[发明专利]一种车辆与信号灯信息交互及自适应控制系统

权利要求书

1.一种车辆与信号灯信息交互及自适应控制系统，包括车辆与信号灯信息交互子系统、预警子系统和信号灯自适应控制子系统三个部分，其特征在于：

所述车辆与信号灯信息交互子系统包括车辆终端和信号灯终端两部分，所述的车辆终端包括：zigbee无线通信模块cc2530、车辆终端控制单元、gps模块、led显示模块和蜂鸣器模块；所述的信号灯终端包括：zigbee无线通信模块cc2530、信号灯终端控制单元、信号灯显示模块；信号灯将当前信号灯状态以及剩余时长通过无线通信模块，以广播形式传递到各个车辆终端的zigbee无线通信模块cc2530，再传输到车辆终端控制单元；

车辆终端的gps模块将当前车辆位置与车速信息传送给车辆终端控制单元；

车辆终端控制单元根据接收的以上信息，由预警子系统生成提示信息，并将提示信息传送给led显示模块与蜂鸣器模块；

车辆终端将当前车辆位置与车速信息，通过zigbee无线通信模块cc2530，以单播形式传送给信号灯终端的zigbee无线通信模块cc2530，再传输到信号灯终端控制单元；

信号灯终端控制单元根据各车辆终端控制单元传送过来的当前车辆位置信息，汇总成当前车流信息，由信号灯自适应控制子系统生成配时信息，并将配时信息传送给信号灯终端的zigbee无线通信模块cc2530和信号灯显示模块。

2.根据权利要求1所述的一种车辆与信号灯信息交互及自适应控制系统，其特征在于：所述的预警子系统，其采用的预警方法包括以下步骤：

步骤一：检测车辆距停止线距离L,速度V₀，信号灯信号状态以及剩余时长t₀；

步骤二：判断当前信号为绿灯、红灯还是黄灯，当前信号状态剩余时长t₀是否>10s；

步骤三：如果剩余时长t₀>10s，不对车辆进行引导，绿灯时提示其正常行驶，红灯或黄灯时提示其无法通过；如果剩余时长t₀<＝10s,需要对车辆进行引导；

步骤四：引导车辆，计算如果当前为绿灯且t＜＝t₀，则提示车辆可以匀速通过；如果t＞t₀，计算如果t₁＞t₀则提示车辆无法通过当前绿灯，否则如果t₁＜t₀则提示车辆加速；如果当前为红灯或黄灯且t>＝t₀，则提示车辆可以匀速行驶，否则如果t₁<t₀则提示其减速行驶。

3.根据权利要求1或2所述的一种车辆与信号灯信息交互及自适应控制系统，其特征在于：

所述信号灯自适应控制子系统采取如下的信号灯自适应配时方法：以5秒为检测周期，按照以下步骤执行信号灯自适应配时过程：

步骤一：使用韦伯斯特算法先确定各相位的最长绿灯时间C_i；

C_i＝G_i-最小绿灯保护时间

G_i为各相位有效绿灯时间

步骤二：车辆终端将当前车辆位置和车速信息传给信号灯终端，信号灯终端计算车流量信息，依据下式计算车道占有率；

车道占有率＝车流量/饱和流量

步骤三：判断信号灯所处状态是否为黄灯或已进入最小绿灯保护时间段内，若是则跳转到步骤一，进入下一检测周期，否则进入步骤四；

步骤四：切换到绿灯相位，检测此相位的绿灯时长T_i是否小于各相位的最长绿灯时间C_i，如果小于C_i，且车道占有率大于0.5，则表明该相位有增加绿灯时长的需求，则将此相位绿灯时长T_i增加5s；否则表示没有增加绿灯时长的需求，则进入最小绿灯保护时间段，则跳转到步骤一，进入下一检测周期；

如果此相位的信号周期大于或等于各相位最长绿灯时间C_i，则直接进入最小绿灯保护时间段，跳转到步骤一，进入下一检测周期。

4.根据权利要求3所述的一种车辆与信号灯信息交互及自适应控制系统，其特征在于：

所述最小绿灯保护时间是不可以被信号灯自适应控制子系统所改变的最短绿灯时间，设定为10s，则最小绿灯保护时间段定义为从绿灯相位截止时间开始倒数10s所得时间点到绿灯相位截止时间为止的时长为10s的一个时间段；如进入最小绿灯保护时间段内，则不再执行信号灯自适应配时方法了，进入下一检测周期。