基于应急场景下的移动式车路协同系统及方法

    专利2025-06-25  9


    本发明涉及信号灯控制,更具体的说是涉及一种基于应急场景下的移动式车路协同系统及方法。


    背景技术:

    1、目前,国内基于c-v2x的车路协行业发展仍处于大规模的场景测试和应用示范阶段,业内常见的路侧设备,如智能路侧终端(rsu)、交通灯、摄像头、激光雷达、毫米波雷达等均是通过立杆安装的方式固定在高度不一,形状各异的多个杆件之上,杆件的固定不仅涉及道路的破土动工,对交通通行造成一定困难,且杆件一旦固定后便无法再次移动,无法满足多点位的车路协同场景搭建和测试要求;另外,在主干道和次干道交叉的情况下,考虑到主干道车流量较大,交通灯通行时间会偏重于主干道略长的原则。以上的方式都是基于机会均等或概率的方法进行车流时间控制,不能和实时路况相结合。

    2、当出现灾害时,交通流量可能会剧增,例如受灾区域的疏散、救援车辆的增加等,此时传统的交通信号控制可能无法有效应对交通流量的急剧增加,

    3、当出现施工路段时,可能需要对道路进行临时封闭或者设置绕行路线,传统的交通信号系统可能无法灵活适应这些变化。

    4、当存在应急车辆通行需求时,应急车辆(如救护车、消防车等)可能需要快速通行,传统的交通信号系统可能无法有效地满足应急车辆的通行需求。

    5、因此,如何提供一种用于应急场景下的移动式车路协同系统,来提高车辆通行率是本领域技术人员亟需解决的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供了一种基于应急场景下的移动式车路协同系统及方法,以解决背景技术中存在的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    3、一方面,提供一种基于应急场景下的移动式车路协同系统,包括:检测模块、gps定位模块、控制器、交通信号控制模块;所述检测模块、gps定位模块、交通信号控制模块分别与控制器连接;

    4、检测模块,基于分别设置在各个车道预设区域内的车辆特征检测模块检测预设时间内对应的预设区域的交通流密度;

    5、gps定位模块,用于定位车路协同系统的位置,将车路协同系统的位置发送至控制器;

    6、控制器,对接收的交通流密度和车路协同系统的位置进行计算分析,根据计算分析结果动态设置信号灯的持续时间,向交通信号控制模块发送携带有设置时间的控制信号;

    7、交通信号控制模块,按照控制信号控制信号灯工作。

    8、可选的,基于车辆特征检测模块检测预设时间内对应预设区域的交通流密度,包括:

    9、设定预设时间,采集在预设时间内预设区域的车辆数;

    10、根据预设时间和车辆数计算预设时间内预设区域的交通流量;

    11、计算预设区域内车辆的平均速度;

    12、根据预设时间内预设区域的交通流量及车辆的平均速度,计算预设时间内对应预设区域的交通流密度。

    13、可选的,所述控制器进一步用于:若分析计算得到预设区域内第一方向的车流量小于预设区域内第二方向的车流量,则在下一刻红灯变化时,缩短第一方向的绿灯持续时间,延长第二方向的绿灯持续时间。

    14、可选的,所述交通信号控制模块,其包括信号灯控制模块,信号灯通讯模块、信号处理单元;所述交通信号控制模块通过信号灯通讯模块与控制器链接,所述信号灯通讯模块将信息输送至信号处理单元,所述信号处理单元输出控制信号至信号灯控制模块。

    15、可选的,所述交通信号控制模块还具有周期性变化功能;所述控制器进一步用于:若分析计算得到预设区域内的第一方向的车流量与预设区域内第二方向的车流量接近,则向所述交通信号控制模块发送恢复信号;所述交通信号控制模块进一步用于:接收所述控制器发送的恢复信号,根据所述恢复信号控制信号灯周期性变化。

    16、可选的,所述车辆特征检测模块包括:

    17、ccd摄像头,用于拍摄预设时间内所述预设区域的图像;

    18、图像处理单元,与所述ccd摄像头连接,用于对所述图像进行预处理;

    19、速度传感器,用于获取所述预设区域内车辆的速度信息;

    20、处理器,与所述图像处理单元、速度传感器连接,用于根据所述速度信息及预处理后的图像进行计算,计算出预设时间内所述预设区域的交通流密度。

    21、可选的,交通信号控制模块中绿灯亮灯时间具有以下设定值,亮灯下限时间<预设正常亮灯时间<亮灯上限时间,当两个通行方向上的车流量差值大于第一预设阈值时,随着差值的增加逐渐延长该通行方向上绿灯亮灯时间,直至亮灯上限时间,并逐渐减少另一个通行方向上绿灯亮灯时间,直至亮灯下限时间。

    22、可选的,还包括当两个通行方向上的车辆数量差值大于第二预设阈值,或者车辆数量总数大于第三阈值,则信号灯通讯模块发出报警信号至辖区交警队后台服务器。

    23、另一方面,提供一种基于应急场景下的移动式车路协同方法,包括以下步骤:

    24、基于分别设置在各个车道预设区域内的车辆特征检测模块检测预设时间内对应的预设区域的交通流密度;

    25、定位车路协同系统的位置;

    26、对交通流密度和车路协同系统的位置进行计算分析,根据计算分析结果动态设置信号灯的持续时间,并生成携带有设置时间的控制信号;

    27、根据控制信号控制信号灯工作。

    28、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种基于应急场景下的移动式车路协同系统及方法,通过检测模块,基于分别设置在各个车道预设区域内的车辆特征检测模块检测预设时间内对应预设区域的交通流密度;gps定位模块,用于定位车路协同系统的位置,将车路协同系统的位置发送至控制器;控制器,对接收的交通流密度和车路协同系统的位置进行计算分析,根据计算分析结果动态设置信号灯的持续时间,向交通信号控制模块发送携带有设置时间的控制信号;交通信号控制模块,按照预设指令控制信号灯工作。本发明可根据路况情况实时调节交通信号灯的通行时间,减少主干道车辆在十字路口的无效停顿时间和等待时间,提高交通通行效率,有效缓解交通问题。



    技术特征:

    1.基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,包括:检测模块、gps定位模块、控制器、交通信号控制模块;所述检测模块、gps定位模块、交通信号控制模块分别与控制器连接;

    2.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,基于车辆特征检测模块检测预设时间内对应预设区域的交通流密度,包括:

    3.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,所述控制器进一步用于:若分析计算得到预设区域内第一方向的车流量小于预设区域内第二方向的车流量,则在下一刻红灯变化时,缩短第一方向的绿灯持续时间,延长第二方向的绿灯持续时间。

    4.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,所述交通信号控制模块,其包括信号灯控制模块,信号灯通讯模块、信号处理单元;所述交通信号控制模块通过信号灯通讯模块与控制器链接,所述信号灯通讯模块将信息输送至信号处理单元,所述信号处理单元输出控制信号至信号灯控制模块。

    5.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,所述交通信号控制模块还具有周期性变化功能;所述控制器进一步用于:若分析计算得到预设区域内的第一方向的车流量与预设区域内第二方向的车流量接近,则向所述交通信号控制模块发送恢复信号;所述交通信号控制模块进一步用于:接收所述控制器发送的恢复信号,根据所述恢复信号控制信号灯周期性变化。

    6.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,所述车辆特征检测模块包括:

    7.根据权利要求3所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,交通信号控制模块中绿灯亮灯时间具有以下设定值,亮灯下限时间<预设正常亮灯时间<亮灯上限时间,当两个通行方向上的车流量差值大于第一预设阈值时,随着差值的增加逐渐延长该通行方向上绿灯亮灯时间,直至亮灯上限时间,并逐渐减少另一个通行方向上绿灯亮灯时间,直至亮灯下限时间。

    8.根据权利要求1所述的基于应急场景下的移动式车路协同系统,其特征在于,还包括当两个通行方向上的车辆数量差值大于第二预设阈值,或者车辆数量总数大于第三阈值,则信号灯通讯模块发出报警信号至辖区交警队后台服务器。

    9.基于应急场景下的移动式车路协同方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种基于应急场景下的移动式车路协同系统及方法,涉及信号灯控制技术领域,通过检测模块,基于分别设置在各个车道预设区域内的车辆特征检测模块检测预设时间内对应的预设区域的交通流密度;GPS定位模块,用于定位车路协同系统的位置,将车路协同系统的位置发送至控制器;控制器,对接收的交通流密度和车路协同系统的位置进行计算分析,根据计算分析结果动态设置信号灯的持续时间,向交通信号控制模块发送携带有设置时间的控制信号;交通信号控制模块,按照预设指令控制信号灯工作。本发明可根据路况情况实时调节交通信号灯的通行时间,减少主干道车辆在十字路口的无效停顿时间和等待时间,提高交通通行效率,有效缓解交通问题。

    技术研发人员:汪磊,关志伟,金宇轩,刘健
    受保护的技术使用者:天津中德应用技术大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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