CN103383816A - 复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置。该方法包括：路口摄像机实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；设置在路口的电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器；交通信号控制器对接收的交通流信息进行统计分析处理，并生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。应用本发明，可以提高交通信号控制的实时性、提升交通信号控制效率。

Description

复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置

技术领域

本发明涉及智能交通控制技术，尤其涉及一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置。

背景技术

视频监控系统是广泛应用于各行各业的安全防范系统的重要组成部分，也是智能交通系统的重要组成部分。随着城市的不断发展，交通问题不断加剧，城市道路交通基本处于饱和状态，使得城市运转效率较低，交通事故频发。而计算机、网络传输技术以及图像处理技术的飞速发展，为路口交通信号的智能控制提供了可能，使得优化路口交通信号控制的方案越来越受到关注。其中，基于实时交通流信息的路口交通信号优化控制方案是重要的研究内容之一。

现有的路口交通信号优化控制方案，主要采用视频检测技术，采集交通流信息，基于采集的交通流信息进行分析、判断，并对路口交通信号进行优化控制。相对于破路埋置的线圈检测器，视频检测技术具有明显的优势：无需破路，检测设备的集成应用性高。因而，视频检测技术成为交通流信息采集的主要技术。

目前，基于视频检测技术的电子警察处理器已成为路口常见的交通违法监管设备。但如何复用电子警察处理器，实现路口交通流信息的检测、处理，并将处理的路口交通流信息实时地传输至路口交通信号控制器，以使交通信号控制器根据该路口交通流信息进行分析、优化，完成路口交通信号控制方案的生成，以对路口交通进行疏解，还没有比较完善的解决方案。主要存在以下问题：

一，视频检测过程中的图形识别与处理流程复杂。将视频检测得到的路口交通流信息转化为路口交通信号控制器可用的数据，从而实现交通信号控制，需要将路口交通流信息通过远程传输，输出至网络中心的电子警察处理器进行相应处理，需要多个模块之间的相互传输，依赖于中间处理模块，传输的实时性较差，使得交通信号控制的实时性较差。

二，电子警察处理器检测获取的交通流信息比较单一。一般只有流量数据，无法通过对交通流信息的分析，获取其他更为丰富的、可用于全面表征路口交通状态的数据，例如，无法获取占有率数据等，使得交通信号控制的效果较差。

三，缺少专门针对电子警察处理器检测的混合交通流自适应交通信号控制方案生成方法。现有的解决方案中，将视频检测的过程、设备与路口交通信号控制方案的生成过程及装置相互孤立，交通信号控制采用静态配置，不能进行动态调整。

发明内容

本发明的实施例提供一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法，提高交通信号控制的实时性、提升交通信号控制效率。

本发明的实施例还提供一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置，提高交通信号控制的实时性、提升交通信号控制效率。

为达到上述目的，本发明实施例提供的一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法，该方法包括：

路口摄像机实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

设置在路口的电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器；

交通信号控制器对接收的交通流信息进行统计分析处理，并生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

其中，所述电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理包括：

电子警察处理器接收交通运行状况信息，识别车牌，基于车牌计算车辆通过时间以及车头时距。

其中，所述基于车牌计算车辆通过时间包括：

根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

以车道为标识，获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻；

获取车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻；

计算驶离时刻与驶入时刻的时刻差，得到车辆通过时间；

所述基于车牌计算车头时距包括：

以车道为标识，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距。

其中，所述将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器包括：

将车辆类型、车牌通过时间以及车头时距进行信息转换，转换为过车脉冲信号，即最后处理得到的交通流信息为过车脉冲信号，将转换生成的过车脉冲信号实时传输至交通信号控制器。

其中，所述对接收的交通流信息进行统计分析处理包括：

交通信号控制器接收输入的过车脉冲信号，根据包含的车辆通过时间、车头时距以及车辆类型，进行分类统计、计算，获取交通流参数；

所述交通流参数包括：车道流量、车道时间占有率、车道饱和流量及车道饱和时间占有率。

其中，所述交通流参数为车道流量，所述获取交通流参数包括：

启动计时器，初始化计数值；

接收车道对应的I/O接口输入的过车脉冲信号，获取车辆类型信息，将该车辆类型对应的计数值加1；

在计时器设定的单位计时时间到时，获取各车辆类型对应的计数值；

根据获取的各车辆类型对应的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量。

其中，所述车道流量计算公式为：

$q_i=\underset{j=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\ω}}_j;$

式中，

q_i为第i车道流量；

q_ij为在单位计时时间内，对第i车道、第j种车型的计数值；

ω_j为第j种车型折算为小型车的折算系数。

其中，所述交通流参数为车道时间占有率，所述获取交通流参数包括：

在单位计时时间内，以车道为标识，获取接收的过车脉冲信号中包含的车辆通过时间；

将获取的车辆通过时间进行累加，计算累加的车辆通过时间占单位计时时间的百分率，得到车道时间占有率。

其中，所述交通流参数为车道饱和时间占有率，所述获取交通流参数包括：

按照0.1秒间隔，在4秒区间内，设置40个用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值的存储单元；

初始化存储单元；

根据接收的过车脉冲信号，统计车头时距，更新该车头时距值对应的存储单元；

以天为单位，依序计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的相邻连续10个存储单元；

计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车头时距平均值的算术平均值，得到车道饱和车头时距；

计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车辆通过时间平均值的算术平均值，结合车道饱和车头时距，得到车道饱和时间占有率。

其中，所述更新车头时距平均值计算公式为：

$\stackrel{\‾}{h_i}\left(k\right)=\frac{n_{i(k-1)}\stackrel{\‾}{h_i}(k-1)+h_i\left(k\right)}{n_{i(k-1)}+1}$

式中，

为更新后的第i车道车头时距平均值；

n_ik为更新后的第i车道车头时距数量；

n_i(k-1)为更新前的第i车道车头时距数量；

为更新前存储的第i车道车头时距平均值；

h_i(k)为当前计算得到的第i车道车头时距。

其中，所述车道饱和车头时距计算公式为：

$H_i=\underset{m=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\stackrel{\‾}{h}}_i\left(m\right)}{10}$

式中，

H_i为第i车道饱和车头时距；

为以天为单位结束时，第i车道相邻连续10个存储单元中，第m个存储单元存储的车头时距平均值。

其中，所述车道饱和时间占有率计算公式为：

$T_i=\underset{m=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\stackrel{\‾}{t}}_i\left(m\right)}{10H_i}$

式中，

T_i为第i车道饱和时间占有率；

t

为以天为单位结束时，第i车道相邻连续10个存储单元中，第m个存储单元存储的车辆通过时间平均值。

其中，所述生成实时的路口交通信号控制方案包括：

基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度；

根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；

根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比。

其中，所述基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度包括：

在单位计时时间内，依据每车道交通流参数，计算车道交通强度；

根据车道交通强度获取相位交通强度；

根据车道交通强度获取交叉口交通强度；

以天为单位，统计各单位计时时间内的交叉口交通强度，获取交叉口平均交通强度以及交叉口交通强度的中值，计算临界交通强度。

其中，所述车道交通强度的计算公式为：

$I_l=\mathrm{\α}\frac{o_l}{o_s}+(1-\mathrm{\α})\frac{q_l}{S}$

式中，

I_l为车道交通强度；

o_l为当前单位计时时间内的车道时间占有率；

q_l为当前单位计时时间内的车道流量；

o_s为前一天的饱和时间占有率；

S为前一天的车道饱和流量；

α为模型系数。

其中，所述交叉口交通强度计算公式为：

I_all=max(∑I_il1,∑I_il2)+max(∑I_ir1,∑I_ir2)

式中，

I_all为交叉口交通强度；

I_il1为第1环左半环第i相位的交通强度；

I_il2为第2环左半环第i相位的交通强度；

I_ir1为第1环右半环第i相位的交通强度；

I_ir2为第2环右半环第i相位的交通强度。

其中，所述临界交通强度计算公式为：

$I_k=\min (\stackrel{\‾}{I},I_m)$

式中，

I_k为临界交通强度；

为交叉口平均交通强度；

I_m为交叉口交通强度的中值。

其中，所述路口优化周期生成公式为：

$C=C_{\min }+\frac{C_{\max }-C_{\min }}{{[1+\exp \left(\frac{{-I}_{\mathrm{all}}+I_k}{{\mathrm{\θ}}_1}\right)]}^{{\mathrm{\θ}}_2}}$

式中，

C为路口优化周期；

C_min为最小信号周期；

C_max为最大信号周期；

I_all为交叉口交通强度；

I_k为前一天计算得到的临界交通强度；

θ₁、θ₂为预定义的两个参数。

其中，所述绿信比的计算包括：在完成路口优化周期计算后，依据各相位的交通强度比，将周期进行相位绿信比分配；根据预先配置的绿信比权重系数，对分配后的绿信比进行调整。

其中，所述方法进一步包括：

在相位的绿灯期间，如果交通信号控制器接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，判断其他相位无车辆滞留，将当前相位的绿灯时间延长预先设置的时间阈值；如果交通信号控制器在预先设置的时间内没有接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，截止该相位的绿灯时间。

其中，所述方法进一步包括：

电子警察处理器接收图像数据，在交叉口出口道布设虚拟的拥堵检测区间，获取车牌经过拥堵检测区间的时间，得到出口道经过时间；

跟踪交叉口区域内车辆的车牌，获取车牌在交叉口区域内的停留时间，得到交叉口停留时间；

电子警察处理器将出口道经过时间以及交叉口停留时间通过I/O接口、网口或串口实时输入交通信号控制器；

交通信号控制器确定出口道经过时间或交叉口停留时间超过预先设定阈值时，判定发生拥堵，截止进入拥堵区间的相位绿灯时间。

其中，所述方法进一步包括：

电子警察处理器接收图像数据，根据预先定义的交通事件确定路口发生交通事件，将检测到的交通事件数据实时输入交通信号控制器，交通信号控制器进行分析，判断是否启用预先设置的紧急交通控制方案，并将交通事件数据上传至外部的交通控制中心。

一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置，该装置包括：路口摄像机、电子警察处理器以及交通信号控制器，其中，

路口摄像机，用于实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

电子警察处理器，设置在路口，用于将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息通过I/O接口、网口或者串口，实时传输至交通信号控制器；

交通信号控制器，用于对接收的交通流信息进行统计分析处理，生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

较佳地，所述电子警察处理器包括：交通流信息接收模块、车道检测模块、车辆类型检测模块、车辆通过时间获取模块以及过车脉冲信号处理模块，其中，

交通流信息接收模块，用于接收路口摄像机输出的交通运行状况信息，输出至车道检测模块；

车道检测模块，用于将接收的交通运行状况信息以车道为标识进行区分，形成车道交通运行状况信息，输出至车辆类型检测模块；

车辆类型检测模块，用于接收车道交通运行状况信息，识别车牌，根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

车辆通过时间获取模块，用于获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻，以及，车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻，根据驶入时刻、驶离时刻计算车辆通过时间；以及，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距信息；

过车脉冲信号处理模块，用于将车辆类型信息、车辆通过时间、车头时距信息封装为交通流信息，以过车脉冲信号方式，通过车道对应的I/O接口、网口或串口，输出至交通信号控制器。

较佳地，所述交通信号控制器包括：车道流量计算模块、车道时间占有率计算模块、车道饱和时间占有率计算模块以及路口交通信号控制方案生成模块，其中，

车道流量计算模块，用于接收交通流信息，根据交通流信息中包含的车辆类型信息，对相应车辆进行计数，在设定的单位计时时间到时，获取计数值，根据获取的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量；

车道时间占有率计算模块，用于接收交通流信息，在单位计时时间内，以车道为标识，对交通流信息中包含的车辆通过时间进行累加，计算累加的车辆通过时间占用单位计时时间的百分率，得到车道时间占有率；

车道饱和时间占有率计算模块，用于按照0.1秒间隔，在4秒区间内，设置40个用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值的存储单元；初始化存储单元；根据接收的过车脉冲信号，统计车头时距，更新该车头时距值对应的存储单元；以天为单位，依序计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的相邻连续10个存储单元；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车头时距平均值的算术平均值，得到车道饱和车头时距；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车辆通过时间平均值的算术平均值，结合车道饱和车头时距，得到车道饱和时间占有率；

路口交通信号控制方案生成模块，用于基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度；根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比。

较佳地，所述路口交通信号控制方案生成模块包括：交叉口交通强度计算单元、临界交通强度计算单元、路口优化周期生成单元以及相位绿信比分配单元，其中，

交叉口交通强度计算单元，用于在单位计时时间内，依据每车道交通流参数，计算车道交通强度；根据车道交通强度获取相位交通强度；根据车道交通强度获取交叉口交通强度；

临界交通强度计算单元，用于以天为单位，统计各单位计时时间内的交叉口交通强度，获取交叉口平均交通强度以及交叉口交通强度的中值，计算临界交通强度；

路口优化周期生成单元，用于根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；

相位绿信比分配单元，用于根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比，以控制路口的交通信号。

较佳地，所述路口交通信号控制方案生成模块进一步包括：

相位绿信比调整单元，用于预先配置相位绿信比权重系数，分别计算各相位交通强度与相应相位绿信比权重系数的乘积，并进行累加，得到总累加值，根据相位交通强度、相位绿信比权重系数以及累加值调整相位绿信比分配单元中的相位绿信比。

较佳地，所述路口交通信号控制方案生成模块进一步包括：

交通流感应控制单元，用于在相位的绿灯期间，如果接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，判断其他相位无车辆滞留，将当前相位的绿灯时间延长预先设置的时间阈值；如果在预先设置的时间内没有接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，截止该相位的绿灯时间。

较佳地，所述路口交通信号控制方案生成模块进一步包括：

拥堵控制单元，用于接收电子警察处理器输出的出口道经过时间或交叉口停留时间，所述出口道经过时间或交叉口停留时间为电子警察处理器接收图像数据，在交叉口出口道布设虚拟的拥堵检测区间，获取车牌经过拥堵检测区间的时间，得到出口道经过时间；跟踪交叉口区域内车辆的车牌，获取车牌在交叉口区域内的停留时间，得到交叉口停留时间；将出口道经过时间以及交叉口停留时间通过I/O接口、网口或串口实时输入；

确定出口道经过时间或交叉口停留时间超过预先设定阈值时，判定发生拥堵，截止进入拥堵区间的相位绿灯时间。

较佳地，所述路口交通信号控制方案生成模块进一步包括：

交通事件检测单元，用于接收电子警察处理器输出的交通事件数据，进行分析，判断是否启用预先设置的紧急交通控制方案，并将交通事件数据上传至外部的交通控制中心，所述交通事件数据为电子警察处理器接收图像数据，根据预先定义的交通事件确定路口发生交通事件输出的交通事件数据。

由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置，通过将信号控制装置布设在路口，无需上端、或中间模块干预，实现了交通流信息数据的实时传输，同时也降低了视频数据处理传输的复杂度，提高了数据采集的实时有效性，从而提高了信号控制的实时性；同时，通过过车脉冲信号自动测算交通流参数，避免了基于单一的流量数据进行信号控制，为路口控制方案的生成及优化提高了必备的数据信息，从而使得信号控制效率得以提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置结构示意图。

图2为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置信号传输流程示意图。

图3为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法流程示意图。

图4为本发明实施例时间占有率采集示意图。

图5为本发明实施例车辆通过时间与车头时距的关系示意图。

图6为本发明实施例实现随机到达车流的感应控制具体流程示意图。

图7为本发明实施例实现排队溢出拥堵控制的具体流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

图1为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置结构示意图。参见图1，该交通信号控制装置包括：路口摄像机、电子警察处理器以及交通信号控制器，其中，

路口摄像机，用于实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

本发明实施例中，路口摄像机架设在路口，对路口的交通运行状况进行拍摄，并将拍摄得到的包含交通运行状况信息的图片或视频等图像数据传输至电子警察处理器。

路口摄像机通过实时采集图像数据（图片或视频），获取道路交通运行状况。实际应用中，路口摄像机可架设在距路口停车线30米内的路段上方，检测（拍摄）方向可选设置为顺车流方向或逆车流方向。

较佳地，设置路口摄像机同时检测三个车道，即同时对三个车道进行图像数据采集。路口摄像机与电子警察处理器连接。

电子警察处理器，设置在路口，用于将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息通过输入/输出（I/O，Input/Output）接口、网口或者串口，实时传输至交通信号控制器；

本发明实施例中，电子警察处理器设置在路口，而非远程的网络中心侧，对接收的图片或视频，即路口摄像机发送的图像数据进行实时处理，例如，进行车牌及拥堵信息的识别，并按照检测车辆类型以及车道进行统计分析，得到包含车辆类型信息、车辆通过时间信息以及车头时距信息的交通流信息，并通过I/O接口、网口或者串口，将处理得到的交通流信息实时传输到交通信号控制器。

本发明实施例中，交通流信息包括：车辆类型信息、车辆通过时间信息以及车头时距信息。实际应用中，交通流信息可以通过过车脉冲信号的方式进行传输。

较佳地，交通流信息还可以进一步包括：出口道经过时间信息、交叉口停留时间信息、车辆排队长度信息、交通事件信息中的一项或其任意组合。

车辆类型包括：小型车、大型车、公交车、摩托车。

交通信号控制器，用于对接收的交通流信息进行统计分析处理，生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

本发明实施例中，在交叉路口，形成两个半环，其中，半环又可以分为左半环及右半环。在每一左半环或右半环，设置一个路口摄像机以及一个交通信号控制器，在交叉路口设置的交通信号控制器相互关联。每一路口摄像机可以对应一个电子警察处理器，也可以是多个路口摄像机对应一个电子警察处理器。本发明实施例中，设置一个路口摄像机可以对应一个电子警察处理器。

其中，

电子警察处理器包括：交通流信息接收模块、车道检测模块、车辆类型检测模块、车辆通过时间获取模块以及过车脉冲信号处理模块（图中未示出），其中，

交通流信息接收模块，用于接收路口摄像机输出的交通运行状况信息，输出至车道检测模块；

车道检测模块，用于将接收的交通运行状况信息以车道为标识进行区分，形成车道交通运行状况信息，输出至车辆类型检测模块；

车辆类型检测模块，用于接收车道交通运行状况信息，识别车牌，根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

车辆通过时间获取模块，用于获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻，以及，车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻，根据驶入时刻、驶离时刻计算车辆通过时间；以及，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距信息；

过车脉冲信号处理模块，用于将车辆类型信息、车辆通过时间、车头时距信息封装为交通流信息，以过车脉冲信号方式，通过车道对应的I/O接口、网口或串口，输出至交通信号控制器。

交通信号控制器包括：车道流量计算模块、车道时间占有率计算模块、车道饱和流量及车道饱和时间占有率计算模块以及路口交通信号控制方案生成模块，其中，

车道流量计算模块，用于接收交通流信息，根据交通流信息中包含的车辆类型信息，对相应车辆进行计数，在设定的单位计时时间到时，获取计数值，根据获取的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量；

本发明实施例中，车道流量计算模块中设置有一个计时器以及多个计数器，在进行车道流量计算时，启动计时器，初始化计数器的计数值；接收车道对应的I/O接口输入的过车脉冲信号，获取车辆类型信息，将该车辆类型对应的计数值加1；在计时器设定的单位计时时间到时，获取各车辆类型对应的计数值；根据获取的各车辆类型对应的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量。

本发明实施例中，计算车道流量的具体公式，后续再进行详细描述。

车道时间占有率计算模块，用于接收交通流信息，在单位计时时间内，以车道为标识，对交通流信息中包含的车辆通过时间进行累加，计算累加的车辆通过时间占用单位计时时间的百分率，得到车道时间占有率；

本发明实施例中，计算车道时间占有率的具体公式，后续再进行详细描述。

车道饱和流量及车道饱和时间占有率计算模块，用于按照0.1秒间隔，在4秒区间内，设置40个用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值的存储单元；初始化存储单元；根据接收的过车脉冲信号，统计车头时距，更新该车头时距值对应的存储单元；以天为单位，依序计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的相邻连续10个存储单元；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车头时距平均值的算术平均值，得到车道饱和车头时距；根据车道饱和车头时距，计算车道饱和流量；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车辆通过时间平均值的算术平均值，结合车道饱和车头时距，得到车道饱和时间占有率；

路口交通信号控制方案生成模块，用于基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度；根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比。

本发明实施例中，关于车道饱和流量、车道饱和时间占有率、交叉口交通强度及相位交通强度等的具体计算公式，在后续中进行详细描述。

本发明实施例中，路口交通信号控制方案生成模块包括：交叉口交通强度计算单元、临界交通强度计算单元、路口优化周期生成单元以及相位绿信比分配单元，其中，

交叉口交通强度计算单元，用于在单位计时时间内，依据每车道交通流参数，计算车道交通强度；根据车道交通强度获取相位交通强度；根据车道交通强度获取交叉口交通强度；

临界交通强度计算单元，用于以天为单位，统计各单位计时时间内的交叉口交通强度，获取交叉口平均交通强度以及交叉口交通强度的中值，计算临界交通强度；

路口优化周期生成单元，用于根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；

相位绿信比分配单元，用于根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比，以控制路口的交通信号。

本发明实施例中，按照等相位交通强度进行相位绿信比分配。

较佳地，该路口交通信号控制方案生成模块还可以进一步包括：

相位绿信比调整单元，用于预先配置相位绿信比权重系数，分别计算各相位交通强度与相应相位绿信比权重系数的乘积，并进行累加，得到总累加值，根据相位交通强度、相位绿信比权重系数以及累加值调整相位绿信比分配单元中的相位绿信比；和/或，

交通流感应控制单元，用于在相位的绿灯期间，如果接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，判断其他相位无车辆滞留，将当前相位的绿灯时间延长预先设置的时间阈值；如果在预先设置的时间内没有接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，截止该相位的绿灯时间；和/或，

拥堵控制单元，用于接收电子警察处理器输出的出口道经过时间或交叉口停留时间，所述出口道经过时间或交叉口停留时间为电子警察处理器接收图像数据，在交叉口出口道布设虚拟的拥堵检测区间，获取车牌经过拥堵检测区间的时间，得到出口道经过时间；跟踪交叉口区域内车辆的车牌，获取车牌在交叉口区域内的停留时间，得到交叉口停留时间；将出口道经过时间以及交叉口停留时间通过I/O接口、网口或串口实时输入；

确定出口道经过时间或交叉口停留时间超过预先设定阈值时，判定发生拥堵，截止进入拥堵区间的相位绿灯时间；和/或，

交通事件检测单元，用于接收电子警察处理器输出的交通事件数据，进行分析，判断是否启用预先设置的紧急交通控制方案，并将交通事件数据上传至外部的交通控制中心，所述交通事件数据为电子警察处理器接收图像数据，根据预先定义的交通事件确定路口发生交通事件输出的交通事件数据。

图2为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置信号传输流程示意图。参见图2，该流程包括：

步骤201，路口摄像机中的前端相机输出交通运行状况信息；

本步骤中，前端相机对路口进行拍摄，生成包含交通运行状况信息的交通运行图形记录。

步骤202，电子警察处理器对接收的交通运行状况信息进行处理、转换，将转换生成的数据输出；

本步骤中，电子警察处理器将包含交通运行状况信息的交通运行图形记录进行实时处理，并将实时处理得到的结果转换成可通过I/O接口、网口或串口输出的数据。

步骤203，交通信号控制器对输入数据进行统计分析，自动测算交通流参数；

本步骤中，交通流参数包括：车道流量、车道时间占有率、车道饱和流量、车道饱和时间占有率等。

步骤204，交通信号控制器根据测算得到的交通流参数，进行路口最优控制方案计算，生成路口交通信号控制方案。

本步骤中，路口最优控制方案包括：路口放行控制方案、随机车辆感应控制、排队溢出拥堵控制以及交通事件紧急控制。

图3为本发明实施例复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法流程示意图。参见图3，该流程包括：

步骤301，路口摄像机实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

本步骤中，路口摄像机通过对路口进行摄像，得到图像数据，从而实时监测路口的交通运行状况。

步骤302，设置在路口的电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器；

本步骤中，电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理包括：

电子警察处理器接收交通运行状况信息，识别车牌，基于车牌计算车辆通过时间以及车头时距。其中，

基于车牌计算车辆通过时间包括：

A11，根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

本步骤中，根据识别的车牌获取车辆类型，例如，该车牌对应的车辆为小型车、大型车、公交车或摩托车，并根据获取的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，获取该车辆类型映射的车身长度，实时生成与车身长度相同的车牌检测区间，以对车辆通过时间进行检测。

实际应用中，车牌检测区间以车牌位置为车牌检测区间的初始位置。

A12，以车道为标识，获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻（T1）；

本步骤中，电子警察处理器根据接收的图像数据，以车道为标识对图像数据进行区分，识别出车牌，并实时判断车牌进入车牌检测区域的驶入时刻T1。关于识别车牌并判断车牌是否进入检测区域为公知技术，在此略去详述。

A13，获取车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻（T2）；

A14，计算驶离时刻与驶入时刻的时刻差，得到车辆通过时间。

本步骤中，通过记录驶入时刻与驶离时刻，计算驶入时刻与驶离时刻的时刻差，可得到车辆通过时间。

基于车牌计算车头时距包括：

以车道为标识，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距。

将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器包括：

将车辆类型、车牌通过时间以及车头时距进行信息转换，转换为过车脉冲信号，即最后处理得到的交通流信息为过车脉冲信号，将转换生成的过车脉冲信号实时传输至交通信号控制器。

本步骤中，电子警察处理器在得到车辆通过时间后，将车辆通过时间信息、车头时距信息以及车辆类型信息进行信息转换处理，生成过车脉冲信号，并将该生成的过车脉冲信号实时、持续输出给交通信号控制器的车辆检测板（I/O接口），每车道的过车脉冲信号单独对应一个I/O接口。

本发明实施例中，通过将电子警察处理器设置在路口，并与路口摄像机相连。因而，路口摄像机拍摄得到的图像数据，无需经过中间模块的处理，并远程传输至网络中心的电子警察处理器，这样，从车辆识别、图像处理及信息转换，到过车脉冲信号输入I/O接口，全程耗时可小于100ms，从而保证了车辆数据检测的实时性。

实际应用中，电子警察处理器除可通过I/O接口与交通信号控制器相连外，还可通过网口或串口与交通信号控制器连接，传输过车脉冲信号，从而实现交通流信息传输。

步骤303，交通信号控制器对接收的交通流信息进行统计分析处理，并生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

本步骤中，对接收的交通流信息进行统计分析处理包括：

交通信号控制器接收输入的过车脉冲信号，根据包含的车辆通过时间、车头时距以及车辆类型，进行分类统计、计算，获取交通流参数。

本步骤中，交通信号控制器通过设置的每车道对应的I/O接口、网口或串口，分别接收相应车道的过车脉冲信号，根据过车脉冲信号中包含的车辆类型信息、车辆通过时间信息以及车头时距信息，对过车脉冲信号进行统计分析，并依据预先设置的公式计算交通流参数，以便于后续生成交通信号控制方案。

本发明实施例中，交通流参数包括：车道流量、车道时间占有率、车道饱和流量、车道饱和时间占有率等。其中，

获取车道流量的流程包括：

B11，启动计时器，初始化计数值；

本步骤中，计时器按照预先设置的单位计时时间进行循环启动，在计时器启动时，初始化计数器中的计数值，即使计数器中的计数值归零。

B12，接收车道对应的I/O接口输入的过车脉冲信号，获取车辆类型信息，将该车辆类型对应的计数值加1；

本步骤中，每一类型的车辆对应一个计数器，对该类型的车辆的过车脉冲信号进行计数。

B13，在计时器设定的单位计时时间到时，获取各车辆类型对应的计数值；

B14，根据获取的各车辆类型对应的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量。

本步骤中，通过对每车道的过车脉冲信号进行计数，并将不同车型（车辆类型）按照小型车进行折算，得到每车道流量，车道流量计算公式为：

$q_i=\underset{j=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\ω}}_j$

式中，

q_i为第i车道流量；本发明实施例中，i=1,2,3。

q_ij为在单位计时时间内，对第i车道、第j种车型的计数值；本发明实施例中，j=1,2,3,4，分别表示小型车、大型车、公交车、摩托车。

ω_j为第j种车型折算为小型车的折算系数。

较佳地，单位计时时间为5分钟。当然，实际应用中，单位计时时间也可以根据实际需要进行设置。

获取车道时间占有率包括：

B21，在单位计时时间内，以车道为标识，获取接收的过车脉冲信号中包含的车辆通过时间；

B22，将获取的车辆通过时间进行累加，计算累加的车辆通过时间占单位计时时间的百分率，得到车道时间占有率。

本步骤中，车道时间占有率为车辆在绿灯通行期间的时间占有率。因而，本发明实施例中，车道时间占有率在绿灯通行期间内采集时，滞后一个固定的时间间隔。该时间间隔为车辆的启动时间与停车线启动波传到感应检测器的时间之和。

图4为本发明实施例时间占有率采集示意图。参见图4，单位计时时间为5分钟（5min），实心体为红灯和黄灯禁止时间，空心体为绿灯通行时间。在绿灯通行时间内，车辆通行滞后一个固定的时间间隔，即具有一个滞后采集时间，该滞后采集时间为车辆的启动时间与停车线启动波传到路口摄像机中感应检测器的时间之和。因而，需要采集占用时间的区间在绿灯启动时，滞后该滞后采集时间。这样，车道时间占有率也可以表述为数据采集时段车辆占用的检测器时间除以整个采样间隔时间（单位计时时间），计算公式为：

$o_i=\frac{T_{\mathrm{il}}}{T}$

式中，

o_i为第i车道时间占有率；

T_il为绿灯期间采样占用时间，即第i车道累加的车辆通过时间；

T为单位计时时间。

获取车道饱和流量以及车道饱和时间占有率包括：

B31，按照0.1秒间隔，在4秒区间内，设置40个用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值的存储单元；

本步骤中，每一车道设置有40个存储单元。每一存储单元用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值。

本发明实施例中，设置0.1秒间隔、4秒区间为示意性示例。实际应用中，可根据实际需要进行设置。

B32，初始化存储单元；

本步骤中，初始化的存储单元存储的车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值均为零。

B33，根据接收的过车脉冲信号，统计车头时距，更新该车头时距值对应的存储单元；

本步骤中，以开始计算车道饱和流量的时间点为起始点并设为零，则0～0.1秒对应第一存储单元，0.1～0.2秒对应第二存储单元，以此类推，3.9～4.0秒对应第四十存储单元，4.0～4.1秒对应第一存储单元，4.1～4.2秒对应第二存储单元，如此循环。

如果在0.1～0.2秒内，监测得到一个车头时距，则该时间间隔对应的存储单元为第二存储单元，假设此时第二存储单元为空，则将第二存储单元存储的车头时距数量设置为1，车头时距平均值设置为车头时距，车辆通过时间平均值设置为车辆通过时间。

因而，本发明实施例中，更新该时间间隔对应的存储单元包括：更新该时间间隔对应的存储单元中的车头时距数量、车头时距平均值以及车辆通过时间平均值。其中，

更新车头时距数量计算公式为：

n_ik=n_i(k-1)+1

式中，

n_ik为更新后的第i车道车头时距数量；在该存储单元对应的时间段内，每计算一次车头时距，车头时距数量加1。

n_i(k-1)为更新前的第i车道车头时距数量。

更新车头时距平均值计算公式为：

$\stackrel{\‾}{h_i}\left(k\right)=\frac{n_{i(k-1)}\stackrel{\‾}{h_i}(k-1)+h_i\left(k\right)}{n_{i(k-1)}+1}$

式中，

为更新后的第i车道车头时距平均值；

为更新前存储的第i车道车头时距平均值。

h_i(k)为当前计算得到的第i车道车头时距。

更新车辆通过时间平均值计算公式为：

$\stackrel{\‾}{t_i}\left(k\right)=\frac{n_{i(k-1)}\stackrel{\‾}{t_i}(k-1)+t_i\left(k\right)}{n_{i(k-1)}+1}$

式中，

为更新后的第i车道车辆通过时间平均值；

为更新前存储的第i车道车辆通过时间平均值。

t_i(k)为当前计算得到的第i车道车辆通过时间。

图5为本发明实施例车辆通过时间与车头时距的关系示意图。参见图5，过车脉冲信号中，车头时距值大于车辆通过时间值。

B34，以天为单位，依序计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的相邻连续10个存储单元；

本步骤中，以天为单位为示意性示例。

基于存储单元，统计、更新完一整天的所有车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值之后，从40个存储单元中，根据每个存储单元内的车头时距数量，计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，并获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的10个存储单元。

举例来说，相邻连续10个存储单元可以是第一存储单元至第十存储单元，或者，第三十一存储单元至第四十存储单元以及第一存储单元等。

B35，计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车头时距平均值的算术平均值，得到车道饱和车头时距；

本步骤中，车道饱和车头时距计算公式为：

$H_i=\underset{m=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\stackrel{\‾}{h}}_i\left(m\right)}{10}$

式中，

H_i为第i车道饱和车头时距；

为以天为单位结束时，第i车道相邻连续10个存储单元中，第m个存储单元存储的车头时距平均值。

B36，根据车道饱和车头时距，计算车道饱和流量；

本步骤中，车道饱和流量计算公式为：

$V_i=\frac{3600}{H_i}$

式中，

V_i为第i车道饱和流量。

B37，计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车辆通过时间平均值的算术平均值，结合车道饱和车头时距，得到车道饱和时间占有率。

本步骤中，车道饱和时间占有率计算公式为：

$T_i=\underset{m=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\stackrel{\‾}{t}}_i\left(m\right)}{10H_i}$

式中，

T_i为第i车道饱和时间占有率；

为以天为单位结束时，第i车道相邻连续10个存储单元中，第m个存储单元存储的车辆通过时间平均值。

生成实时的路口交通信号控制方案包括：

C1，基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度；

本步骤具体包括：

C11，在单位计时时间内，依据每车道交通流参数，计算车道交通强度；

本步骤中，路口放行控制方案采用实时小间隔（单位计时时间，5分钟）的统计数据，以优化下一单位计时时间的控制方案。

车道交通强度的计算公式为：

$I_l=\mathrm{\α}\frac{o_l}{o_s}+(1-\mathrm{\α})\frac{q_l}{S}$

式中，

I_l为车道交通强度；

o_l为当前单位计时时间内的车道时间占有率；

q_l为当前单位计时时间内的车道流量；

o_s为前一天的饱和时间占有率；

S为前一天的车道饱和流量；

α为模型系数，可根据实际需要配置。

C12，根据车道交通强度获取相位交通强度；

本步骤中，相位交通强度定义为该相位所对应的所有最大的车道交通强度，相位是指路口的通行方向，例如，一个路口，通行方向包括：直行、左转弯以及右转弯，则该路口具有三个相位，一个或多个车道可以对应一个相位，计算公式如下：

I_f=max(I_l)

I_i为第f相位的相位交通强度，即相位对应的各车道交通强度中，最大的车道交通强度为该相位的相位交通强度。

C13，根据车道交通强度获取交叉口交通强度；

本步骤中，交叉口交通强度是交叉口形成的两个半环中最大交通强度之和，计算公式为：

I_all=max(∑I_il1,∑I_il2)+max(∑I_ir1,∑I_ir2)

式中，

I_all为交叉口交通强度；

I_il1为第1环左半环第i相位的交通强度；

I_il2为第2环左半环第i相位的交通强度；

I_ir1为第1环右半环第i相位的交通强度；

I_ir2为第2环右半环第i相位的交通强度。

C14，以天为单位，统计各单位计时时间内的交叉口交通强度，获取交叉口平均交通强度以及交叉口交通强度的中值，计算临界交通强度。

临界交通强度计算公式为：

$I_k=\min (\stackrel{\‾}{I},I_m)$

式中，

I_k为临界交通强度；

为交叉口平均交通强度，对单位计时时间的交叉口交通强度进行累加，除以一天内包含的单位计时时间总数；

I_m为交叉口交通强度的中值。

C2，根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；

本步骤中，路口优化周期生成公式为：

$C=C_{\min }+\frac{C_{\max }-C_{\min }}{{[1+\exp \left(\frac{-I_{\mathrm{all}}+I_k}{{\mathrm{\θ}}_1}\right)]}^{{\mathrm{\θ}}_2}}$

式中，

C为路口优化周期；

C_min为最小信号周期；

C_max为最大信号周期，可配置；C_min、C_max可根据路口的实际交通状况进行设置。

I_all为交叉口交通强度；

I_k为前一天计算得到的临界交通强度；

θ₁、θ₂为两个参数，可配置调整。

C3，根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比。

本步骤中，绿信比的计算包括：在完成路口优化周期计算后，依据各相位的交通强度比，将周期进行相位绿信比分配；根据预先配置的绿信比权重系数，对分配后的绿信比进行调整。

按照等相位交通强度进行相位绿信比分配。具体包括：

C31，获取路口各相位交通强度之和，得到总相位交通强度；

C32，计算相位交通强度与总相位交通强度的比值，将比值与路口优化周期相乘，作为出路口该相位绿信比对应的绿灯时间。

本发明实施例中，等相位交通强度原则是指交叉口相位绿灯时间的分配按照计算得到的相位交通强度进行，分配的相位绿信比与该相位交通强度正相关，具体公式如下：

$\frac{g_f}{g_j}=\frac{I_f}{I_j}$

式中，

g_f为第f相位绿信比；

I_f为第f相位的相位交通强度；

g_j为第j相位的相位交通强度；

I_j为第j相位的相位交通强度。

实际应用中，对于存在虚相位、行人过街相位的情况，可以先分配其一个固定的最小绿灯时间，剩余时间再按照等相位交通强度的原则进行分配，在此不再赘述。

当然，在进行实际绿灯时间分配时，还可以按照车道流量的车型比例系数，计算相位的车型比例系数，并依据相位的车型比例系数对分配的绿灯时间（绿信比）进行修正。

实际应用中，还可以考虑不同的道路等级、重要出入口、路段排队长度限制、公交停靠站、路边停车等诸多因素的影响。基于上述考虑，在进行等相位交通强度分配绿信比之后，还可以对绿灯时间进行相应的调整，以适应上述实际因素的影响。即对绿信比（绿灯时间）分配方式进行动态调整，该方法进一步包括：

预先配置相位绿信比权重系数，分别计算各相位交通强度与相应相位绿信比权重系数的乘积，并进行累加，得到总累加值，根据相位交通强度、相位绿信比权重系数以及累加值调整相位绿信比。

本步骤中，引入第f相位绿信比权重系数ξ_f，建立绿灯时间分配模型，用于调整相位绿信比。调整相位绿信比的公式（绿灯时间分配模型）为：

$g_f=\mathrm{int}\left[C\frac{{\mathrm{\ξ}}_f{I}_f}{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ξ}}_j{I}_j}\right]$

式中，

g_f为调整后的第f相位绿信比；

C为预先设置的绿信比基值；

n为关键相位的数量；其中，关键相位为，半环中乘以权重系数后交通强度值最大的相位。

ξ_f为第f相位绿信比权重系数，每个相位均有该参数。

按相位先后顺序进行相位绿信比分配，最后一个分配的相位绿信比g_L为：

g_L=C-∑g_i

当然，实际应用中，也可以通过电子警察处理器实时传输的过车脉冲信号，实现随机到达车流的感应控制，从而根据过车脉冲信号对相位绿信比分配方式进行动态调整，该方法进一步包括：

在相位的绿灯期间，如果交通信号控制器接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，判断其他相位无车辆滞留，将当前相位的绿灯时间延长预先设置的时间阈值；如果交通信号控制器在预先设置的时间内没有接收到电子警察处理器输出的该相位的过车脉冲信号，截止该相位的绿灯时间。

本步骤中，通过电子警察处理器以及信号控制器，实现随机车辆感应控制。有车辆到达时，将当前相位给予一定的延长，无车时实时截止，将截止的绿灯时间分配给其他相位。使信号放行方案更加符合路口车辆的通行需求。

实际应用中，交通信号控制器对输入的过车脉冲信号进行识别后，还可以按照车辆类型（小型车、大型车、公交车、摩托车），给予不同的绿灯延长时间。

图6为本发明实施例实现随机到达车流的感应控制具体流程示意图。参见图6，该流程包括：

步骤601，交通信号控制器第i相位绿灯时间放行；

本步骤中，交通信号控制器在第i相位绿灯亮时，放行目标方向为第i相位的车辆。

步骤602，判断放行的绿灯时间是否达到预先设置的最小绿灯时间，如果是，执行步骤603，否则，返回执行步骤601；

本步骤中，对放行的绿灯时间与预先设置的最小绿灯时间进行比较，如果放行的绿灯时间大于预先设置的最小绿灯时间，执行步骤603。设置最小绿灯时间，在该最小绿灯时间内，无论是否有无车辆通过，绿灯亮。

步骤603，判断是否接收到该相位车辆达到的过车脉冲信号，如果是，执行步骤604，否则，执行步骤607；

本步骤中，在最小绿灯时间到后，依据是否有车辆通过，对绿灯时间进行调整。实际应用中，可在设置的时间段内，判断是否接收到过车脉冲信号：如果在该设置的时间段内接收到过车脉冲信号，表明该设置的时间段内有车辆通过，需要作进一步处理以确定是否延长绿灯时间；如果在该设置的时间段内未接收到过车脉冲信号，表明该设置的时间段内没有车辆通过，可以截止绿灯时间。

步骤604，判断绿灯时间是否达到预先设置的最大绿灯时间，如果是，执行步骤607，否则，执行步骤605；

本步骤中，绿灯时间不能超过预先设置的最大绿灯时间。

步骤605，将绿灯时间延长预先设置的时间阈值，对延长的绿灯时间进行计时；

本步骤中，时间阈值可根据实际需要设置。实际应用中，也可以根据车辆类型计算绿灯延长时间。

步骤606，计时到时间阈值，返回执行步骤603；

步骤607，第i相位绿灯时间结束。

实际应用中，还可以通过电子警察处理器在路口布设虚拟的拥堵检测区间，对车辆的拥堵状况进行实时判断，并将实时判断结果传输至交通信号控制器，实现排队溢出拥堵控制，对相位绿信比分配方式进行动态调整，该方法还可以进一步包括：

电子警察处理器接收图像数据，在交叉口出口道布设虚拟的拥堵检测区间，获取车牌经过拥堵检测区间的时间，得到出口道经过时间；

跟踪交叉口区域内车辆的车牌，获取车牌在交叉口区域内的停留时间，得到交叉口停留时间；

电子警察处理器将出口道经过时间以及交叉口停留时间通过I/O接口、网口或串口实时输入交通信号控制器；

交通信号控制器确定出口道经过时间或交叉口停留时间超过预先设定阈值时，判定发生拥堵，截止进入拥堵区间的相位绿灯时间。

图7为本发明实施例实现排队溢出拥堵控制的具体流程示意图。参见图7，该流程包括：

步骤701，交通信号控制器第i相位绿灯时间放行；

本步骤中，交通信号控制器在第i相位绿灯亮时，放行目标方向为第i相位的车辆。同时触发电子警察处理器对交叉口以及该相位对应的出口道进行检测，分别执行步骤702以及步骤705。

步骤702，电子警察处理器检测交叉口内是否有车辆滞留，如果是，执行步骤703，否则，不作处理；

本步骤中，如果交叉口内有车辆滞留，需要作进一步处理以确定是否执行排队溢出拥堵控制。

步骤703，电子警察处理器将交叉口车辆滞留信息输出至交通信号控制器；

步骤704，交通信号控制器判断交叉口车辆滞留时间是否超过预先设定的交叉口滞留时间阈值，如果是，执行步骤708，否则，不作处理；

本步骤中，预先在交通信号控制器中设置交叉口滞留时间阈值，如果交叉口车辆滞留时间没有超过预先设定的交叉口滞留时间阈值，则继续执行第i相位绿灯时间放行。

步骤705，电子警察处理器检测第i相位对应出口道是否有车辆滞留，如果是，执行步骤706，否则，不作处理；

本步骤中，如果第i相位对应出口道内有车辆滞留，需要作进一步处理以确定是否执行排队溢出拥堵控制。

步骤706，电子警察处理器将出口道车辆滞留信息输出至交通信号控制器；

步骤707，交通信号控制器判断出口道车辆滞留时间是否超过预先设定的出口道滞留时间阈值，如果是，执行步骤708，否则，不作处理；

本步骤中，预先在交通信号控制器中设置出口道滞留时间阈值，如果出口道车辆滞留时间没有超过预先设定的出口道滞留时间阈值，则继续执行第i相位绿灯时间放行。

步骤708，第i相位绿灯时间结束，执行排队溢出拥堵控制。

实际应用中，还可以在路口、路段的易发事故点，布设虚拟检测器，或在电子警察处理器中定义交通事件，用以实现实时交通事件的自动定位。在电子警察处理器判定发生交通事件后，将交通事件传输至交通信号控制器，触发交通信号控制器对相位绿信比分配方式进行动态调整，从而实现交通事件紧急控制。因而，该方法还可以进一步包括：

电子警察处理器接收图像数据，根据预先定义的交通事件确定路口发生交通事件，将检测到的交通事件数据实时输入交通信号控制器，交通信号控制器进行分析，判断是否启用预先设置的紧急交通控制方案，并将交通事件数据上传至外部的交通控制中心。

本步骤中，基于交通事件数据，交通信号控制器判断是否启用预先设置的紧急交通控制方案，如果不启用，则可以不做处理；如果启用，对路口进行紧急的拥堵控制、禁行控制或执行疏散方案。并将交通事件数据上传至外部的交通控制中心，以对相关路段的交通进行相应调整。

所应说明的是，路口放行控制方案中的感应控制、拥堵控制、交通事件控制中，所需交通流信息数据来源于电子警察处理器，通过I/O接口、网口或串口传入交通信号控制器。关于电子警察处理器获取交通流信息数据的方式及交通信号控制器接收交通流信息数据后的处理方式为公知技术，在此不再赘述。

由上述可见，本发明实施例的复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法及装置，可以实现电子警察处理器数据的实时传输；基于过车脉冲信号的统计分析，计算流量占有率、饱和流量、饱和占有率等交通流参数，实现交通流参数自动测算；基于实时的交通流参数，计算路口放行控制方案；基于实时过车脉冲信号，实现路口感应控制；基于拥堵检测数据，启用拥堵控制；基于交通事件检测，启用紧急控制。这样，通过将信号控制装置布设在路口，无需上端、或中间模块干预，实现了交通流信息数据的实时传输，同时也降低了视频数据处理传输的复杂度，提高了数据采集的实时有效性，从而提高了信号控制的实时性；进一步地，通过复用路口电子警察处理器，实现实时交通流检测，有效的节约了交通管控成本；同时，通过过车脉冲信号自动测算交通流参数，避免了基于单一的流量数据进行信号控制，为路口控制方案的生成及优化提高了必备的数据信息，从而使得信号控制效率得以提升；而且，通过从多维度优化路口实时控制方案，实现了路口控制方案的自适应，优化出的路口放行方案更加符合车辆通行需求，在提高交通运行效率，缓解交通拥堵方面效果明显。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制方法，该方法包括：

路口摄像机实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

设置在路口的电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器；

交通信号控制器对接收的交通流信息进行统计分析处理，并生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电子警察处理器将接收的交通运行状况信息进行处理包括：

电子警察处理器接收交通运行状况信息，识别车牌，基于车牌计算车辆通过时间以及车头时距。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于车牌计算车辆通过时间包括：

根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

以车道为标识，获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻；

获取车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻；

计算驶离时刻与驶入时刻的时刻差，得到车辆通过时间；

所述基于车牌计算车头时距包括：

以车道为标识，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述将处理得到的交通流信息实时传输至交通信号控制器包括：

将车辆类型、车牌通过时间以及车头时距进行信息转换，转换为过车脉冲信号，即最后处理得到的交通流信息为过车脉冲信号，将转换生成的过车脉冲信号实时传输至交通信号控制器。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述对接收的交通流信息进行统计分析处理包括：

交通信号控制器接收输入的过车脉冲信号，根据包含的车辆通过时间、车头时距以及车辆类型，进行分类统计、计算，获取交通流参数；

所述交通流参数包括：车道流量、车道时间占有率、车道饱和流量及车道饱和时间占有率。

6.一种复用电子警察混合交通流检测的交通信号控制装置，其特征在于，该装置包括：路口摄像机、电子警察处理器以及交通信号控制器，其中，

路口摄像机，用于实时监测路口的交通运行状况，将监测到的交通运行状况信息输出至电子警察处理器；

电子警察处理器，设置在路口，用于将接收的交通运行状况信息进行处理，并将处理得到的交通流信息通过I/O接口、网口或者串口，实时传输至交通信号控制器；

交通信号控制器，用于对接收的交通流信息进行统计分析处理，生成实时的路口交通信号控制方案，以控制路口的交通信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电子警察处理器包括：交通流信息接收模块、车道检测模块、车辆类型检测模块、车辆通过时间获取模块以及过车脉冲信号处理模块，其中，

交通流信息接收模块，用于接收路口摄像机输出的交通运行状况信息，输出至车道检测模块；

车道检测模块，用于将接收的交通运行状况信息以车道为标识进行区分，形成车道交通运行状况信息，输出至车辆类型检测模块；

车辆类型检测模块，用于接收车道交通运行状况信息，识别车牌，根据识别的车牌进行车辆类型识别，根据识别的车辆类型，查询预先存储的车辆类型与车身长度的映射关系表，生成与车辆类型映射的车身长度相同的车牌检测区间；

车辆通过时间获取模块，用于获取车牌进入车牌检测区间的驶入时刻，以及，车牌驶离车牌检测区间的驶离时刻，根据驶入时刻、驶离时刻计算车辆通过时间；以及，获取同一车道上行驶的车辆队列中，两连续车辆的车头端部通过预先设置的断面的时间间隔，得到车头时距信息；

过车脉冲信号处理模块，用于将车辆类型信息、车辆通过时间、车头时距信息封装为交通流信息，以过车脉冲信号方式，通过车道对应的I/O接口、网口或串口，输出至交通信号控制器。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述交通信号控制器包括：车道流量计算模块、车道时间占有率计算模块、车道饱和时间占有率计算模块以及路口交通信号控制方案生成模块，其中，

车道流量计算模块，用于接收交通流信息，根据交通流信息中包含的车辆类型信息，对相应车辆进行计数，在设定的单位计时时间到时，获取计数值，根据获取的计数值以及预先设置的车辆类型折算系数计算车道流量；

车道时间占有率计算模块，用于接收交通流信息，在单位计时时间内，以车道为标识，对交通流信息中包含的车辆通过时间进行累加，计算累加的车辆通过时间占用单位计时时间的百分率，得到车道时间占有率；

车道饱和时间占有率计算模块，用于按照0.1秒间隔，在4秒区间内，设置40个用于存储车头时距数量、车头时距平均值和车辆通过时间平均值的存储单元；初始化存储单元；根据接收的过车脉冲信号，统计车头时距，更新该车头时距值对应的存储单元；以天为单位，依序计算相邻连续10个存储单元中的车头时距数量之和，获取车头时距数量之和的最大值以及最大值对应的相邻连续10个存储单元；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车头时距平均值的算术平均值，得到车道饱和车头时距；计算获取的相邻连续10个存储单元中存储的车辆通过时间平均值的算术平均值，结合车道饱和车头时距，得到车道饱和时间占有率；

路口交通信号控制方案生成模块，用于基于过车脉冲信号以及交通流参数，获取交叉口交通强度以及临界交通强度；根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述路口交通信号控制方案生成模块包括：交叉口交通强度计算单元、临界交通强度计算单元、路口优化周期生成单元以及相位绿信比分配单元，其中，

交叉口交通强度计算单元，用于在单位计时时间内，依据每车道交通流参数，计算车道交通强度；根据车道交通强度获取相位交通强度；根据车道交通强度获取交叉口交通强度；

临界交通强度计算单元，用于以天为单位，统计各单位计时时间内的交叉口交通强度，获取交叉口平均交通强度以及交叉口交通强度的中值，计算临界交通强度；

路口优化周期生成单元，用于根据计算得到的交叉口交通强度与临界交通强度，生成路口优化周期；

相位绿信比分配单元，用于根据计算得到的各相位交通强度以及路口优化周期，分配出路口相应相位的绿信比，以控制路口的交通信号。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述路口交通信号控制方案生成模块进一步包括：

相位绿信比调整单元，用于预先配置相位绿信比权重系数，分别计算各相位交通强度与相应相位绿信比权重系数的乘积，并进行累加，得到总累加值，根据相位交通强度、相位绿信比权重系数以及累加值调整相位绿信比分配单元中的相位绿信比。

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