河北星河科技开发有限公司康任重获国家专利权
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龙图腾网获悉河北星河科技开发有限公司申请的专利一种智慧城市交通信号灯管控系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119851488B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411943259.X,技术领域涉及:G08G1/08;该发明授权一种智慧城市交通信号灯管控系统是由康任重;秦会龙;甄匀静;贾玉坤;赵未虎设计研发完成,并于2024-12-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种智慧城市交通信号灯管控系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种智慧城市交通信号灯管控系统,涉及交通信号控制技术领域,该系统包括以下组成部分:区域划分模块、交通流量检测传感器、区域交通流量分析模块、信号灯管控策略生成模块和区域间信号灯协同控制模块以及可变信息标志、信息处理与生成模块;本发明通过综合运用先进的区域划分算法、交通流量检测技术和精准的交通流量状态评估模型,能够实时、准确地监测和分析城市交通流量情况,根据分析结果,系统能够智能地生成信号灯管控策略,包括在拥堵区域采用拥堵缓解动态配时算法,减少信号灯切换次数,以及在流量较小区域运用流量均衡引导配时算法,此外,系统还能实现区域间信号灯的协同控制,确保交通流在区域间的高效衔接与均衡分布。
本发明授权一种智慧城市交通信号灯管控系统在权利要求书中公布了:1.一种智慧城市交通信号灯管控系统,其特征在于,该系统包括以下组成部分:区域划分模块、交通流量检测传感器、区域交通流量分析模块、信号灯管控策略生成模块和区域间信号灯协同控制模块以及可变信息标志、信息处理与生成模块; 所述区域划分模块:将城市道路网络划分为多个交通区域,此划分依据多维度数据综合判定,包括道路基础设施数据、历史交通流量大数据、地理信息数据以及城市功能区域分布数据,通过构建基于层次分析法AHP与模糊C均值聚类FCM相结合区域划分算法,先利用AHP确定各评判因素的相对权重,道路基础设施完备度权重w1,依据道路宽度、路面状况、交通设施配备因素的专家打分及统计分析确定,历史交通流量权重w2,根据不同时段、不同路段流量对区域划分影响力的数据分析,地理信息权重w3,考虑地形地貌、水系分布对交通流影响,城市功能区域权重w4,分析商业区、住宅区、工业区区域交通特性确定,将这些权重应用于FCM算法中,公式为:其中Im为目标函数,n为数据点数量,c为聚类中心数量,uij为数据点i属于聚类j的隶属度,m为模糊指数,xi为数据点i的特征向量,vj为聚类j的中心向量,通过不断迭代优化Im,直至满足收敛条件,得到最优区域划分结果; 所述交通流量检测传感器:设置于各交通区域内,用于采集交通流量数据,涵盖车流量、车速、车辆类型信息,车流量检测采用高精度感应线圈与微波雷达融合技术,感应线圈埋设于路面下特定深度和位置,依据电磁感应原理检测车辆金属部件引起的磁场变化,微波雷达则发射微波信号并接收反射波,通过多普勒效应计算车速,两者协同工作提高车流量检测准确性,车辆类型识别借助深度学习图像识别技术,利用卷积神经网络对摄像头拍摄的车辆图像进行特征提取与分类,CNN网络结构包含多个卷积层、池化层和全连接层,卷积层的卷积核大小、数量以及池化层的步长超参数通过大量车辆图像样本的训练与优化确定; 所述区域交通流量分析模块:与交通流量检测传感器连接,用于分析各区域内的交通流量情况,采用基于交通流动力学与数据挖掘技术相结合的分析算法,构建交通流量状态评估模型,公式为: 其中S表示交通流量状态值,Q为车流量,C为道路理论通行能力,δ为车流量影响权重,V为平均车速,Vf为自由流车速,∈为车速影响权重,Tmix为混合车辆类型的等效通行时间,为总观测时间,φ为车辆类型影响权重,通过该模型全面评估区域交通流量状态,为信号灯管控策略提供精准依据; 所述信号灯管控策略生成模块:与区域交通流量分析模块连接,用于根据分析结果生成信号灯管控策略,在交通流量较大的拥堵区域,采用拥堵缓解动态配时算法,公式为:其中G1为拥堵区域调整后的绿灯时长,G0为基础绿灯时长,k为调节系数,S为当前交通流量状态值,St为拥堵阈值状态值,Tc为信号灯周期时长,同时减少信号灯切换次数,切换次数调整公式为:N1=N0-λ×S-St,其中N1为调整后的切换次数,N0为基础切换次数,λ为切换次数调节系数,在流量较小区域,运用流量均衡引导配时算法,公式为:其中G2为流量小区域调整后的绿灯时长μ为平衡调节系数,Smin为区域内最小交通流量状态值; 所述区域间信号灯协同控制模块:与信号灯管控策略生成模块连接,用于协调区域内及区域间路口信号灯的管控,基于图论与动态规划原理构建区域间交通信号灯协同模型,将各个交通区域视为图中的节点,区域间的连接道路视为边,边的权重由道路通行能力、交通流量以及信号灯配时因素综合确定,公式为:其中W为区域i与区域j间连接道路的权重,C为道路通行能力,Q为交通流量,α为通行能力影响权重,Tg为区域i到区域j方向绿灯时长,Tc为信号灯周期时长,β为信号灯配时影响权重,通过求解该模型的最优路径,确定区域间信号灯的协同切换策略,实现交通流在区域间的高效衔接与均衡分布; 所述可变信息标志:设置于路口; 所述信息处理与生成模块:与交通信号灯和交通流量检测传感器连接,用于根据交通信号灯配时变化和实时交通状况生成诱导信息。
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