專利名稱：為特種車輛提供優先信號的控制系統和方法
技術領域：
本發明涉及智能交通控制領域，具體涉及一種能夠自動生成特種車輛行經有信號燈的路口時，能將信號燈自動置成綠燈的為特種車輛提供優先信號的交通控制系統及方法。
背景技術：
隨著改革開放的步伐不斷加快，促進了社會的快速發展，城市道路交通壓力也越來越大，雖然道路條件和交通信號設施有了很大改善，但是，行車難的問題仍然是城市道路交通的主要問題。特別是在道路通行能力差的大城市老城區道路，塞車、堵車問題更加嚴重。因此，在出現(如警衛隊、執行特別公務的公務車隊、進行急救的救護車隊等)的特種車輛行經有信號燈控制的路口時，如何保證快速準確地得到放行信號，使得迅速通過路口，并且在該通過路口之后保證交通信號燈恢復正常變燈，減小對正常交通的影響，是交通指揮中心工作的首要任務。現有中國專利文獻CN 1189850 C公開了一種快速生成警衛線路信號燈綠波控制方案的方法，以電子地圖及圖中全部信號燈的編號、對應路口標識點中心坐標、放行相位配置等信息數據庫為基礎，預先在電子地圖上畫出警衛線路后沿線逐步搜索，找到某一新信號燈的標識點后，將其作為入口標識點，再繼續搜索，找到該信號燈的另一標識點后，將其作為出口標識點，再根據該信號燈相位配置表查找對應的放行相位，據此形成信號燈綠波控制命令，此過程自起點至終點。采用上述技術后，雖然能夠使普通的工作人員根據警衛線路的需要準確、方便、快捷地生成信號燈變綠的控制方案，但是還存在以下不足
I、采用上述技術方案，在每次執行緊急任務前，需要人工預先在電子地圖上設置車隊的行進路線。由于車隊的行進路線會由于各種原因發生改變，因此需要工作人員考慮到車隊的多種行進路線方案，預先在電子地圖上設置車隊的幾條甚至更多行進路線，根據預先畫好的電子地圖設置預估的車隊路線經過的路口的信號燈的濾波控制方案，而當車隊的行進路線是工作人員沒有預先估計到的路線時，預先形成的綠波控制方案便要作廢，還需工作人員在短時間內重新在電子地圖上設置車隊的新的行進路線，重新上述過程。因此，整個過程中，對于車隊的線路信息都是通過工作人員預估得到，由于不能保證工作人員的預估結果百分之百正確，因而要完全保證車隊到達一個路口時準確、及時的得到放行信號，有可能要執行多次上述過程。2、采用上述技術方案，當車隊臨近路口時，需要人工點擊“執行”按鈕后路口信號燈才能為車隊開啟綠燈，而在車隊通過路口之后，信號燈不能及時的恢復到之前的工作狀態，對正常的交通信號燈變換造成了較大的影響；另外，盡管人工點擊“執行”按鈕這一過程并不復雜，但是已經不能夠滿足智能化交通控制的要求了。
發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是現有技術中為提供綠波控制方案時需要工作人員事先設置車隊所有可能的行經路線，然后在電子地圖上設置好車隊的行徑路線，而當車隊的行進路線不在工作人員預估的范圍內時，還需要工作人員重新預估車隊路線并設置在電子地圖上，而工作人員預估到的線路信息不能百分之百正確，因而當車隊改變路線時要經過多次的預估線路，多次的在電子地圖上對預估線路進行設置形成綠波控制方案，操作過程繁瑣復雜。本發明所要解決的第二個技術問題是現有技術中位提供綠波方案時需要人工點擊“執行”按鈕才能后路口信號燈才能為車隊開啟綠燈，不但不能滿足智能化交通的需要，而且在車隊通過路口后信號燈不能及時恢復到之前的工作狀態，使得正常的交通受到了很大的影響。為解決上述技術問題，本發明提供一種為特種車輛提供優先信號的控制系統，包括
車輛位置檢測單元設置于特種車輛上，用于實時確定車輛經緯度坐標信息并將該經緯度坐標信息發送至指揮控制中心；
數據處理單元設置于指揮控制中心內部；
信號燈控制單元根據所述數據處理單元的處理結果，控制路口信號燈為特種車輛提供優先信號；
在路口周圍設定監測點，當車輛到達監測點位置時，路口信號燈為車輛提供優先通行信號，所述監測點與路口中心的距離大于所述車輛在最小綠時間內以該路段限速值行駛的距離；
所述數據處理單元包括
數據存儲模塊用于存儲各路口中心的經緯度坐標信息及設置在路口周圍的監測點經緯度坐標信息；
數據接收模塊實時接收所述車輛位置檢測單元發送的車輛位置經緯度坐標信息；數據比對模塊將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的路口中心經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否經過該路口 ；將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的監測點經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否到達監測點；車輛到達所述監測點時，向所述信號燈控制單元發送優先控制信號。路口周圍沿車輛行駛方向設置多個監測點，所述相鄰兩個監測點之間的距離為車輛以該路段的限速值行駛一秒鐘的距離。所述路口中心以及監測點確定在帶有經緯度坐標信息的電子地圖上，由所述帶有經緯度坐標信息的電子地圖提供所述路口中心經緯度坐標信息及監測點經緯度坐標信息，并以數據表的形式存儲于所述數據存儲模塊中。所述車輛位置檢測單元包括
GPS定位模塊實時接收所述車輛位置的經緯度坐標信息；
數據傳輸模塊實現與指揮控制中心的通信，將所述GPS定位模塊接收的所述車輛的經緯度坐標信息傳送至所述數據接收模塊。
一種為特種車輛提供優先信號的控制方法，包括以下步驟
a、數據處理單元利用帶有經緯度坐標信息的電子地圖，得到各路口中心以及監測點位置的經緯度坐標信息，以數據表的形式存儲于數據存儲模塊中；
b、車輛位置檢測單元得到特種車輛經緯度坐標信息后傳送至指揮控制中心的數據接收模塊； C、數據比對模塊將所述數據接收模塊中車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，判斷所述車輛行駛方向，確定所述車輛是否接近路口 ；
d、確定所述車輛接近路口后，數據比對模塊將所述車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的監測點的經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達監測點時，信號燈控制單元自動為車輛開啟通行信號。還包括
e、數據比對模塊將車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達路口中心時，信號燈控制單元自動將車輛行駛方向信號燈設置為黃燈。所述步驟d中，在路口設置多個監測點，所述相鄰兩個監測點之間的距離為車輛以該路段限速值行駛一秒鐘的距離；根據車輛的行駛速度，當車輛行駛較快時，設定車輛到達距離路口較遠的監測點時為車輛提供優先信號，當車輛行駛較慢時，設定車輛到達距離路口較近的監測點時為車輛提供優先信號。所述步驟c中，所述數據比對模塊將車輛經緯度坐標信息與所述路口中心經緯度坐標信息進行比對后，若車輛已經到達路口中心，則信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈設置為黃燈。所述步驟d中，
如果車輛到達監測點時，信號燈為綠燈狀態則保持綠燈狀態不變，直到車輛到達路口中心后，信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈置為黃燈；
如果車輛到達監測點時，信號燈為黃燈狀態則保持黃燈狀態不變，則不進行任何操作，車輛直接通過路口。所述步驟b中，所述車輛位置檢測單元采用GPS定位模塊實時獲得車輛的經緯度坐標信息，由數據傳輸模塊傳輸至所述數據接收模塊。當車輛與某一點之間的距離小于車輛每秒鐘行駛最大距離的一半時，認為車輛到達該點。本發明的有益效果有
1、本發明采用GPS定位單元，對特種車輛的經緯度坐標信息進行實時的掃描，指揮控制中心中的數據接收模塊不斷的讀取這些經緯度坐標信息，自動實時獲得車輛的具體位置坐標；
2、本發明采用帶有經緯度坐標信息的電子地圖，將各路口中心位置的經緯度坐標信息預先存儲在數據存儲單元中，當接收到特種車輛的位置經緯度坐標信息后，利用數據比對單元將車輛的位置坐標與路口的位置坐標進行比對，可自動得到車輛是否經過該路口 ；
3、本發明中采用的智能控制的方法，當判斷好特種車輛要通過哪個路口后，自動的將特種車輛行進方向的信號燈轉變為綠燈，不需要人工進行任何操作，并且當特種車輛通過路口中心之后，立即將路口的信號燈轉變為黃燈，由此可以使特種車輛在執行任務過程中對正常的交通影響降低到最小。
圖I為本發明所述路口中心電子地圖標注方法；
圖2為本發明所述的系統構成； 圖3為本發明所述的系統程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細闡述。實施例I
本實施例提供本發明提供一種為特種車輛提供優先信號的控制系統，包括
車輛位置檢測單元設置于特種車輛上，用于實時確定車輛經緯度坐標信息并將該經緯度坐標信息發送至指揮控制中心；
數據處理單元設置于指揮控制中心內部；
信號燈控制單元根據所述數據處理單元的處理結果，控制路口信號燈為特種車輛提供優先信號；
在路口周圍設定監測點，當車輛到達監測點位置時，路口信號燈為車輛提供優先通行信號，所述監測點與路口中心的距離大于所述車輛在最小綠時間內以該路段限速值行駛的距離；
所述數據處理單元包括
數據存儲模塊用于存儲各路口中心的經緯度坐標信息及設置在路口周圍的監測點經緯度坐標信息；
數據接收模塊實時接收所述車輛位置檢測單元發送的車輛位置經緯度坐標信息；數據比對模塊將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的路口中心經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否經過該路口 ；將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的監測點經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否到達監測點；車輛到達所述監測點時，向所述信號燈控制單元發送優先控制信號。所述路口中心以及監測點確定在帶有經緯度坐標信息的電子地圖上，由所述帶有經緯度坐標信息的電子地圖提供所述路口中心經緯度坐標信息及監測點經緯度坐標信息，并以數據表的形式存儲于所述數據存儲模塊中。所述車輛位置檢測單元包括
GPS定位模塊實時接收所述車輛位置的經緯度坐標信息；
數據傳輸模塊實現與指揮控制中心的通信，將所述GPS定位模塊接收的所述車輛的經緯度坐標信息傳送至所述數據接收模塊。一種為特種車輛提供優先信號的控制方法，包括以下步驟
a、數據處理單元利用帶有經緯度坐標信息的電子地圖，得到各路口中心以及監測點位置的經緯度坐標信息，以數據表的形式存儲于數據存儲模塊中；b、車輛位置檢測單元得到特種車輛經緯度坐標信息后傳送至指揮控制中心的數據接收模塊；
C、數據比對模塊將所述數據接收模塊中車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，判斷所述車輛行駛方向，確定所述車輛是否接近路口 ；
d、確定所述車輛接近路口后，數據比對模塊將所述車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的監測點的經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達監測點時，信號燈控制單元自動為車輛開啟通行信號。還包括
e、數據比對模塊將車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達路口中心時，信號燈控制單元自動將車輛行駛方向信號燈設置為黃燈。所述步驟c中，所述數據比對模塊將車輛經緯度坐標信息與所述路口中心經緯度坐標信息進行比對后，若車輛已經到達路口中心，則信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈設置為黃燈。所述步驟d中，
如果車輛到達監測點時，信號燈為綠燈狀態則保持綠燈狀態不變，直到車輛到達路口中心后，信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈置為黃燈；
如果車輛到達監測點時，信號燈為黃燈狀態則保持黃燈狀態不變，則不進行任何操作，車輛直接通過路口。所述步驟b中，所述車輛位置檢測單元采用GPS定位模塊實時獲得車輛的經緯度坐標信息，由數據傳輸模塊傳輸至所述數據接收模塊。在以上步驟中，當車輛與某一點之間的距離小于車輛每秒鐘行駛最大距離的一半時，認為車輛到達該點。本實施例中的為特種車輛提供優先信號的控制系統工作過程如下
首先，為每個路口信號燈進行編號11，采用電子地圖獲得各路口中心經緯度坐標信息(xffl, yffl)(其中橫坐標代表經度值，縱坐標代表緯度值，m代表第第m號路口信號燈的坐標信息)和每個路口四個方向上的監測點經緯度坐標信息(xmn，ymn)(其中橫坐標代表經度值，縱坐標代表緯度值，下標m和η代表第m號路口的第η個監測點的坐標信息)并以數據表的形式存儲于所述數據存儲模塊中，如下表所示
權利要求
1.一種為特種車輛提供優先信號的控制系統，包括 車輛位置檢測單元設置于特種車輛上，用于實時確定車輛經緯度坐標信息并將該經緯度坐標信息發送至指揮控制中心； 數據處理單元設置于指揮控制中心內部； 信號燈控制單元根據所述數據處理單元的處理結果，控制路口信號燈為特種車輛提供優先信號； 其特征在于 在路口周圍設定監測點，當車輛到達監測點位置時，路口信號燈為車輛提供優先通行信號，所述監測點與路口中心的距離大于所述車輛在最小綠時間內以該路段限速值行駛的距離； 所述數據處理單元包括 數據存儲模塊用于存儲各路口中心的經緯度坐標信息及設置在路口周圍的監測點經緯度坐標信息； 數據接收模塊實時接收所述車輛位置檢測單元發送的車輛位置經緯度坐標信息；數據比對模塊將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的路口中心經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否經過該路口 ；將所述數據接收模塊接收的車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中存儲的監測點經緯度坐標信息進行比對，判斷車輛是否到達監測點；車輛到達所述監測點時，向所述信號燈控制單元發送優先控制信號。
2.根據權利要求I所述的為特種車輛提供優先信號的控制系統，其特征在于 路口周圍沿車輛行駛方向設置多個監測點，所述相鄰兩個監測點之間的距離為車輛以該路段的限速值行駛一秒鐘的距離。
3.根據權利要求I或2所述的為特種車輛提供優先信號的控制系統，其特征在于 所述路口中心以及監測點確定在帶有經緯度坐標信息的電子地圖上，由所述帶有經緯度坐標信息的電子地圖提供所述路口中心經緯度坐標信息及監測點經緯度坐標信息，并以數據表的形式存儲于所述數據存儲模塊中。
4.根據權利要求3所述的為特種車輛提供優先信號的控制系統，其特征在于 所述車輛位置檢測單元包括 GPS定位模塊實時接收所述車輛位置的經緯度坐標信息； 數據傳輸模塊實現與指揮控制中心的通信，將所述GPS定位模塊接收的所述車輛的經緯度坐標信息傳送至所述數據接收模塊。
5.一種為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于包括以下步驟 a、數據處理單元利用帶有經緯度坐標信息的電子地圖，得到各路口中心以及監測點位置的經緯度坐標信息，以數據表的形式存儲于數據存儲模塊中； b、車輛位置檢測單元得到特種車輛經緯度坐標信息后傳送至指揮控制中心的數據接收模塊； C、數據比對模塊將所述數據接收模塊中車輛經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，判斷所述車輛行駛方向，確定所述車輛是否接近路口 ；d、確定所述車輛接近路口后，數據比對模塊將所述車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的監測點的經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達監測點時，信號燈控制單元自動為車輛開啟通行信號。
6.根據權利要求5所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于還包括 e、數據比對模塊將車輛的經緯度坐標信息與所述數據存儲模塊中的路口中心經緯度坐標信息進行實時比對，當車輛到達路口中心時，信號燈控制單元自動將車輛行駛方向信號燈設置為黃燈。
7.根據權利要求5或6所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于 所述步驟d中，在路口設置多個監測點，所述相鄰兩個監測點之間的距離為車輛以該路段限速值行駛一秒鐘的距離；根據車輛的行駛速度，當車輛行駛較快時，設定車輛到達距離路口較遠的監測點時為車輛提供優先信號，當車輛行駛較慢時，設定車輛到達距離路口較近的監測點時為車輛提供優先信號。
8.根據權利要求5或6所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于 所述步驟c中，所述數據比對模塊將車輛經緯度坐標信息與所述路口中心經緯度坐標信息進行比對后，若車輛已經到達路口中心，則信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈設置為黃燈。
9.根據權利要求5或6所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于 所述步驟d中， 如果車輛到達監測點時，信號燈為綠燈狀態則保持綠燈狀態不變，直到車輛到達路口中心后，信號燈控制單元將車輛行進方向的信號燈置為黃燈； 如果車輛到達監測點時，信號燈為黃燈狀態則保持黃燈狀態不變，則不進行任何操作，車輛直接通過路口。
10.根據權利要求9所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于 所述步驟b中，所述車輛位置檢測單元采用GPS定位模塊實時獲得車輛的經緯度坐標信息，由數據傳輸模塊傳輸至所述數據接收模塊。
11.根據權利要求5，6，10任一所述的為特種車輛提供優先信號的控制方法，其特征在于 當車輛與某一點之間的距離小于車輛每秒鐘行駛最大距離的一半時，認為車輛到達該點。
全文摘要
本發明涉及一種為特種車輛提供優先信號的控制系統和方法，即特種車輛經過路口時，系統能將特種車輛行駛方向上的信號燈自動置成綠燈。通過將特種車輛位置的經緯度坐標信息和路口中心位置的經緯度坐標信息對比，確定特種車輛將是否經過該路口，而后自動將該路口的信號燈置成綠燈；當特種車輛經過路口后，能自動將信號燈恢復到正常交通狀態，將特種車輛對正常交通的影響降至最低。
文檔編號G08G1/087GK102622901SQ20111003283
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者姜廷順, 尹勝超, 李志恒, 王一良, 王春露, 鄒平 申請人:姜廷順, 李志恒