應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法
【專利摘要】本發明涉及一種應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其中包括交通信號控制系統、交通誘導系統。本發明還涉及一種基于該系統進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法。采用該種應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法，其將交通信號機和交通誘導屏設備接入中心機房并實現互聯互通，從而能夠在綠波帶上將系統預設的預設行駛速度以文字形式顯示在交通誘導屏上，真正的實現了系統間的聯動控制，體現了智慧交通的概念，并且通過建議駕駛員按照建議速度行駛，使綠波道路上車輛通行的效率有顯著的提高，降低超速違法的違法量，而且系統架構簡單實用，處理過程效率較高，實現了高效安全通行，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。
【專利說明】應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及交通管理領域，特別涉及的交通信號控制輔助系統【技術領域】，具體是指一種應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法。
【背景技術】
[0002]城市交叉口信號綠波控制一般是指一條主干道中若干個連續交叉口交通信號間的協調控制，目的是使行駛在主干道協調控制的交叉口的車輛，可以不遇紅燈或者少遇紅燈而通過這個協調控制系統中的各交叉口。從被控制的主干道路各交叉口的燈色來看，綠燈就像波浪一樣向前行而形成綠波，我們稱這種交通信號協調控制方式為“綠波帶”控制。有了“綠波帶”，那么其優先保持暢通的車流，就可以“一路綠燈”地通過其道路控制區域，盡量減少路口的停留時間。當然，“綠波帶”主要還是為了保證某個交通流的暢通。
[0003]目前的綠波帶系統都是基于經驗值計算進行實現的，系統通過自動或人工的辦法獲取了某一路段的平均行駛時間，然后設置相鄰路口信號機的相位差，使按平均車速行駛的車輛在抵達下一個路口時，該路口恰好進入某方向(沿綠波帶方向)的綠燈放行相位，從而無需停車直接通過。
[0004]然而，并不是每位駕駛員都能及時獲知某綠波路段的平均車速，因此也難以做到按照接近或等于系統預設的速度進行行駛，過高或過低的車速都可能導致錯過綠波放行周期，從而使得綠波帶的通行效果大打折扣。
[0005]隨著物聯網的發展，越來越多的智能終端設備在交通領域獲得了應用，并通過TCP/IP網絡等技術實現了互聯互通。例如目前廣泛應用在城市道路、高速公路上的電子警察、高清卡口、交通參數檢測器、交通事件檢測器、交通誘導屏、雷達測速儀等等，均可通過局域網等網絡連接到各個地區的中心機房，并且可以將大量的實時交通數據進行匯總、分析和挖掘，從而為實時交通信號控制和反饋帶來了可能，也為駕駛員及時獲知綠波帶上的預設行駛速度(即建議行駛速度)成為可能。
[0006]目前常用的交通誘導屏大都是LED屏，按照顯示功能分類，LED顯示屏分為文本顯示屏(可變情報板)、圖文顯示屏和視頻顯示屏等，相應的交通誘導方式有純文字誘導、圖形誘導、復合誘導和視頻誘導。純文字誘導一般使用帶狀的LED屏，設備價格較為低廉，誘導系統簡單，但誘導效果不如圖形誘導和復合誘導。在本發明中，可根據不同情況使用上述各類LED誘導屏。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠在綠波帶上將建議行駛速度顯示在交通誘導屏上、達到一路暢通的通行效果、架構簡單實用、處理過程效率較高、實現高效安全通行、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法。
[0008]為了實現上述的目的，本發明的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法如下:
[0009]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其主要特點是，所述的系統包括:
[0010]交通信號控制系統，用于根據實時交通參數數據對信號機前端設備進行實時控制；
[0011]交通誘導系統，與所述的交通信號控制系統相連接，用于接收來自于該交通信號控制系統的綠波帶對應的參數信息，并將該參數信息發布到前端交通誘導設備上。
[0012]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的交通信號控制系統包括:
[0013]信號系統中心服務器，用于對系統中的信號機前端設備進行統一的協調控制與監控，并從信號系統管理服務器中獲取各個信號機前端設備的運行參數；
[0014]信號系統管理服務器，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于對特定區域的信號機進行遠程控制與監控，接收人工的控制指令以及人工設置的配置參數，并將控制指令和參數提供給所述的信號系統中心服務器；
[0015]信號機前端設備，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于接收來自于所述的信號系統中心服務器的控制命令，并根據相應命令控制信號燈的變化。
[0016]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的信號機前端設備包括信號機下位機和信號燈，所述的信號機下位機與所述的信號燈相連接，且該信號機下位機用于對相應的信號燈進行實時控制。
[0017]該應用于道路交通綠波帶`中實現車速誘導的系統中的運行參數為綠波帶控制參數。
`[0018]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的配置參數為綠波帶配置參數。
[0019]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的控制命令為實時相位。
[0020]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的參數信息包括相位周期和當前相位。
[0021]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的交通誘導系統包括:
[0022]交通誘導中心服務器，負責控制整個交通誘導系統，并能接收來自于交通信號控制系統的數據信息，并進行信息整合、計算和歸納后發布到前端交通誘導屏設備上；
[0023]交通誘導屏設備，負責接收來自于交通誘導中心服務器的誘導信息，并進行實時展示。
[0024]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的來自于交通信號控制系統的數據信息為綠波帶參數信息。
[0025]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的交通誘導屏設備為文本顯示屏、圖文顯示屏或者視頻顯示屏。
[0026]該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統中的文本顯示屏為可變情報板。
[0027]該基于上述的系統進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟:
[0028](I)所述的交通信號控制系統根據用戶的操作，進行對綠波帶的配置；
[0029](2)所述的交通信號控制系統獲得相應路段的建議行駛速度信息；[0030](3)所述的交通信號控制系統將所述的建議行駛速度信息送至所述的交通誘導系統；
[0031](4)所述的交通誘導系統對該建議行駛速度信息進行信息重組，生成誘導信息；
[0032](5)所述的交通誘導系統對該誘導系統進行實時展示；
[0033](6)重復以上步驟(2)至(5)。
[0034]該進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法中的交通信號控制系統獲得相應路段的建議行駛速度信息，具體為:
[0035]所述的信號系統中心服務器在基于默認行駛速度的綠波帶系統中獲得各個綠波路段的默認行駛速度，并作為該路段的建議行駛速度。
[0036]該進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法中的交通信號控制系統將建議行駛速度信息送至交通誘導系統，具體為:
[0037]信號系統中心服務器獲取了路段I上的建議行駛速度V1之后，通過局域網將該建議行駛速度V1的值發送給交通誘導中心服務器。
[0038]該進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法中的交通誘導系統對該建議行駛速度信息進行信息重組并生成誘導信息，具體為:
[0039]所述的交通誘導中心服務器獲取所述的建議行駛速度V1,并進行信息重組，生成誘導信息。
[0040]該進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法中的交通誘導中心服務器進行信息重組生成誘導信息，具體為:
[0041]所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度Vl產生相應的純數字車速誘導
信息；
[0042]或者，
[0043]所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度V1的值組織生成相應的文本或圖形信息。
[0044]該進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法中的交通誘導系統對該誘導系統進行實時展示，具體為:
[0045]所述的交通誘導屏設備對所述的誘導信息進行實時、完整的展示。
[0046]采用了該發明的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統及其方法，由于其將交通信號機和交通誘導屏設備接入中心機房并實現互聯互通，從而能夠在綠波帶上將系統預設(或動態計算而得)的預設行駛速度(即建議行駛速度)以文字形式顯示在交通誘導屏上，并建議駕駛員按照預定速度行駛，從而達到了一路暢通的通行效果，使得充分利用了目前的物聯網終端資源，包括交通信號控制系統和交通誘導系統，真正的實現了系統間的聯動控制，體現了智慧交通的概念，并且通過建議駕駛員按照建議速度行駛，使更多車輛按預設的綠燈放行時間通過，從而使綠波道路上車輛通行的效率有顯著的提高，不僅如此，由于駕駛員可獲知即便采用更高的行駛速度也無法節省行車時間，從而可降低超速違法的違法量，而且系統架構簡單實用，處理過程效率較高，實現了高效安全通行，工作性能穩定可靠，適用范圍較為廣泛。
【專利附圖】
【附圖說明】[0047]圖1為本發明的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統的整體架構示意圖。
[0048]圖2為本發明中的綠波帶方向時間序列與建議行駛速度上下限的關系示意圖。
[0049]圖3為本發明的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統的一種架構實現方式示意圖。
[0050]圖4為本發明的應用于道路交通綠波帶的車速誘導系統中的誘導屏設備的安裝方式示意圖。
【具體實施方式】
[0051]為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
[0052]請參閱圖1所示，該應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其中包括:
[0053](I)交通信號控制系統，用于根據實時交通參數數據對信號機前端設備進行實時控制，其中包括:
[0054]?信號系統中心服務器，用于對系統中的信號機前端設備進行統一的協調控制與監控，并從信號系統管理服務器中獲取各個信號機前端設備的運行參數；該運行參數為綠波帶控制參數；
[0055]?信號系統管理服務器，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于對特定區域的信號機進行遠程控制與監控，接收人工的控制指令以及人工設置的配置參數，并將控制指令和參數提供給所述的信號系統中心服務器；該配置參數為綠波帶配置參數；
[0056]?信號機前端設備，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于接收來自于所述的信號系統中心服務器的控制命令，并根據相應命令控制信號燈的變化，該信號機前端設備包括信號機下位機和信號燈，所述的信號機下位機與所述的信號燈相連接，且該信號機下位機用于對相應的信號燈進行實時控制，該控制命令為實時相位。
[0057](2)交通誘導系統，與所述的交通信號控制系統相連接，用于接收來自于該交通信號控制系統的綠波帶對應的參數信息，并將該參數信息發布到前端交通誘導設備上，該參數信息包括相位周期和當前相位。
[0058]其中，該交通誘導系統包括:
[0059]?交通誘導中心服務器，負責控制整個交通誘導系統，并能接收來自于交通信號控制系統的數據信息，并進行信息整合、計算和歸納后發布到前端交通誘導屏設備上；該數據信息為綠波帶參數信息；
[0060]?交通誘導屏設備，負責接收來自于交通誘導中心服務器的誘導信息，并進行實時展示，該交通誘導屏設備為文本顯示屏、圖文顯示屏或者視頻顯示屏，所述的文本顯示屏為可變情報板。
[0061]該基于上述的系統進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其中包括以下步驟:
[0062](1)所述的交通信號控制系統根據用戶的操作，進行對綠波帶的配置；
[0063](2)所述的交通信號控制系統獲得相應路段的建議行駛速度信息，具體為:
[0064]所述的信號系統中心服務器在基于默認行駛速度的綠波帶系統中獲得各個綠波路段的默認行駛速度，并作為該路段的建議行駛速度；[0065](3)所述的交通信號控制系統將所述的建議行駛速度信息送至所述的交通誘導系統，具體為:
[0066]信號系統中心服務器獲取了路段I上的建議行駛速度Vl之后，通過局域網將該建議行駛速度Vl的值發送給交通誘導中心服務器；
[0067](4)所述的交通誘導系統對該建議行駛速度信息進行信息重組，生成誘導信息，具體為:
[0068]所述的交通誘導中心服務器獲取所述的建議行駛速度VI，并進行信息重組，生成誘導信息；具體可以為:
[0069]所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度Vl產生相應的純數字車速誘導
信息；
[0070]或者，
[0071]所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度V1的值組織生成相應的文本或圖形信息；
[0072](5)所述的交通誘導系統對該誘導系統進行實時展示，具體為:
[0073]所述的交通誘導屏設備對所述的誘導信息進行實時、完整的展示；
[0074](6)重復以上步驟(2)至(5)。
[0075]在實際使用當中，本發明的系統的整體架構示意圖請參閱圖1所示。
[0076]其中，本發明的應用于綠波帶的交通誘導系統中，其核心部分是交通信號控制系統S0，而交通誘導系統VO作為交通信號控制系統SO的輔助系統，其作用是獲取來自于交通信號控制系統SO的建議行駛車速，并實時呈現給相應路段上的車輛駕駛員，從而改善綠波帶的通行效果。上述兩大系統的各個終端均由局域網連接起來，可形成一個覆蓋整個城市(或地區)的物聯網系統。
[0077]其中各模塊的組成如下。
[0078](I)交通信號控制系統S0，用于根據來自于信號系統管理服務器S2的實時交通參數數據對信號機前端設備S3進行實時控制，以達到預期的效果，它包括下列模塊:
[0079](a)信號系統中心服務器S1:用于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，它能夠從信號系統管理服務器S2中獲取各個信號機的運行參數、包括綠波帶控制參數。
[0080](b)信號系統管理服務器S2:用于對一個特定區域的信號機進行遠程控制與監控，它可接收人工的控制指令以及人工設置的參數(包括綠波帶配置參數)，并將控制指令和參數提供給信號系統中心服務器Si。
[0081](c)信號機前端設備S3:包含信號機下位機和信號燈,信號機下位機用于對路口的信號燈進行實時控制，它能夠接收來自于信號系統中心服務器S2的控制命令(實時相位)，并根據相應命令控制信號燈的變化。
[0082](2)交通誘導系統V0，用于接收來自于交通信號控制系統SO的綠波帶對應參數信息(主要是相位周期和當前相位等)，并將其發布到前端交通誘導屏設備V2上，包括:
[0083](a)交通誘導中心服務器VI，負責控制整個交通誘導系統V0，并能接收來自于其他系統的數據，如來自于交通信號控制系統SO的綠波帶參數信息。然后可將信息進行整合、計算、歸納后發布到前端交通誘導屏設備V2上。[0084](b)交通誘導屏設備V2，負責接收來自于交通誘導中心服務器Vl的誘導信息，并進行實時展示。該設備可以是文本顯示屏(可變情報板)、圖文顯示屏或視頻顯示屏。
[0085]系統工作原理如下:
[0086](I)首先，假設已由交通信號控制系統SO完成對綠波帶的配置工作，相應的技術內容不屬于本發明所進行描述和體現的范圍，具體可以參考沈國江等人的發明專利(沈國江，孔祥杰.一種城市交通干線動態雙向綠波帶智能協調控制方法.發明專利.專利號:200810063709.0)或陳蜀喬等人的發明專利(陳蜀喬，陳雨彤.綠波帶顯示交通流信號控制裝置.發明專利.專利號:200910094194.5)。
[0087](2)在完成綠波帶配置之后，有兩種方式來獲取建議行駛速度:
[0088](a)靜態誘導方式
[0089]在大多數綠波帶控制系統中，在計算每一個路段的綠波帶參數時，都會設定一個默認的行駛速度。第一種方式從信號系統中心服務器Si中直接獲取各個路段的默認行駛速度，作為該路段的建議行駛速度，這就是靜態誘導方式。
[0090](b)動態誘導方式
[0091]由于靜態誘導方式是建立在比較理想的行車規則基礎之上，很難實現實時、準確的誘導，因此本發明更建議使用另一種方式，即動態誘導方式。在動態誘導方式中，通過如下算法求得路段I上的建議行駛速度Vp
[0092]由于每一個綠燈放行周期都有一個開始時間t和一個結束時間t'，本發明記作一個時間對(t，t’)。以路段I為例，信號系統中心服務器SI可以得到綠波帶上路段I的前
方路口的前η個綠燈放行相位開始和結束時間對Kt1, C i), (t2,t' 2)......(tn，C n)}。
再根據交通誘導屏V2到下一個路口的距離S1，可以計算出在上述時間序列到達所需的速度序列 Kv1J' W 2)……(Vn, V' n)}，其中 Vn=S1Z^V' U=S1ZV n。
[0093]系統為每一路段設置一個最高建議行駛速度Vmax與一個最低建議行駛速度Vmin,進
而可計算這兩個速度對應的車輛抵達下一路口的時刻分別為
【權利要求】
1.一種應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的系統包括: 交通信號控制系統，用于根據實時交通參數數據對信號機前端設備進行實時控制； 交通誘導系統，與所述的交通信號控制系統相連接，用于接收來自于該交通信號控制系統的綠波帶對應的參數信息，并將該參數信息發布到前端交通誘導設備上。
2.根據權利要求1所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的交通信號控制系統包括: 信號系統中心服務器，用于對系統中的信號機前端設備進行統一的協調控制與監控，并從信號系統管理服務器中獲取各個信號機前端設備的運行參數； 信號系統管理服務器，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于對特定區域的信號機進行遠程控制與監控，接收人工的控制指令以及人工設置的配置參數，并將控制指令和參數提供給所述的信號系統中心服務器； 信號機前端設備，與所述的信號系統中心服務器相連接，用于接收來自于所述的信號系統中心服務器的控制命令，并根據相應命令控制信號燈的變化。
3.根據權利要求2所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的信號機前端設備包括信號機下位機和信號燈，所述的信號機下位機與所述的信號燈相連接，且該信號機下位機用于對相應的信號燈進行實時控制。
4.根據權利要求2或3所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的運行參數為綠波帶控制參數。
5.根據權利要求2或3所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的配置參數為綠波帶配置參數。
6.根據權利要求2或3所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的控制命令為實時相位。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的參數信息包括相位周期和當前相位。
8.根據權利要求1至3中任一項所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的交通誘導系統包括: 交通誘導中心服務器，負責控制整個交通誘導系統，并能接收來自于交通信號控制系統的數據信息，并進行信息整合、計算和歸納后發布到前端交通誘導屏設備上； 交通誘導屏設備，負責接收來自于交通誘導中心服務器的誘導信息，并進行實時展示。
9.根據權利要求8所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的來自于交通信號控制系統的數據信息為綠波帶參數信息。
10.根據權利要求8所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的交通誘導屏設備為文本顯示屏、圖文顯示屏或者視頻顯示屏。
11.根據權利要求8所述的應用于道路交通綠波帶中實現車速誘導的系統，其特征在于，所述的文本顯示屏為可變情報板。
12.一種基于權利要求1所述的系統進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: (1)所述的交通信號控制系統根據用戶的操作，進行對綠波帶的配置；(2)所述的交通信號控制系統獲得相應路段的建議行駛速度信息； (3)所述的交通信號控制系統將所述的建議行駛速度信息送至所述的交通誘導系統； (4)所述的交通誘導系統對該建議行駛速度信息進行信息重組，生成誘導信息； (5)所述的交通誘導系統對該誘導系統進行實時展示； (6)重復以上步驟(2)至(5)。
13.根據權利要求12所述的進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的交通信號控制系統包括信號系統中心服務器、信號系統管理服務器和信號機前端設備，所述的交通信號控制系統獲得相應路段的建議行駛速度信息，具體為: 所述的信號系統中心服務器在基于默認行駛速度的綠波帶系統中獲得各個綠波路段的默認行駛速度，并作為該路段的建議行駛速度。
14.根據權利要求13所述的進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的交通誘導系統包括交通誘導中心服務器和交通誘導屏設備，所述的交通信號控制系統將建議行駛速度信息送至交通誘導系統，具體為: 信號系統中心服務器獲取了路段I上的建議行駛速度V1之后，通過局域網將該建議行駛速度Vl的值發送給交通誘導中心服務器。
15.根據權利要求14所述的進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的交通誘導系統對該建議行駛速度信息進行信息重組并生成誘導信息，具體為: 所述的交通誘導中心服務器獲取所述的建議行駛速度V1,并進行信息重組，生成誘導信息。`
16.根據權利要求15所述的進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的交通誘導中心服務器進行信息重組生成誘導信息，具體為: 所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度Vl產生相應的純數字車速誘導信息； 或者， 所述的交通誘導中心服務器根據該建議行駛速度Vi的值組織生成相應的文本或圖形信息。
17.根據權利要求14所述的進行道路交通綠波帶中實現車速誘導的方法，其特征在于，所述的交通誘導系統對該誘導系統進行實時展示，具體為: 所述的交通誘導屏設備對所述的誘導信息進行實時、完整的展示。
【文檔編號】G08G1/07GK103794063SQ201210434794
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月2日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】辛帥 申請人:上海寶康電子控制工程有限公司