[发明专利]一种用于十字路口的红绿灯智能调控系统

说明书

本发明公开了一种用于十字路口的红绿灯智能调控系统，包括路口监控网络、路口边缘计算模块、局域网通讯模块、红绿灯控制模块和云端综合调控系统；路口监控网络将路口车辆监控视频上传至路口边缘计算模块，边缘计算模块运行以ResNet50为骨干网络的CenterNet车辆目标检测模型与信号灯智能配时算法，输出路口四交通相位信号灯最佳配时方案并将方案通过局域网交换机传送至红绿灯控制器与云端综合调控系统。云端综合调控系统监控路口车流量数据与配时数据，若判定某路口严重堵塞则启动紧急干预算法，通过局域网交换机直接控制红绿灯时长，降低堵塞路口输入车流量。本发明实现了缓解拥堵，提高通行效率的效果，产品支持模块化组装，使用灵活，成本较低。

技术领域

本发明属于交通领域，涉及一种交通设施，具体涉及一种用于十字路口的红绿灯智能调控系统，用于对十字路口的交通实时调整。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，城镇化逐渐扩大，城市人口相对集中，机动车保有量迅猛增长，进而使道路交通需求急剧增加，城市交通拥堵随之加剧。拥堵状况不仅造成经济损失，也影响了人们的出行效率。

十字路口是道路和车辆的交汇处，也是交通拥堵现象最严重的区域。部署在十字路口处交通信号灯的作用是指挥交通流有序通过交叉路口，因此信号灯的配时方案是影响交通情况的一个重要因素。在信号灯固定时长的情况下，车辆经常会出现频繁的加减速变换和启停行为，从而导致不必要的油耗和污染排放。

发明内容

本发明要解决的技术问题是缓解由于交通信号配时不合理造成的车辆拥堵现象，提供一种用于十字路口的车流量检测与红绿灯智能调控方法及系统，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于十字路口的红绿灯智能调控系统，其特征在于：包括路口监控网络、路口边缘计算模块、局域网通讯模块、红绿灯控制模块和云端综合调控系统；

所述路口监控网络包括若干安装于十字路口的摄像头，摄像头采集十字路口车辆的视频流信息，并将视频流信息通过数据线传送至路口边缘计算模块；

所述路口边缘计算模块包括带车流量检测神经网络模型和红绿灯配时模型的深度学习GPU处理器，深度学习GPU处理器接收路口监控网络的视频流信息并对视频进行处理，运行车流量检测神经网络模型输出每个车道的车流量信息，并将车流量信息输入红绿灯配时模型后输出最佳的配时方案，同时将车流量信息数据通过局域网通讯模块传输至云端综合调控系统；

所述局域网通讯模块包括局域网交换机和通讯线缆，所述局域网交换机通过网口连接路口边缘计算模块、云端综合调控系统及红绿灯控制模块，利用TCP/IP协议完成信息交互，形成局域网系统；

所述红绿灯控制模块，通过局域网通讯模块接收来自路口边缘计算模块的最佳配时方案，并根据最佳配时方案控制红绿灯运行；

所述云端综合调控系统包括云端调控服务器，云端调控服务器通过局域网通讯模块接收路口边缘计算模块上传的车流量信息，对路口车辆状况进行分析，若判定路口为严重拥堵，则启动紧急干预算法，降低拥堵路况输入。

进一步地，所述路口边缘计算模块中配时方案指交叉口信号灯总周期与四个交通相位的绿灯时长，所述四个交通相位分别为东西直行、东西左转、南北直行及南北左转，所述信号灯总周期为四个交通相位绿灯时长之和。

本发明还提供一种用于十字路口的红绿灯智能调控方法，也即所述路口边缘计算模块中交叉口配时方案算法如下：

S1、逐帧处理将摄像头获取视频流信息中的监控视频转变为图片格式；

S2、通过CenterNet车辆目标检测模型分析分别获得通过四个交通相位中每个交通相位检测区所有车道上的车辆总数q_i，i为交通相位编号；