路交通控制的方法以及與之相適應的裝置設施；通過設置的路載或車載的排陣通行控制裝置，及輔助排陣控制的相關交通標志、標線、隔離等設施，引導指示控制機動車、非機動車各向或若干向的全部或部分車流，在路口路段，按照預設或自動感應調控優化和智能的程序步驟，以至少某一時段多向多車道或多段或多點車流同時排列車陣或逐次輪流排列車陣的控制方式，排列成若干陣型、陣序、陣量、陣速可變的有序陣列。該專利技術可實現多車道無交叉或少交叉的車流連續排陣通行或非連續排陣通行；對減少能耗和尾氣污染等方面有顯著作用。
技術實現思路
本專利技術克服了現有技術中的交通信號燈控制方式為定時控制，造成某些方向綠燈時間浪費而有些方向上車輛延誤嚴重的不足，提供了一種能夠根據交通流量的大小實時調整信號燈的亮燈時間的。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案 一種智能交通控制裝置，包括控制器、驅動器、若干個可發出紅色、綠色和黃色光的LED燈組、若干個數碼管計數器、若干組光電傳感器；各光電傳感器分別與控制器電連接；控制器與驅動器電連接；驅動器分別與LED燈組和數碼管計數器電連接。本專利技術的智能交通控制裝置按照相位轉換順序，在每個相位紅燈結束綠燈亮起之前，根據路口每個方向車道上實時的車輛排隊情況，模糊控制計算出當前相位所需要的綠燈時間，從而降低路口所有相位上的車輛排隊延誤時間，增加路口的通行能力，有效的緩解了交通擁堵問題，提高了交通吞吐能力，具有很好地社會效益和經濟效益。作為優選，光電傳感器為漫反射型光電傳感器。一種智能交通控制裝置的控制方法，包括如下步驟 (O每條車道上方垂直設置2個光電傳感器，分別為第一和第二光電傳感器；第一、第二光電傳感器之間的區域設為排隊區；第一光電傳感器設置在車道的停車線上方，用于檢測駛出排隊區的車輛數；第二光電傳感器設置在遠離停車線一側的車道上方并與停車線之間的距離為20-30米，用于檢測駛入排隊區的車輛數； (2)控制器內預設有車輛檢測模塊、計算模塊、控制模塊、馬爾科夫交通預測模型和綠燈延時的模糊控制規則表； 控制模塊中預設有最小綠燈時間；最小綠燈時間是預設的一個值，按照國際標準，最小綠燈時間不能少于10秒。馬爾科夫交通預測模型先構建基于BP神經網絡的交通流量預測基準求出流量數據的狀態樣本值與模型預測值之間的殘差序列，使用基于聚類思想的SOM神經網絡將其劃分為馬爾科夫鏈的若干殘差狀態，并計算各狀態的加權中心；根據各殘差狀態計算出狀態轉移概率矩陣，然后預測未來狀態，從而得出預測值的狀態，取其加權中心修正計算預測值，最終得到高精度的預測值；同時，保持數據長度不變，不斷補充新數據，及時去掉舊數據，實現實時滾動預測；馬爾科夫預測法主要用于分析隨機事件未來發展變化的趨勢，即利用某一變量的現在狀態和動向去預測該變量未來的狀態及其動向，以預測未來某特定時期可能產生的變化，以便采取相應的對策；這種方法對許多隨機現象能有效地做出預測與決策，尤其是對于某些動態問題，應用此法進行預測的效果顯著；本專利技術正是采用了馬爾科夫的動態性與隨機性。如圖5所示的四交叉口的區域交通路網，首先對采集的數據進行分析，先把目標定在四個路口上，第一交叉口 10到第二交叉口 11，第二交叉口 11到第三交叉口 12，第三交叉口 12到第四交叉口 13，第四交叉口 13到第一交叉口 10，每一次的轉移概率組成轉移概率矩陣，變量在任何階段所占的比例都能通過計算得到，從而掌握馬爾科夫鏈的統計規律，根據如圖6所示四交叉口流量交互模型求出絕對分布，預測短期交通情況。(3)建立綠燈延時的模糊控制模型，當前相位的排隊長度作為所述模糊控制模型的第一個模糊變量1，建立隸屬度賦值表I;下一相位的排隊長度減去當前相位排隊長度得到排隊長度之差D1，D1作為所述模糊控制模型的第二個模糊變量，建立隸屬度賦值表2 ;綠燈延時g作為所述模糊控制模型的第三個模糊變量，建立隸屬度賦值表3 ； (4)設定模糊控制規則表，模糊控制規則表的兩個輸入單個輸出的語言控制策略由49條模糊條件語句構成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能交通控制裝置，其特征是，包括控制器（1）、驅動器（2）、若干個可發出紅色、綠色和黃色光的LED燈組（3）、若干個數碼管計數器（4）、若干組光電傳感器（5）；各光電傳感器分別與控制器電連接；控制器與驅動器電連接；驅動器分別與LED燈組和數碼管計數器電連接。

【技術特征摘要】
1.一種智能交通控制裝置，其特征是，包括控制器(I)、驅動器(2)、若干個可發出紅色、綠色和黃色光的LED燈組(3)、若干個數碼管計數器(4)、若干組光電傳感器(5);各光電傳感器分別與控制器電連接；控制器與驅動器電連接；驅動器分別與LED燈組和數碼管計數器電連接。2.根據權利要求1所述的智能交通控制裝置，其特征是，光電傳感器為漫反射型光電傳感器。3.一種根據權利要求1所述的智能交通控制裝置的控制方法，其特征是，包括如下步驟 (1)每條車道上方垂直設置2個光電傳感器，分別為第一和第二光電傳感器；第一、第二光電傳感器之間的區域設為排隊區；第一光電傳感器設置在車道的停車線上方，用于檢測駛出排隊區的車輛數；第二光電傳感器設置在遠離停車線一側的車道上方并與停車線之間的距離為20-30米，用于檢測駛入排隊區的車輛數； (2)控制器內預設有車輛檢測模塊、計算模塊、控制模塊、馬爾科夫交通預測模型和綠燈延時的模糊控制規則表...

【專利技術屬性】
技術研發人員：包曉安，俞成海，張娜，郭煒杰，葉海榮，趙玲玲，高君，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：