一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法与流程

本发明涉及交通信号控制领域，具体涉及一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法。

背景技术：

1、在现代城市交通管理中，路口信号配时方案至关重要，交通信号配时方案，即各个方向的红灯、黄灯和绿灯的亮灭时间安排，是交通信号控制系统的核心部分，合理的信号配时方案可以有效缓解交通拥堵，减少交通事故。现有技术依赖于道路交通信号控制机（以下简称：信号机）获取信号配时方案，这种方式需要与信号机有效通信。然而，信号机所在网络环境为公安交警内部网络，在互联网上无法与信号机通信。若将各个路口信号配时方案导出保存在本地电脑，每次更新信号配时方案后都需要再次导出，工作量大，无法及时更新，且文件格式不便于数据共享，数据使用不便。

2、上述问题表明，现有技术在获取和更新交通信号配时方案方面存在显著的局限性。特别是在网络环境受限、数据更新不便以及数据共享困难的情况下，这些问题显得尤为突出。因此，迫切需要一种新的方法，能够在不依赖信号机直接通信的情况下，高效、准确地获取和更新信号配时方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对上述问题，本发明提出了一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，旨在克服现有技术在获取和更新交通信号配时方案时存在的网络环境限制、数据更新复杂、实时性不足等问题。通过直接检测路口信号灯的电流电压来分析信号配时方案，能够独立于信号机的直接通信，实现交通信号配时方案的高效获取和更新。

2、本发明采用以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，该方法包括以下步骤：

4、在每个路口的配电柜中安装智能机箱，智能机箱中配备电流互感器和电压互感器，检测每一路信号灯电路的电流电压；

5、将检测到的电流电压数据通过无线传输方式收集至后台数据处理中心进行预处理，根据预处理后的电流电压数据，识别信号灯的亮灭、闪烁和持续时长；

6、配置信号的相位冲突关系表，检测并提示维修人员修复相位冲突；

7、分析识别出的信号灯状态变化序列，计算各方向信号灯的持续时间和周期时长，得到信号配时方案；

8、将得到的交通信号配时方案存储在数据存储模块中，并通过控制和显示模块展示。

9、作为本发明的进一步方案，电流电压检测时，每一路信号灯有一条火线连接到配电柜，将每条火线电线插入电流互感器和电压互感器，检测互感器的输出。

10、作为本发明的进一步方案，电流电压检测时，电流互感器和电压互感器测得的电流、电压与互感器上的变比相乘的结果再除以电线穿入电流互感器的匝数，每条火线所连接的信号灯的电流电压，计算实际电流电压。

11、作为本发明的进一步方案，计算实际电流电压时，电流互感器的变比为n：1，输出信号为i测量，则原电路中的实际电流i计算公式为：

12、i实际=n×i测量；

13、电压互感器的变比为n：1，输出信号为v测量，则原电路中的实际电压v计算公式为：

14、v实际=n×v测量。

15、作为本发明的进一步方案，预处理包括对数据的平滑处理和去除噪声，减少瞬态波动对判断信号灯状态的影响。

16、作为本发明的进一步方案，信号状态识别通过设定电流和电压阈值来判定信号灯的亮灭状态。

17、作为本发明的进一步方案，识别信号灯的亮灭、闪烁和持续时长时，包括红灯、绿灯、黄灯；当电流和电压都超过所设定的阈值时，判定信号灯为亮；否则，判定为灭；其中，电流和电压都超过所设定的阈值时，信号灯亮的持续时长；当信号灯亮和灭的持续时长在0.5s-1s，且亮-灭-亮-灭持续出现，亮灭的时长比例为1：1，则判定为信号灯为闪烁，亮-灭-亮-灭的持续时长，即信号灯闪烁的持续时长。

18、作为本发明的进一步方案，信号相位冲突检测通过对信号灯的电流电压数据进行分析，检测是否有冲突信号灯同时亮起；检测到有冲突的两个信号灯同时亮时，即为相位冲突，提示维修人员检测和维修，确保无相位冲突再进行信号配时分析。

19、作为本发明的进一步方案，信号配时分析基于信号灯状态变化序列，标识各个方向信号灯的红灯、黄灯、绿灯状态和周期时长；计算信号周期，以一个方向的绿灯亮开始为周期开始，下一次同方向绿灯亮为周期结束。

20、作为本发明的进一步方案，将分析得到的信号配时方案以标准化的格式输出，信号配时方案包括路口名称、时段、相序、配时以及周期长在内的信息。

21、本发明还包括一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法。

22、本发明还包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法。

23、与现有技术相比，本发明提供的一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，通过高精度电流电压检测和信号处理，实现了对路口信号配时方案的高效、准确分析，解决了传统方法中依赖信号机、数据更新不便以及数据共享困难等问题。具有以下有益效果：

24、1、独立于信号机通信：无需与信号机进行直接通信，通过监测信号灯的电流和电压变化来获取信号配时方案，解决了网络环境限制的问题。

25、2、高精度信号灯状态识别：采用高精度电流电压检测，通过电流电压识别信号灯的亮灭、闪烁和持续时长，能够实时监测和分析信号灯的状态变化，快速获取和更新信号配时方案，确保数据的及时性和准确性。

26、3、信号相位冲突检测：配置路口信号的相位冲突表，通过电流电压识别路口信号相位冲突，避免用错误的信号进行信号配时分析。

27、4、高效的信号配时分析方法：输出标准化的信号配时方案数据格式，方便数据的共享和应用，并根据信号灯状态变化序列快速准确地分析出信号配时方案，提高了数据的互操作性和利用率，可以应用于各种类型的信号灯，适用于不同规模的城市交通管理系统，具有较强的适用性和灵活性。

28、综上所述，本发明通过基于信号灯电流电压的分析方法，提供了一种高效、准确、实时的交通信号配时方案获取和更新系统，通过无线传输方式收集数据，增强了系统的灵活性和可扩展性，实现了外部系统能够直接获取和分析信号灯配时数据，从而摆脱了公安交警内部网络的限制，具有显著的技术优势和应用前景。

29、本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，电流电压检测时，每一路信号灯有一条火线连接到配电柜，将每条火线电线插入电流互感器和电压互感器，检测互感器的输出。

3.如权利要求2所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，电流电压检测时，电流互感器和电压互感器测得的电流、电压与互感器上的变比相乘的结果再除以电线穿入电流互感器的匝数，每条火线所连接的信号灯的电流电压，计算实际电流电压。

4.如权利要求1所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，计算实际电流电压时，电流互感器的变比为n：1，输出信号为i测量，则原电路中的实际电流i计算公式为：

5.如权利要求1所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，预处理包括对数据的平滑处理和去除噪声。

6.如权利要求4所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，信号状态识别通过设定电流和电压阈值来判定信号灯的亮灭状态。

7.如权利要求6所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，识别信号灯的亮灭、闪烁和持续时长时，包括红灯、绿灯、黄灯；当电流和电压都超过所设定的阈值时，判定信号灯为亮；否则，判定为灭；其中，电流和电压都超过所设定的阈值时，信号灯亮的持续时长；

8.如权利要求7所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，信号相位冲突检测通过对信号灯的电流电压数据进行分析，检测是否有冲突信号灯同时亮起；检测到有冲突的两个信号灯同时亮时，即为相位冲突。

9.如权利要求8所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，信号配时分析基于信号灯状态变化序列，标识各个方向信号灯的红灯、黄灯或绿灯状态和周期时长；计算信号周期，以一个方向的绿灯亮开始为周期开始，下一次同方向绿灯亮为周期结束。

10.如权利要求9所述的基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，其特征在于，将分析得到的信号配时方案以标准化的格式输出，信号配时方案包括路口名称、时段、相序、配时以及周期长在内的信息。

技术总结
本发明提供了一种基于信号灯电流电压分析信号配时方案的方法，涉及交通信号控制领域，该方法在每个路口的配电柜中安装智能机箱，智能机箱中配备电流互感器和电压互感器，检测每一路信号灯电路的电流电压；将检测到的电流电压数据通过无线传输方式收集至后台数据处理中心进行预处理，根据预处理后的电流电压数据，识别信号灯的亮灭、闪烁和持续时长；配置信号的相位冲突关系表，检测并提示维修人员修复相位冲突；分析识别出的信号灯状态变化序列，计算各方向信号灯的持续时间和周期时长，得到信号配时方案。本发明通过直接检测路口信号灯的电流电压来分析信号配时方案，能够独立于信号机的直接通信，实现交通信号配时方案的高效获取和更新。

技术研发人员：苏少雄,覃智泉,杨紫胜,李一立
受保护的技术使用者：福建易华路信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23