[发明专利]车辆行至交叉路口恰逢绿灯的速度预测装置及方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及车辆行驶速度预测装置及方法

二、背景技术

随着我国经济的快速稳步发展和人们生活质量的逐年提升，大量汽车涌入城市已经成为公路交通的一大难点。解决交通拥堵最为有效的手段就是科学高效的管理，关键在于车辆的精准化管治，交通控制中心实时探测车辆位置、行驶速度和行驶方向可以为实时优化交通提供重要的数据支撑，提出一种方案既能够增强车辆用户自身的便利性又能够使其乐意实时分享车辆位置就显得尤其重要。实时预测车辆行驶速度，使其到达交叉路口恰逢相应绿灯，给用户提供便利的同时也为交通控制中心提供了车流量实时数据，达到了双赢的效果。

现有预测车辆行驶速度的方法很少，尤其是车辆行至交叉路口恰逢相应绿灯的速度预测装置及方法。笔者于2013年7月在《计算机测量与控制》期刊上发表了一篇学术论文《行驶车辆智能速度控制系统设计》，简要介绍了车辆行至交叉路口恰逢相应绿灯的速度预测原理，为了克服沿路布控无线传感器实施性差的难题，进一步提高车辆行驶速度预测的实时性和准确性，推动该技术方便人们乘车出行，给人们驾驶或乘坐汽车带来愉悦的心情，切实疏缓交通压力，提出了车辆行至交叉路口恰逢绿灯的速度预测装置及方法。

三、发明内容

车辆行至交叉路口恰逢绿灯的速度预测装置及方法主要包括两个部分，速度预测装置和相配套的信息处理流程。

速度预测装置如图1所示，包括用户端、定位基站、通信基站、控制中心、交通灯显示终端和连接线。用户端内置地图，通过无线射频分别同定位基站、通信基站连接，完成同二者的信息交互；通信基站与控制中心连接，给用户端与控制中心之间的信息交换搭建了桥梁；控制中心与交通灯显示终端连接，实时控制交通灯的相位。

通过该套装置获得和计算两部分信息，其一是行驶车辆到达交叉路口的路程L，其二是交叉路口交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置。这两部分信息的获得无先后顺序，其方法如下：

①用户端的位置通过定位基站确定，交叉路口的位置可以通过两种方式获取，其一是由用户端内置地图获取，其二是控制中心通过其内置地图获取。用曲线拟合求微积分或者多条直线段逼近的方法估算出车辆到交叉路口的路程L。

②控制中心给出交叉路口交通灯各相位配时和当前时间在交通灯本周期的位置。

获得这两部分信息之后，由交通灯各相位配时计算出交通灯的周期T，再根据当前时间在交通灯本周期的位置求出车辆到达交叉路口所需的不足一个交通灯周期的时间余数，该时间余数加上交通灯周期的若干倍作为车辆到达交叉路口所需的时间，路程L除以该时间就得出车辆到达交叉路口恰逢相应绿灯的预测速度。

预测速度的计算可以分散在用户端，也可以集中在控制中心，还可以引入第三方地图运营商，由地图运营商集中计算。

车辆行至交叉路口恰逢绿灯的另一种速度预测装置如图9所示，预测速度显示终端与控制中心相连接，控制中心与交通灯显示终端相连接。预测速度显示终端安置于公路旁，距离交叉路口有一定路程，长度为L′，控制中心内置有该路程。控制中心根据交通灯各相位配时计算出交通灯的周期T′，再根据当前时间在交通灯本周期的位置求出车辆到达交叉路口所需的不足一个交通灯周期的时间余数，该时间余数加上交通灯周期的若干倍作为车辆到达交叉路口所需的时间，路程L′除以该时间就得出车辆到达交叉路口恰逢相应绿灯的预测速度，预测速度求出后再发送给预测速度显示终端予以显示。因为时间是连续消逝的，所以预测速度也是动态变化的，驾驶人员根据实时看到的显示终端上的预测速度进行驾驶，到达交叉路口也能够恰逢相应绿灯。

行驶车辆使用本套装置及方法后，到达交叉路口恰逢相应绿灯，给乘车人员和驾驶人员带来愉悦的感受，提高了驾驶人员的积极性和注意力，增强了趣味性，降低了疲劳感和急躁感；能够有效减少驾驶人员遇红灯后焦急等待而可能出现的抢道现象，降低了交叉路口车祸发生的概率；极大降低了大批车辆出行等待绿灯的概率，促使人们更加合理的规划出行时间，提高了效率，同时疏缓了交通压力。

四、附图说明

图1车辆行驶速度预测装置结构

图2车辆行驶速度预测优选装置示例

图3车辆行驶速度预测优选路程示例

图4车辆行驶速度预测优选交通灯相位配时示例

图5车辆行驶速度预测优选用户端与控制中心信息交换示例

图6车辆行驶速度预测优选当前时间在本周期的位置示例

图7车辆行驶速度预测优选信息获取与处理流程示例

图8车辆行驶速度预测优选交通灯相位控制示例