一路绿灯智能交通系统

一种基于wifi无线的智能交通系统

说明书摘要

一种基于wifi无线的智能交通系统，本发明公开了使用wifi无线作为交通管理系统和用户智能设备的通讯载体，创建了根据优化角度、球面距离算法，判定行车方向、所属路段、速度；根据交通信号灯的周期规律，计算推荐用户最佳行车速度，以获得最大概率不停车在绿灯时通过前方路口，并将行车方案语音播报给用户，避免车辆在到达路口之前抢绿灯高速行驶，预判错误后在路口就遇上红灯紧急刹车，造成安全隐患。

An Intelligent Transportation System Based on Wifi Wireless

Cai Hailiang

权利要求书

1.一种基于wifi无线的智能交通系统，其特征包含的步骤和要素有：组件包括但不限于：智能设备客户端：用于出行驾驶员在手机等智能设备上安装的客户端，wifi控制中心、分别设置于交通道路交叉口；传感器具有多个，安装在道路上监测车辆行人等各方面的数据，互联网集成运算中心：连接到互联网的服务器，用于和各个wifi控制中心数据交换及统筹运算；

在道路公共设施和车辆驾驶人进行无线信息交换数据，使用无线通信设备，无线通信设备连接交通信号控制器、路况传感器、数据处理中心；优选地采用wifi无线作为交通路口控制中心和智能设备客户端数据传输、以互联网通讯联通控制中心集成运算的方式；

wifi控制中心：每个红绿灯路口配置wifi控制中心，配置工控计算机、服务器等硬件设施，并部署相关的软件系统；创建管理后台，允许用户自定义添加路口信息，将路口红绿灯控制的周期，wifi、控制中心的地理坐标、wifi控制中心的地理坐标、限速、测速等信息录入该wifi控制中心；

优选地，安装服务器操作系统windows server 2003 简体中文企业版，并安装配置iis7.0及数据库环境；接入互联网，连接交通信号控制器、路况传感器、互联网集成运算中心等，另外连接配置的wifi；

进一步，根据控制路程范围的具体的需要，进行wifi桥接；

交通信号等控制器与wifi控制中心相连；

Wifi发射接收器与与wifi控制中心相连；

所有wifi设备生产信号名称、识别ID全部相同，接入无需密码设置验证用户身份；

Wifi连接：车辆进入wifi控制中心所连接的wifi无线范围时，用户智能设备所安装并开启的客户端，在监测状态下，获得所述wifi信号，并触发连接；

用户智能设备成功连接到入wifi控制中心所连接的wifi时：向wifi控制中心提交用户

车辆的相关数据，包含当前车辆速度、当前地理位置的坐标等数据；wifi控制中心返回的信息包括但不限于用户wifi控制中心的坐标、交通信号在时间轴上的状态、信号灯的周期、当前路口限定的速度值VX、电子测速信息；

距离及来去判定算法，即一种用户车辆相对wifi控制中心所在的位置逼近和远离状态的判定的方法，通过上述wifi控制中心和智能设备客户端之间的wifi连接及数据通讯，智能设备客户端获得wifi控制中心的经纬度坐标，结合智能设备本身的定位所得的经纬度坐标，计算wifi控制中心和智能设备也就是智能设备所在车辆之间的物理距离；

每次距离计算先根据纬度校正地球半径值r，然后将r代入球面距离公式，计算物理距离，智能设备客户端设定监视模块，即在一个时间间隔循环计算实时和wifi控制中心的距离，并减去前一个时间点计算的所述距离，获得差值△d，△d<0 设定车辆逼近wifi控制中心，△d>0 设定为车辆远离wifi控制中心；

一种车辆定位所属路段方向的算法：Wifi控制中心根据获取用户的数据，结合自身地位位置坐标等数据，计算车辆的靠近的方向，并将该方向交通信号灯的实时数据返回给用户智能设备上的客户端；其中方向定位算法：根据wifi控制中心自身坐标、和所获得智能终端中坐标的数据，计算wifi控制中心和用户实时的角度，并比对当前路口各个道路所属的角度区间，计算结果所得的角度落到特定道路的角度区间，则认定用户从所述道路逼近wifi 控制中心所在的路口；

将角度依次循环和四条道路所属角度区间比对判断，得到大于区间的起始值且小于该区间的最终值，则判断对应的路段为用户当前行车逼近的路段；

根据路口信号时间预判行车方案；安装客户端的用户的智能设备，进入wifi控制区域，根据wifi设置点的位置及客户端获取的智能设备的定位，及红绿灯当前的状态，运算，给用户推荐的行车速度。

2.根据权利要求1所述一种基于wifi无线的智能交通系统，其特征包含的步骤和要素还有：优选地，Wifi通过局域网，进行和所在区域内连接的客户端进行数据交换；进一步优选地，Wifi信号不接入互联网；仅仅作为wifi连接用户和wifi控制中心计算机数据通讯的载体，避免人当做免费互联网wifi使用而占用通讯带宽。

3.一种球面距离算法中地球半径校正取值的方法，其特征包含的步骤和要素还有：根据权利要求1中球面距离算法中对地球半径校正的需要创造算法，根据现有公开的技术数据计算.地球平均半径6371004米；极半径：从地心到北极或南极的距离为6356.755千米（两极的差极小,可以忽略），赤道半径：是从地心到赤道的距离为6378.140千米,北极圈和南极圈维度66°33' 38"；为了进一步减小误差，进一步将平均地球半径算法进行根据维度加权矫正的算法：

将上述两点的纬度均值的整数值w，加入如下计算算式：

r为校正后的地球半径值，w为wifi控制中心和用户智能设备的纬度的平均值；理论上通过如上地球半径校正，特别是北极和赤道上对两点距离的误差小于现有技术以地球半径设定为6371004米，而计算的结果，现实试验通过校正后地球半径计算两点距离的误差降低了0.3%-5%。

4.一种根据路口信号时间预判行车方案的算法，其特征包含的步骤和要素还有：先设定理

口的时间点分别为：

K取值为0、1、2、3、4、5、6……；

将用户理想到达当前路口的时刻T减去当前时刻，所得一组从小大顺序的时间差为t（t1、t2、t3、t4、t5、t6……）；

通过智能设备的定位及和wifi控制中心数据通讯中获得wifi坐标等数据，计算获得当

算法；

加速时差矫正：考虑到用户车辆从u值加速到v j是一个过程，考虑到这一过程会对实际车辆到达目标路口的目标时间造成误差无法通过“速度公式的时间积分算出了S= V0*t +1/2a*t2 初速度乘以时间加上二分之一的加速度乘以时间的平方”等既定的现有技术进行精准矫正，设定车辆在系统指导下的加速时间为t m本发明根据试验校正公式如下：

将分子式部分分子分母同时乘t j后得到算式：

进一步整理得到算式：

鉴于给予用户预判的行车方案，车辆加速尚未开始，或者是加速过程中，并且用户车辆的每次加速都不尽相同，况且还有不同用户的差别，因此综合现实里的实际情况，经过经验总结，进一步优选地，为加速时间设定一个固定值即5.8秒，即上述公式4、5、6中的t m=5.8；

进一步，将t时间组分别以自身为被减数减去其代入公式6算出的结果，得到一组经过加速时差矫正新值t（t1、t2、t3、t4、t5、t6……）；

根据均匀速度等于路长除以时间，则在理想时刻点到达当前路口一组从大到小顺序的最佳