[发明专利]一种智能交通信号灯控制系统与控制方法

权利要求书

1.一种智能交通信号灯控制方法，其特征在于，该方法所对应的系统包括设置在道路上人行横道处的第一交通信号灯以及第二交通信号灯，分别用于指挥道路方向和人行横道方向的通行或禁行；其特征在于，所述的人行横道的两端对称设置有多个等待区，在每个等待区内均设置有多个等待位，每个等待位中铺设有一个发电装置；所述的等待区包括行人等待区、自行车等待区以及电动车等待区；

所述的发电装置包括开设在地面上的安装槽，安装槽底部铺设有支撑底板，支撑底板上安装有发电机组，在发电机组和支撑底板之间设置有压电传感器；所述的安装槽上装配有踏板，踏板与支撑底板之间设置有伸缩杆，伸缩杆的外部套装有支撑弹簧；所述的踏板底部设置有用于驱动所述发电机组的驱动齿条；

所述的控制系统还包括控制器、测速仪以及蓄电池，所述的测速仪安装在第一交通信号灯上，测速仪、压电传感器以及所述的第一交通信号灯、第二交通信号灯均与所述控制器连接；所述的发电装置与蓄电池连接，蓄电池用于向控制系统供电；

所述的方法包括以下步骤：

步骤1，初始化，设置第一交通信号灯中的绿灯点亮，第二交通信号灯中的红灯点亮；

步骤2，通过道路上的测速仪检测其所在的行车道上车辆通过第一交通信号灯后的行驶速度是否为0，如果某行车道上未检测到车辆通过或检测到行驶速度不为0，均认为该行车道当前行驶速度不为0；

步骤3，如果所有车道当前行驶速度均为0并保持一段时间，则将第一交通信号灯的绿灯经过黄灯后切换成红灯，将第二交通信号灯的红灯经过黄灯切换成绿灯；

步骤4，如果不是所有行车道当前行驶速度均为0，则对压电传感器采集的信号进行分析，判断等待区是否有行人、自行车电动车等待过马路，以及当前等待过马路的行人、自行车和电动车的数量，并判断行人中是否有未成年人、行人是否着急过马路；

步骤5，如果当前等待区没有行人、自行车和电动车，则保持第一交通信号灯、第二交通信号灯不变；

步骤6，如果当前等待区有行人、自行车或电动车需要过马路，则根据行人、自行车和电动车数量以及行人中是否有未成年人、行人是否有着急过马路的情况来确定等待区的等待时长T，以及应通行时长t；

等待时长T的确定方法如下：

步骤6.1，记行人等待区中，所有等待位中压电传感器的编号依次为n₁，n₂，n₃；如果压电传感器的触发顺序为n₁、n₂、n₁、n₂、n₁、n₂或n₁、n₃、n₁、n₃、n₁、n₃或n₂、n₃、n₂、n₃、n₂、n₃，则认为行人着急过马路，此时设置等待时长T＝3s；

步骤6.2，如果判断行人不着急过马路，则按照以下公式计算T：

其中：

上面的公式中：

T₁表示行人等待时长，T₁′表示行人初设等待时长，N₁表示行人等待区中除了第一个行人之外行人的个数，T₁¹表示第二个到达行人等待区的行人与第一个到达行人等待区的行人之间的时间间隔，表示第N₁+1个到达行人等待区的行人与N₁个到达行人等待区的行人之间的时间间隔；

T₂表示自行车等待时长，T₂′表示自行车初设等待时长，N₂表示自行车等待区中除了第一辆自行车之外的自行车数量，T₂²表示第二个到达自行车等待区的自行车与第一个到达自行车等待区的自行车之间的时间间隔，表示第N₂+1个到达自行车等待区的自行车与N₂个到达自行车等待区的自行车之间的时间间隔；

T₃表示电动车等待时长，T₃′表示电动车初设等待时长，N₃表示电动车等待区除了第一辆电动车之外的电动车数量，T₃³表示第二个到达电动车等待区的电动车与第一个到达电动车等待区的电动车之间的时间间隔，表示第N₃+1个到达电动车等待区的电动车与N₃个到达电动车等待区的电动车之间的时间间隔；

应通行时长t的确定方法如下：

t＝max(t₁,t₂,t₃)

其中：

上面的公式中：

l表示道路宽度，t₁表示行人通过时长，v₁表示行人行走的平均速度，如果行人中有未成年人，v₁取未成年人行走平均速度，如果行人中没有未成年人，v₁取行人行走平均速度；t₂表示自行车通过时长，v₂表示自行车行走的平均速度；t₃表示电动车通过时长，v₃表示电动车行走的平均速度，n₁、n₂、n₃分别表示行人、自行车和电动车的行数；

步骤7，控制器判断等待区自有第一个行人/自行车/电动车至当前时刻的时间T₀是否超过上述计算出来的等待时长T，如果T₀>T，则将第一交通信号灯的绿灯经过黄灯后切换成红灯，将第二交通信号灯的红灯经过黄灯切换成绿灯；

步骤8，如果第一交通信号灯、第二交通信号灯切换后持续的时长大于上述的t，则将第一交通信号灯的红灯经过黄灯后切换成绿灯，将第二交通信号灯的绿灯经过黄灯切换成红灯；

步骤9，重复步骤2至步骤8。