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    重庆时时彩开奖结果历史: 一种基于CPS的道路信号灯控制系统及其方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201710062595.7

    申请日:

    2017.01.25

    公开号:

    CN106683448A

    公开日:

    2017.05.17

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G08G 1/08申请日:20170125|||公开
    IPC分类号: G08G1/08 主分类号: G08G1/08
    申请人: 东南大学
    发明人: 李必信; 段鹏飞; 周颖
    地址: 211189 江苏省南京市江宁区东南大学路2号
    优先权:
    专利代理机构: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710062595.7

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.09|||2017.05.17

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于CPS的道路信号灯控制系统及其方法。系统利用传感器来检测道路的车流量,对获取的数据通过CPS结点设备进行收集、处理和转发,从而对交通信号灯红灯和绿灯的时长做出实时调整与控制。系统的目的是解决车流量较大时红灯时间过长,排队等待车辆过多所导致的交通拥堵问题,能够根据实际的情况发挥道路最大的运载能力。除此之外,在这套系统可以根据实际情况,自动进行交通信号灯的控制,减少了人力的消耗,这也适应了未来智能交通的发展趋势。

    权利要求书

    1.一种基于CPS的道路信号灯控制系统,其特征在于,该系统包括:
    压力传感器组,用于检测车辆的通过;
    CPS结点设备,与所述的压力传感器组相连,用于信息的收集和发送;
    监控中心,与所述的CPS结点设备相连,用于监测道路车辆的通行状况,并对信号灯进
    行控制。
    2.如权利要求1所述的基于CPS的道路信号灯控制系统及其方法,其特征在于,所述的
    压力传感器组铺设在十字路口各车道流出口以及流入口,所述十字路口有由南向北、由北
    向南、由西向东和由东向西四个行车方向,每个方向上分别用来检测当前行车方向直行,左
    转弯,右转弯和汇入车流量的压力传感器组成一个传感器组,压力传感器组与CPS结点设备
    相连,压力传感器将物理形变转换为电信号,经过A/D转换通过串口传输给CPS结点设备。
    3.如权利要求1或2所述的基于CPS的道路信号灯控制系统,其特征在于,所述的CPS结
    点设备是由具有数据采集、处理和转发功能的单片机及其外围设备组成,每一个压力传感
    器组对应一个CPS结点设备,CPS结点设备对压力传感器组传输的信号进行判断,确认是否
    是车辆的通过,并将车流量信息传输给控制中心。
    4.如权利要求3所述的基于CPS的道路信号灯控制系统,其特征在于,所述的CPS结点设
    备对压力传感器组传输的信号进行判断,包括以下两个方面:
    CPS结点设备每隔10ms从压力传感器读取数据,若读取的数据为0,则表示当前无车辆
    通过;当读取的数据不为0时,若获得的数据与上次相同则表示当前车辆未完全通过,若不
    相同,则表示前车已经通过,此时计数器加1;
    CPS结点设备对压力传感器传输的数据进行过滤,如果当前读取的数据不为0,但数值
    与机动车通过时产生的数据不在同一个数量级上时,则CPS结点设备忽略本次数据,从压力
    传感器重新读取数据,否则,判断为有车辆正在通过。
    5.如权利要求1或2所述的基于CPS的道路信号灯控制系统,其特征在于,所述的监控中
    心所要执行的任务包括:
    (1)根据不同位置的CPS结点设备所采集的车流量信息,直观呈现城市各个十字路口当
    前道路的通行状况;
    (2)根据某一十字路路口CPS结点设备采集到的车流量信息,对这一十字路口相邻的其
    它十字路口车流量进行预测,根据预测结果对交通信号灯的时长进行控制。
    6.如权利要求5所述的基于CPS的道路信号灯控制系统,其特征在于,所述监控中心对
    这一十字路口相邻的其它十字路口车流量进行预测的流程如下:
    (1)一个周期中由南北方向和东西方向,绿灯和红灯的时长分别通过如下公式进行计
    算:
    <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>C</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>W</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>C</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
    式中C表示一个红绿灯周期的总时间,TNS表示南北通行方向在一个周期中绿灯的时长,
    TEW表示东西通行方向在一个周期中绿灯的时长。nN、nS、nE、nW表示每个行车方向上压力传感
    器检测到的汇入车流量;
    (2)对于每一通行方向,由于右转弯方向不设置禁行,左转弯绿灯时长和直行绿灯时长
    通过以下公式进行计算:
    <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
    式中T表示当前通行方向绿灯时长,TL表示左转弯通行时长,TS表示直行通行时长,nL、
    nS、nR分别表示上次红绿灯周期中压力传感器检测到的左转弯,直行和右转弯车辆的数量。
    7.一种基于CPS的道路信号灯控制方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
    1)压力传感器组采集道路车辆通行数据,并将采集到的数据传输给CPS结点设备;
    2)CPS结点设备对接收到的压力传感器组的数据进行处理,得到通过车流量信息,将车
    流量信息传输给监控中心;
    3)监控中心综合各个路口采集到的车流量信息,对城市道路车流量进行预测;
    4)根据预测的结果设置每个十字路口交通信号灯的时长,并对信号灯进行控制。
    8.根据权利要求7所述的基于CPS的道路信号灯控制方法,其特征在于,所述步骤1)中,
    压力传感器组铺设在十字路口各车道流出口以及流入口,所述十字路口有由南向北、由北
    向南、由西向东和由东向西四个行车方向,每个方向上分别用来检测当前行车方向直行,左
    转弯,右转弯和汇入车流量的压力传感器组成一个传感器组,压力传感器组与CPS结点设备
    相连,压力传感器将物理形变转换为电信号,经过A/D转换通过串口传输给CPS结点设备。
    9.根据权利要求7所述的基于CPS的道路信号灯控制方法,其特征在于,所述步骤2)中,
    CPS结点设备对压力传感器组传输的信号进行以下两个方面的处理:
    CPS结点设备每隔10ms从压力传感器读取数据,若读取的数据为0,则表示当前无车辆
    通过;当读取的数据不为0时,若获得的数据与上次相同则表示当前车辆未完全通过,若不
    相同,则表示前车已经通过,此时计数器加1;
    CPS结点设备对压力传感器传输的数据进行过滤,如果当前读取的数据不为0,但数值
    与机动车通过时产生的数据不在同一个数量级上时,则CPS结点设备忽略本次数据,从压力
    传感器重新读取数据,否则,判断为有车辆正在通过。
    10.根据权利要求7、8或9所述的基于CPS的道路信号灯控制方法,其特征在于,所述步
    骤3)中,监控中心按照如下方式对城市道路车流量进行预测:
    (1)一个周期中由南向北和由北向南与由东向西和由西向东通行于禁行时间通过如下
    公式进行计算:
    <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>C</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>W</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>N</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>E</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>W</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>C</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
    式中C表示一个红绿灯周期的总时间,TNS表示南北通行方向在一个周期中绿灯的时长,
    TEW表示东西通行方向在一个周期中绿灯的时长。nN、nS、nE、nW表示每个行车方向上压力传感
    器检测到的汇入车流量;
    (2)对于每一通行方向,由于右转弯方向不设置禁行,左转弯绿灯时长和直行绿灯时长
    通过以下公式进行计算:
    <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>T</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mrow> <msub> <mi>n</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>S</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>R</mi> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>&times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
    式中T表示当前通行方向绿灯时长,TL表示左转弯通行时长,TS表示直行通行时长,nL、
    nS、nR表示上次红绿灯周期中压力传感器检测到的左转弯,直行和右转弯车辆的数量。

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    一种 基于 CPS 道路 信号灯 控制系统 及其 方法
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