[发明专利]一种基于FPGA的交通道路流量均衡方法、系统及装置

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的交通道路流量均衡方法、系统及装置，属于FPGA应用技术领域，包括车流量均衡板卡设计和FPGA模块设计，所述车流量均衡板卡用于完成城市道路车流量的分析，交通信号灯与交警的实时调控、与外设的信息交互，并完成FPGA的供电、时钟输入及多种形式的IO通信；包括FPGA、存储设备、输入输出接口、外围电子设备以及PCB板；所述FPGA模块用于提供必须的FPGA工程模块结构以及具体数据处理方式，包括数据接收子模块，数据转换子模块，模型分析子模块，数据处理子模块，行为判断子模块及PCIE子模块。本发明能够均衡各个道路的车流量，解决高峰时期交通拥堵问题，方便人们的日常出行。

技术领域

本发明涉及FPGA应用技术领域，具体地说是一种基于FPGA的交通道路流量均衡方法、系统及装置。

背景技术

随着社会生活水平的高速发展，人民生活水平显著提高，家庭用车需求明显增长，近三年全国机动车保有量保持快速增长。随着机动车数量的增加，全国的交通系统调控成为关键问题，在上下班高峰时刻，城市关键路径拥堵状况严重，并且由于交警数量相对于城市道路数量较少，红绿灯调控模式不够智能，导致各道路车流量不均衡，影响人们的日常出行，该问题亟待研究者解决。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种基于FPGA的交通道路流量均衡方法、系统及装置，能够均衡各个道路的车流量，解决高峰时期交通拥堵问题，方便人们的日常出行。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于FPGA的交通道路流量均衡方法，包括车流量均衡板卡设计和FPGA模块设计，

所述车流量均衡板卡用于完成城市道路车流量的分析，交通信号灯与交警的实时调控、与外设的信息交互，并完成FPGA的供电、时钟输入及多种形式的IO通信；车流量均衡板卡包括FPGA、存储设备、输入输出接口、外围电子设备以及PCB板；其中，FPGA将输入的城市道路监控图像进行筛查与分析，提取当前路口的车流量特征信息，根据特征信息与给定拥塞等级建立道路流量模型，应用FPGA的并行处理能力，分析监控系统中各个路口的车流量，并建立相应的道路流量模型，综合所有的道路流量模型，通过特定算法得到各个路口交通信号灯的调控模式，并根据需要判断是否联络附近交警进行辅助调控，最后将信号灯调控信号与判断结果输出到PC端；PCB板负责为FPGA、存储设备、输入输出接口及外围电子器件提供载体；

所述FPGA模块用于提供必须的FPGA工程模块结构以及具体数据处理方式；FPGA模块包括数据接收子模块，数据转换子模块，模型分析子模块，数据处理子模块，行为判断子模块及PCIE子模块。

本方法基于FPGA实现车流量智能均衡，应用FPGA的高速数据处理能力与遍布全国的监控网络，进行数据处理和模型分析，统筹各个路口的车流量情况实时调控路口的红路灯模式，并根据需要联络附近交警进行人工调控，以此均衡各个道路的车流量，解决高峰时期交通拥堵问题，方便人们的日常出行，可应用于交通领域。

进一步的，所述存储设备包括Flash，DDR4设备，Flash存储FPGA的逻辑程序，实现FPGA的上电固化；DDR4存储道路流量模型数据。

优选的，所述输入输出接口包括千兆网口、PCIE接口、JTAG接口，千兆网口负责接收交通监控系统实时监测信息，PCIE接口负责FPGA与PC的高速通信，JTAG接口负责FPGA逻辑程序的烧录与调试。

优选的，所述外围电子器件包括电源芯片、时钟芯片以及必要的电阻电容。

优选的，板卡上电后，通过FPGA开发平台将bit流文件烧录至FPGA或通过外挂Flash自动配置FPGA程序；待监控系统实时监测信息转码后经千兆网口输入至FPGA。

优选的，FPGA模块实现交通道路流量均衡方法的过程如下：