交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括多個(gè)攝像頭、多個(gè)信號燈控制器和遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)，攝像頭和信號燈控制器一一對應(yīng)，每一個(gè)攝像頭對應(yīng)連接一個(gè)信號燈控制器，用于對相應(yīng)信號燈控制器所控制的信號燈所在的路口拍攝，獲得路口圖像，信號燈控制器對路口圖像壓縮編碼、打UDP包以輸出路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)通過4G網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)信號燈控制器以獲得多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并基于多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對多個(gè)信號燈控制器所分別控制的多個(gè)信號燈自適應(yīng)控制。通過本發(fā)明，能夠根據(jù)同一路段多個(gè)路口的具體通行情況，自適應(yīng)確定多個(gè)路口的信號燈的紅綠燈持續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)交通流量的合理調(diào)度。
【專利說明】交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路交通調(diào)度領(lǐng)域，尤其涉及一種交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，各個(gè)國家，尤其是發(fā)展中國家，城市化進(jìn)程在不斷地被推進(jìn)，城市規(guī)模不斷 地被擴(kuò)大。由于市區(qū)醫(yī)療、工作機(jī)會(huì)和娛樂方面的優(yōu)勢，越來越多的人們選擇在城市里工作 或生活，隨之帶來的是市區(qū)汽車數(shù)量的逐步提高。汽車在給人們帶來方便的同時(shí)，也影響了 城市交通的暢通。甚至在某些路段，由于汽車的過度飽和，導(dǎo)致交通高度擁堵，開車所花費(fèi) 的時(shí)間甚至超過了人們步行的時(shí)間，嚴(yán)重干擾了人們的正常生活。交通擁堵已經(jīng)成為一種 城市病，困擾著城市居民和城市管理者。
[0003] 為了減輕城市交通擁堵的程度，城市管理者費(fèi)勁腦筋，提出并實(shí)施了改善交通出 行的一些辦法，例如，通過道路施工來拓寬道路，增加更多的疏通路段，或者通過經(jīng)濟(jì)手段， 提高市區(qū)停車場的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。這些辦法在一定程度上減輕了交通擁堵的程度，但是前者耗 費(fèi)大量的人力和財(cái)力，增加的寬度和道路趕不上汽車數(shù)量的增加，后者是以行政干涉的手 段，給市區(qū)出行的居民造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，上述辦法都具有一定的弊端。
[0004] 為了從城市規(guī)劃本身出發(fā)，提高疏通交通流量的合理性，現(xiàn)有技術(shù)中存在一些路 口信號燈紅綠燈持續(xù)時(shí)間智能控制的技術(shù)方案，根據(jù)朝夕交通流量的差別，在不同時(shí)間段 為同一信號燈設(shè)計(jì)不同的紅綠燈持續(xù)時(shí)間，減少等待紅燈的車輛數(shù)量，保障道路的使用率。 但是現(xiàn)有技術(shù)中信號燈紅綠燈持續(xù)時(shí)間是基于時(shí)間段而被固定的，不能實(shí)時(shí)根據(jù)信號燈所 在路口的流量而自適應(yīng)變化，從而技術(shù)方案比較死板，智能化水平較低。
[0005] 因此，需要一種新的交通路口信號燈控制方案，能夠?qū)崟r(shí)獲得同一路段的各個(gè)路 口的擁堵程度，基于路口擁堵程度及時(shí)改變各個(gè)信號燈的紅綠燈持續(xù)時(shí)間，同時(shí)保持各個(gè) 信號燈之間的信號聯(lián)動(dòng)，最大程度地利用現(xiàn)有的城市交通道路，在各個(gè)時(shí)間段都能自適應(yīng) 地提高道路的通行速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，引入路 口攝像頭對路口圖像進(jìn)行拍攝，使用網(wǎng)絡(luò)帶寬高、覆蓋范圍廣、傳播速度快的4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn) 路口圖像的傳輸，在遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)處對路口圖像中的汽車進(jìn)行識別，對汽車數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 從而確定各個(gè)路口的擁堵程度，選擇擁堵程度變化大、控制優(yōu)先級高的信號燈進(jìn)行優(yōu)先控 制，其他信號燈聯(lián)動(dòng)控制，控制邏輯清楚，提高了自適應(yīng)程度和控制效率，有力地改善了城 市交通現(xiàn)狀。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，所述控制系 統(tǒng)包括多個(gè)攝像頭、多個(gè)信號燈控制器和遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)，攝像頭和信號燈控制器一一對應(yīng)， 每一個(gè)攝像頭對應(yīng)連接一個(gè)信號燈控制器，用于對相應(yīng)信號燈控制器所控制的信號燈所在 的路口拍攝，獲得路口圖像，信號燈控制器對路口圖像壓縮編碼、打m)P包以輸出路口圖像 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)通過4G網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)信號燈控制器以獲得多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)，并基于多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對多個(gè)信號燈控制器所分別控制的多個(gè)信號燈自適應(yīng)控 制。
[0008] 更具體地，在所述交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，每一個(gè)信號燈控制器還包 括，圖像編碼器，連接信號燈控制器所對應(yīng)的攝像頭，對接收到的路口圖像壓縮編碼，獲得 路口圖像編碼數(shù)據(jù)；4G網(wǎng)絡(luò)接口，連接圖像編碼器，對路口圖像編碼數(shù)據(jù)打UDP包以獲得路 口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)，并通過4G網(wǎng)絡(luò)接 收控制數(shù)據(jù)；控制設(shè)備，連接4G網(wǎng)絡(luò)接口，根據(jù)接收到的控制數(shù)據(jù)控制對應(yīng)信號燈的紅燈 持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間；所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)還包括，信號燈控制器優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備，根據(jù) 管理人員的輸入，設(shè)定多個(gè)信號燈控制器的優(yōu)先級；4G網(wǎng)絡(luò)接口，連接4G網(wǎng)絡(luò)，對多個(gè)信號 燈控制器分別發(fā)送的多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解UDP包以獲得多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)，還將 決策控制設(shè)備輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送到對應(yīng)的信號燈控制器；圖像解 碼器，連接4G網(wǎng)絡(luò)接口，用于對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼，獲得多個(gè)路口圖像；擁堵指數(shù) 分析設(shè)備，連接圖像解碼器，用于對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量進(jìn)行分析，以分別 獲得多個(gè)路口擁堵指數(shù)；存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)，并預(yù)存信號燈聯(lián)動(dòng)算 法和預(yù)定擁堵指數(shù)閾值；決策控制設(shè)備，分別與信號燈控制器優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備、擁堵指數(shù)分 析設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和4G網(wǎng)絡(luò)接口連接，基于多個(gè)路口擁堵指數(shù)和多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)尋 找路口擁堵指數(shù)與對應(yīng)的歷史路口擁堵指數(shù)之差大于預(yù)定擁堵指數(shù)閾值的多個(gè)擁堵指數(shù) 變化明顯的路口，并基于多個(gè)信號燈控制器的優(yōu)先級，在多個(gè)擁堵指數(shù)變化明顯的路口分 別對應(yīng)的多個(gè)信號燈控制器中尋找優(yōu)先級最高的信號燈控制器作為優(yōu)先控制信號燈控制 器，基于優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)， 所述控制數(shù)據(jù)用于控制信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間，并基于信號燈聯(lián)動(dòng)算法確 定其他信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)，同時(shí)將多個(gè)路口擁堵指數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備以作為多個(gè)歷 史路口擁堵指數(shù)；其中，多個(gè)信號燈控制器分別控制的多個(gè)信號燈在同一路段，所述信號燈 聯(lián)動(dòng)算法用于實(shí)現(xiàn)對同一路段的多個(gè)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控 制，以在一個(gè)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間或綠燈持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，其他信號燈的紅燈持續(xù) 時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間相應(yīng)變化；其中，所述對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量進(jìn)行分 析，以分別獲得多個(gè)路口擁堵指數(shù)包括，路口擁堵指數(shù)與路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量 成正比，所述基于優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控 制數(shù)據(jù)包括，優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)越高，優(yōu)先控制信號燈控制器的控制 數(shù)據(jù)所控制的紅燈持續(xù)時(shí)間越短、綠燈持續(xù)時(shí)間越長。
[0009] 更具體地，所述交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述4G網(wǎng)絡(luò)為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。 [0010] 更具體地，所述交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述攝像頭為高清攝像頭，所 輸出的路口圖像的分辨率為1280X720,1920X1080或1420X1080。
[0011] 更具體地，所述交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述圖像編碼器基于MPEG-4 壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)對接收到的路口圖像壓縮編碼，所述圖像解碼器基于MPEG-4壓縮格式標(biāo)準(zhǔn) 對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼。
[0012] 更具體地，所述交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包括，多個(gè)管 理人員通信終端，分別通過4G網(wǎng)絡(luò)連接所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)的4G網(wǎng)絡(luò)接口，用于接收并查看 所述決策控制設(shè)備輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中：
[0014] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框 圖。
[0015] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的信號燈控 制器的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0016] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)端監(jiān)控 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將參照附圖對本發(fā)明的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳 細(xì)說明。
[0018] 由于城市中心區(qū)域?qū)Y源的過度聚集，例如，大型醫(yī)院一般設(shè)立在城市中心地帶， 市政府行政部門也分別在中心區(qū)域附近，娛樂場所設(shè)置在城市中心居民聚集區(qū)等，導(dǎo)致城 市居民的出行集中在城區(qū)。進(jìn)一步地，隨著人們生活水平的提高，汽車出行成為趨勢。這 樣，每在上班高峰期，或者周末娛樂集中時(shí)段，城區(qū)里的主要路段都呈現(xiàn)擁堵現(xiàn)象，一方面， 降低了出行的效率，給生活和工作帶來了不便，另一方面，低速運(yùn)行的汽車排出了更多的尾 氣，形成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。
[0019] 在增加道路通行空間、以經(jīng)濟(jì)手段調(diào)節(jié)交通流量之外，更好地規(guī)劃交通信號燈，使 得各個(gè)路口的交通通行流量達(dá)到最大，并保持同一路段的各個(gè)交通信號燈的良好聯(lián)動(dòng)，是 一種更科學(xué)更合理的路況改善方案，既節(jié)能環(huán)保，又開支不高，成為城市交通管理部門偏愛 的交通管理方式。但是，現(xiàn)有的交通信號燈規(guī)劃方案是基于時(shí)間段改變信號燈紅綠燈持續(xù) 時(shí)間，控制模式固定，各個(gè)路口的通行能力仍未被完全開發(fā)出來。
[0020] 本發(fā)明的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)確定同一路段的每一個(gè)路口 的擁堵程度，根據(jù)擁堵程度自適應(yīng)確定每一個(gè)路口的信號燈紅綠燈持續(xù)時(shí)間，最大程度地 開發(fā)出各個(gè)路口的通行能力，同時(shí)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，比現(xiàn)有方案更加靈活。
[0021] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框 圖，所述控制系統(tǒng)包括η個(gè)攝像頭1、η個(gè)信號燈控制器2和遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)3, η為大于1的 自然數(shù)，攝像頭1和信號燈控制器2 -一對應(yīng)，每一個(gè)攝像頭1對應(yīng)連接一個(gè)信號燈控制器 2,用于對相應(yīng)信號燈控制器2所控制的信號燈所在的路口拍攝，獲得路口圖像，信號燈控 制器2對路口圖像壓縮編碼、打UDP包以輸出路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)3通過4G 網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)信號燈控制器2以獲得多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并基于多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)對多個(gè)信號燈控制器2所分別控制的多個(gè)信號燈自適應(yīng)控制。
[0022] 下面，對交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更具體的說明。
[0023] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的信號燈控 制器2的結(jié)構(gòu)方框圖，每一個(gè)信號燈控制器2包括，圖像編碼器21，連接信號燈控制器2所 對應(yīng)的攝像頭1，對接收到的路口圖像壓縮編碼，獲得路口圖像編碼數(shù)據(jù)；4G網(wǎng)絡(luò)接口 22， 連接圖像編碼器21，對路口圖像編碼數(shù)據(jù)打UDP包以獲得路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，將路口圖像 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)3,并通過4G網(wǎng)絡(luò)接收控制數(shù)據(jù)；控制設(shè)備23， 連接4G網(wǎng)絡(luò)接口 22,根據(jù)接收到的控制數(shù)據(jù)控制對應(yīng)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù) 時(shí)間。
[0024] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)端監(jiān)控 平臺(tái)3的結(jié)構(gòu)方框圖。所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)3包括，信號燈控制器優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備31，根據(jù)管 理人員的輸入，設(shè)定多個(gè)信號燈控制器2的優(yōu)先級；4G網(wǎng)絡(luò)接口 34,連接4G網(wǎng)絡(luò)，對多個(gè)信 號燈控制器2分別發(fā)送的多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解UDP包以獲得多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)， 還將決策控制設(shè)備36輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)分別發(fā)送到對應(yīng)的信號燈控制器2 ; 圖像解碼器35,連接4G網(wǎng)絡(luò)接口 34,用于對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼，獲得多個(gè)路口圖 像；擁堵指數(shù)分析設(shè)備33,連接圖像解碼器35,用于對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù) 量進(jìn)行分析，以分別獲得多個(gè)路口擁堵指數(shù)；存儲(chǔ)設(shè)備32,用于存儲(chǔ)多個(gè)歷史路口擁堵指 數(shù)，并預(yù)存信號燈聯(lián)動(dòng)算法和預(yù)定擁堵指數(shù)閾值；決策控制設(shè)備36,分別與信號燈控制器 優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備31、擁堵指數(shù)分析設(shè)備33、存儲(chǔ)設(shè)備32和4G網(wǎng)絡(luò)接口 34連接，基于多個(gè) 路口擁堵指數(shù)和多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)尋找路口擁堵指數(shù)與對應(yīng)的歷史路口擁堵指數(shù)之 差大于預(yù)定擁堵指數(shù)閾值的多個(gè)擁堵指數(shù)變化明顯的路口，并基于多個(gè)信號燈控制器2的 優(yōu)先級，在多個(gè)擁堵指數(shù)變化明顯的路口分別對應(yīng)的多個(gè)信號燈控制器2中尋找優(yōu)先級最 高的信號燈控制器2作為優(yōu)先控制信號燈控制器，基于優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵 指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)，所述控制數(shù)據(jù)用于控制信號燈的紅燈持續(xù)時(shí) 間和綠燈持續(xù)時(shí)間，并基于信號燈聯(lián)動(dòng)算法確定其他信號燈控制器2的控制數(shù)據(jù)，同時(shí)將 多個(gè)路口擁堵指數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備32以作為多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)。
[0025] 其中，多個(gè)信號燈控制器2分別控制的多個(gè)信號燈在同一路段，所述信號燈聯(lián)動(dòng) 算法用于實(shí)現(xiàn)對同一路段的多個(gè)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，以 在一個(gè)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間或綠燈持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，其他信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和 綠燈持續(xù)時(shí)間相應(yīng)變化；所述對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量進(jìn)行分析，以分別獲 得多個(gè)路口擁堵指數(shù)包括，路口擁堵指數(shù)與路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量成正比，所述 基于優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)包括， 優(yōu)先控制信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)越高，優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)所控制的 紅燈持續(xù)時(shí)間越短、綠燈持續(xù)時(shí)間越長。
[0026] 其中，所述4G網(wǎng)絡(luò)可選為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，所述攝像頭1可選為高清攝像頭，所輸出 的路口圖像的分辨率為1280X720,1920X1080或1420X1080,所述圖像編碼器21基于 MPEG-4壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)對接收到的路口圖像壓縮編碼，所述圖像解碼器35基于MPEG-4壓縮 格式標(biāo)準(zhǔn)對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼，所述控制系統(tǒng)還可包括多個(gè)管理人員通信終端， 分別通過4G網(wǎng)絡(luò)連接所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)3的4G網(wǎng)絡(luò)接口 34,用于接收并查看所述決策控 制設(shè)備輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)。
[0027] 另外，4G，即第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)。該技 術(shù)包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，嚴(yán)格意義上來講，4G只是3. 5G，LTE盡管被宣傳為 4G無線標(biāo)準(zhǔn)，但他其實(shí)并未被3GPP認(rèn)可為國際電信聯(lián)盟所描述的下一代無線通訊標(biāo)準(zhǔn) IMT-Advanced,因此在嚴(yán)格意義上其還未達(dá)到4G的標(biāo)準(zhǔn)。只有升級版的LTE Advanced才 滿足國際電信聯(lián)盟對4G的要求。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、 音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比目前的家用寬帶ADSL(4兆） 快20倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視 調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越 性。
[0028] 4G移動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三層：物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng) 絡(luò)層提供接入和路由選擇功能，他們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能 有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接 口是開放的，他使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易，提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服 務(wù)，并運(yùn)行于多個(gè)頻帶。這一服務(wù)能自適應(yīng)多個(gè)無線標(biāo)準(zhǔn)及多模終端能力，跨越多個(gè)運(yùn)營者 和服務(wù)，提供大范圍服務(wù)。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸；抗干擾性強(qiáng)的高 速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù)；高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線；大容 量、低成本的無線接口和光接口；系統(tǒng)管理資源；軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移 動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用（0FDM)為技術(shù)核心。
[0029] 另外，MPEG-4是一套用于音頻、視頻信息的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)和國際電工委員會(huì)（IEC)下屬的"動(dòng)態(tài)圖像專家組"（Moving Picture Experts Group，即MPEG)制定，第一版在1998年10月通過，第二版在1999年12月通過。MPEG-4格 式的主要用途在于網(wǎng)上流、光盤、語音發(fā)送（視頻電話），以及電視廣播。
[0030] MPEG-4包含了 MPEG-ι及MPEG-2的絕大部份功能及其他格式的長處，并加入及擴(kuò) 充對虛擬現(xiàn)實(shí)模型語言VRML的支持，面向?qū)ο蟮暮铣蓹n案（包括音效，視訊及VRML對象）， 以及數(shù)字版權(quán)管理（DRM)及其他互動(dòng)功能。而MPEG-4比MPEG-2更先進(jìn)的其中一個(gè)特點(diǎn)， 就是不再使用宏區(qū)塊做影像分析，而是以影像上個(gè)體為變化記錄，因此盡管影像變化速度 很快、碼率不足時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)方塊畫面。
[0031] 采用本發(fā)明的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，針對現(xiàn)有交通路口信號燈規(guī)劃方 案的控制模式固定、無法實(shí)時(shí)跟上各個(gè)路口實(shí)際的交通狀況、控制效率不高的技術(shù)問題，采 用4G無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑ＷC數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確、全范圍覆蓋的傳輸，同時(shí)對各個(gè)路口采 集到的圖像進(jìn)行車輛識別、車輛數(shù)量統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)一步計(jì)算出各個(gè)路口的擁堵指數(shù)，基于各個(gè) 路口的擁堵指數(shù)的變化情況，制定各個(gè)路口處的各個(gè)信號燈的聯(lián)動(dòng)模式，最大程度地利用 了各個(gè)路口的交通道路，對城市道路堵塞的緩解起到了一定的積極作用。
[0032] 可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以 限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下， 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等 同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對 以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括多個(gè)攝像頭、 多個(gè)信號燈控制器和遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)，攝像頭和信號燈控制器一一對應(yīng)，每一個(gè)攝像頭對應(yīng) 連接一個(gè)信號燈控制器，用于對相應(yīng)信號燈控制器所控制的信號燈所在的路口拍攝，獲得 路口圖像，信號燈控制器對路口圖像壓縮編碼、打UDP包以輸出路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端監(jiān) 控平臺(tái)通過4G網(wǎng)絡(luò)連接多個(gè)信號燈控制器以獲得多個(gè)路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并基于多個(gè)路 口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對多個(gè)信號燈控制器所分別控制的多個(gè)信號燈自適應(yīng)控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 每一個(gè)信號燈控制器還包括 圖像編碼器，連接信號燈控制器所對應(yīng)的攝像頭，對接收到的路口圖像壓縮編碼，獲得 路口圖像編碼數(shù)據(jù)； 4G網(wǎng)絡(luò)接口，連接圖像編碼器，對路口圖像編碼數(shù)據(jù)打UDP包以獲得路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)，將路口圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)，并通過4G網(wǎng)絡(luò)接收控制數(shù)據(jù)； 控制設(shè)備，連接4G網(wǎng)絡(luò)接口，根據(jù)接收到的控制數(shù)據(jù)控制對應(yīng)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間 和綠燈持續(xù)時(shí)間； 所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)還包括 信號燈控制器優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備，根據(jù)管理人員的輸入，設(shè)定多個(gè)信號燈控制器的優(yōu)先 級； 4G網(wǎng)絡(luò)接口，連接4G網(wǎng)絡(luò)，對多個(gè)信號燈控制器分別發(fā)送的多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解 UDP包以獲得多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)，還將決策控制設(shè)備輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)通過4G網(wǎng)絡(luò) 分別發(fā)送到對應(yīng)的信號燈控制器； 圖像解碼器，連接4G網(wǎng)絡(luò)接口，用于對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼，獲得多個(gè)路口圖 像； 擁堵指數(shù)分析設(shè)備，連接圖像解碼器，用于對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量進(jìn) 行分析，以分別獲得多個(gè)路口擁堵指數(shù)； 存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)，并預(yù)存信號燈聯(lián)動(dòng)算法和預(yù)定擁堵指數(shù) 閾值； 決策控制設(shè)備，分別與信號燈控制器優(yōu)先級設(shè)定設(shè)備、擁堵指數(shù)分析設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和 4G網(wǎng)絡(luò)接口連接，基于多個(gè)路口擁堵指數(shù)和多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)尋找路口擁堵指數(shù)與對 應(yīng)的歷史路口擁堵指數(shù)之差大于預(yù)定擁堵指數(shù)閾值的多個(gè)擁堵指數(shù)變化明顯的路口，并基 于多個(gè)信號燈控制器的優(yōu)先級，在多個(gè)擁堵指數(shù)變化明顯的路口分別對應(yīng)的多個(gè)信號燈控 制器中尋找優(yōu)先級最高的信號燈控制器作為優(yōu)先控制信號燈控制器，基于優(yōu)先控制信號燈 控制器的路口擁堵指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)，所述控制數(shù)據(jù)用于控制信 號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間，并基于信號燈聯(lián)動(dòng)算法確定其他信號燈控制器的控 制數(shù)據(jù)，同時(shí)將多個(gè)路口擁堵指數(shù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)設(shè)備以作為多個(gè)歷史路口擁堵指數(shù)； 其中，多個(gè)信號燈控制器分別控制的多個(gè)信號燈在同一路段，所述信號燈聯(lián)動(dòng)算法用 于實(shí)現(xiàn)對同一路段的多個(gè)信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持續(xù)時(shí)間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，以在一個(gè) 信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間或綠燈持續(xù)時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，其他信號燈的紅燈持續(xù)時(shí)間和綠燈持 續(xù)時(shí)間相應(yīng)變化； 其中，所述對多個(gè)路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量進(jìn)行分析，以分別獲得多個(gè)路口擁 堵指數(shù)包括，路口擁堵指數(shù)與路口圖像中等待紅燈的車輛數(shù)量成正比，所述基于優(yōu)先控制 信號燈控制器的路口擁堵指數(shù)確定優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)包括，優(yōu)先控制信號 燈控制器的路口擁堵指數(shù)越高，優(yōu)先控制信號燈控制器的控制數(shù)據(jù)所控制的紅燈持續(xù)時(shí)間 越短、綠燈持續(xù)時(shí)間越長。
3. 如權(quán)利要求2所述的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述4G網(wǎng)絡(luò)為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。
4. 如權(quán)利要求2所述的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述攝像頭為高清攝像頭，所輸出的路口圖像的分辨率為1280 X 720，1920 X 1080或 1420X1080。
5. 如權(quán)利要求2所述的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于： 所述圖像編碼器基于MPEG-4壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)對接收到的路口圖像壓縮編碼，所述圖像 解碼器基于MPEG-4壓縮格式標(biāo)準(zhǔn)對多個(gè)路口圖像編碼數(shù)據(jù)解碼。
6. 如權(quán)利要求2所述的交通路口信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng) 還包括： 多個(gè)管理人員通信終端，分別通過4G網(wǎng)絡(luò)連接所述遠(yuǎn)端監(jiān)控平臺(tái)的4G網(wǎng)絡(luò)接口，用于 接收并查看所述決策控制設(shè)備輸出的多個(gè)控制數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G08G1/081GK104157155SQ201410419120
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月24日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:無錫北斗星通信息科技有限公司