CN104835332A - 基于车辆位置的动态信号灯控制方法 - Google Patents
基于车辆位置的动态信号灯控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104835332A CN104835332A CN201510236499.0A CN201510236499A CN104835332A CN 104835332 A CN104835332 A CN 104835332A CN 201510236499 A CN201510236499 A CN 201510236499A CN 104835332 A CN104835332 A CN 104835332A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- signal lamp
- green time
- phase place
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，包括：获取离该信号灯停止线最近的浮动车辆到该信号灯停止线的距离，如果距离不大于第一设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证该浮动车辆通过，如果距离大于第一设定阈值，则停止当前相位的绿灯分配；从离该信号灯停止线最近的浮动车辆起，依次获取后续前后相邻的两辆浮动车辆之间的距离，如果距离不大于第二设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证后一辆浮动车辆通过，一旦距离大于第二设定阈值，则在增加的绿灯时间结束时停止当前相位的绿灯分配。本发明可以在不使用车辆检测器的情况下达到信号灯的动态控制，降低车辆延误和停车次数。
Description
技术领域
本发明涉及交通信号灯控制领域，特别是涉及基于车辆位置的动态信号灯控制方法。
背景技术
目前的信号灯控制可以大致分为两类：固定配时和动态配时。
固定配时是在不同的时间段，采用预先采集到的车流量分布信息进行配时优化，根据优化结果给各交叉口信号灯预先分配好各相位时间及相位差。这种控制策略比较典型且应用广泛的是由英国道路和运输研究所(TRRL)1968年研发的TRANSYT系统。TRANSYT系统的核心组成部分包括交通模型和优化方法，通过反复试算，最终确定出最佳配时。
随着车辆检测设备的应用，越来越多的动态配时策略开始出现。对于单点信号灯控制来说，感应信号灯控制包括全感应信号灯控制和半感应信号灯控制。其主要思想是通过检测器的触发，检测车辆的到达。如果检测有持续车辆到达，则延长当前相位绿灯时间；如果超过一定时间没有车辆到达或达到最大绿灯时间，则当前相位停止增加绿灯时间。目前的感应信号灯控制还是采用的车辆检测器作为触发源。
SCOOT系统作为一种动态信号灯控制方法的应用，是由英国道路和运输研究所(TRRL)于1979年研究成功。SCOOT系统的基本工作原理是：检测器实时地检测交通信息，通过通信线路可以将检测信息实时地传输给在线计算机，在线计算机中的SCOOT软件，根据已知的路网数据、当前的配时方案及交通流的实时检测数据等，对配时方案进行优化，并实时地将优化后的配时方案传送给交叉口信号机。另外一种比较著名的自适应交通信号控制系统是由澳大利亚新南威尔士道路和交通局(RTA)于20世纪70年代末研制成功的SCAT系统。SCAT系统采用的策略是使用安装在停车线附近的检测器来测量饱和度，系统根据各子系统的饱和度采用6s作为步长对子系统内的公共周期进行更新。除此之外，利用感应机制进行信号灯控制系统还有RHODES和MODERATO等。
通过以上描述可以看出，固定信号灯控制很明显的缺点是不能根据实时地交通状况进行调整；感应信号控制的缺点是主要依赖车辆检测器，使用成本高。
随着浮动车的推广及其他移动设备的应用，获取车辆的实时位置的技术也愈加成熟，然而将车辆实时位置应用到信号灯控制的研究或发明鲜有出现。目前利用浮动车数据进行交通信号灯控制的可查到文献和专利信息有以下方面：
(1)基于排队长度的信号灯时间分配
Dr Simon Box等人通过实验，研究了利用浮动车位置计算排队长度和建立各车道车辆速度和距离的线性函数两种策略的效果，研究结果说明了两种策略均比线圈控制效果更好。Yasushi NAGASHIMA等人研究了采用检测器和浮动车数据结合的方法估算排队长度并进行信号灯控制。此外，还有其他一些利用浮动车数据估算排队长的论文和专利，但其差异主要是体现在估算精度的差异。将排队长度应用到信号灯控制的策略主要还是将排队长度作为参数进行计算，分配相应的绿信比和周期长度。单纯采用排队长度进行信号灯控制的缺点一是排队车辆并不能完全反映后面车流量大小，二是存在滞后效应。
(2)根据浮动车数据评价交通流状况的信号灯控制
Hong Tan VAN等人研究了利用公交车浮动数据评估交通流状况从而进行信号灯分配。Qing He等人用类似于排队长度的估计方法估算出移动车流的长度，将排队长度和车流长度等参数的线性组合作为评估依据，控制信号灯时间。前者的缺点是公交车比例有限，估计误差较大，优化效果不明显。后者的缺点是采用混合整数规划的求解使得运算时间较长，对信号灯的实时控制有较大影响。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，消除了对车辆检测器的依赖，使用车辆位置数据进行控制，且实际控制效果好。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，包括以下步骤：
a.在一个信号灯相位开始时，获取当前停止车辆的位置数据，根据当前停止车辆的位置数据确定排队长度；
b.根据所述排队长度确定当前停止车辆全部通过所需的绿灯时间，如果所需的绿灯时间不小于最大绿灯时间，则当运行到最大绿灯时间时，停止当前相位的绿灯分配；
c.如果所需的绿灯时间小于最大绿灯时间，则当运行到停止车辆全部通过所需的绿灯时间结束时，获取离该信号灯停止线最近的浮动车辆到该信号灯停止线的距离，如果距离不大于第一设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证该浮动车辆通过，如果距离大于第一设定阈值，则停止当前相位的绿灯分配；
d.从离该信号灯停止线最近的浮动车辆起，依次获取后续前后相邻的两辆浮动车辆之间的距离，如果距离不大于第二设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下进一步增加绿灯时间以保证后一辆浮动车辆通过，一旦距离大于第二设定阈值，则在增加的绿灯时间结束时停止当前相位的绿灯分配。
步骤c和步骤d中，“在不超出最大绿灯时间的前提下”的含义是指，一旦达到了最大绿灯时间，即停止当前相位的绿灯分配。步骤d中，“后一辆浮动车辆”并非特指，而是针对每相邻的两辆车辆相对而言的，“后一辆浮动车辆”相对于与其相邻的后一车辆来说即前一辆车。
进一步地：
前后相邻的两辆浮动车辆是在当前相位的同一条车道上的车辆。
所述方法还包括对车辆提供的转向信息进行获取，在确定前后相邻的两辆浮动车辆时剔除要转向的车辆。
所述第一设定阈值与所述第二设定阈值相等或不相等。
通过采集车辆的定位数据如GPS、北斗定位数据获取车辆的位置数据。
对信号灯下一相位的选择根据当前各相位对应车道上的浮动车数量和/或预定的相位优先原则进行选择。
步骤d中，对一个信号灯相位可通过的浮动车辆的数量设置上限阈值，达到上限阈值时即停止当前相位的绿灯分配。
一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，包括以下步骤：
a.在一个信号灯相位开始时，获取当前停止车辆的位置数据；
b.如果所述停止车辆通过时达到最大绿灯时间，则停止当前相位的绿灯分配；
c.如果所述停止车辆全部通过完毕时未达到最大绿灯时间，则获取离该信号灯停止线最近的浮动车辆到该信号灯停止线的距离，如果距离不大于第一设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证该浮动车辆通过，如果距离大于第一设定阈值，则停止当前相位的绿灯分配；
d.从离该信号灯停止线最近的浮动车辆起，依次获取后续前后相邻的两辆浮动车辆之间的距离，如果距离不大于第二设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下进一步增加绿灯时间以保证后一辆浮动车辆通过，一旦距离大于第二设定阈值，则在增加的绿灯时间结束时停止当前相位的绿灯分配。
进一步地：
前后相邻的两辆浮动车辆是在当前相位的同一条车道上的车辆。
所述方法还包括对车辆提供的转向信息进行获取，在确定前后相邻的两辆浮动车辆时剔除要转向的车辆。
所述第一设定阈值与所述第二设定阈值相等或不相等。
通过采集车辆的定位数据如GPS、北斗定位数据获取车辆的位置数据。
对信号灯下一相位的选择根据当前各相位对应车道上的浮动车数量和/或预定的相位优先原则进行选择。
步骤d中，对一个信号灯相位可通过的浮动车辆的数量设置上限阈值，达到上限阈值时即停止当前相位的绿灯分配。
本发明可以在不使用车辆检测器的情况下达到信号灯的动态控制，并相比于已有技术能达到更低的车辆延误和停车次数。
附图说明
图1为信号灯控制示意图；
图2为本发明实施例的信号控制逻辑流程图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
如图1所示，以单向行驶的两相位为例，黑色车辆表示可以获得实时位置的车辆(以浮动车为例)，白色车辆表示无法获得实时位置车辆。
在一个信号灯相位开始时，首先获得当前停止车辆的位置数据，如果车辆都能获得位置数据，则车队最后一辆位置得出的当前排队车辆数作为排队长度，如果能够获得车辆数据的车辆渗透率达不到100％，则根据最后一辆车辆位置估算出总的排队长度，按照得出的排队长度值首先分配部分绿灯时间，保证当前排队车辆全部通过。如果当前分配的绿灯时间超过最大绿灯时间，则按照最大绿灯时间分配，当达到最大绿灯时间时，停止当前相位的绿灯分配。如果当前分配的绿灯时间未超过最大绿灯时间，则在当前分配的绿灯时间结束(排队车辆排空)时，对该信号灯相位对应的车道上的浮动车当前位置进行统计。如果离信号灯停止线最近的浮动车距离大于某一设定阈值d，则停止当前相位；如果离信号灯停止线最近的浮动车距离小于设定阈值d，则统计该车道后续浮动车之间的距离，如果后续存在两辆浮动车之间的距离L大于设定阈值d(或不同于d的其他设定值)，则在不超出最大绿灯时间的情况下增加绿灯时间保证该两辆车中的前面一辆车通过，并不再延长该相位绿灯时间。如果后续两辆浮动车之间的距离均小于设定阈值d，则增加绿灯时间，在不超过最大绿灯时间的时候，保证该车道上最后一辆浮动车通过，如果超过最大绿灯时间，则达到最大绿灯时间时停止当前相位，否则在最后一辆车辆通过时继续对后续车辆进行统计。对下一相位的选择可以根据当前各相位对应车道上的浮动车数量或其他相位优先原则进行选择。该控制的逻辑流程可以如图2所示。图2中，Di表示路段上第i辆浮动车距离停车线距离；G表示绿灯时间；G1表示按停止车辆分配的绿灯时间；G2表示按后续移动车辆分配的绿灯时间；Gmax表示最大绿灯时间。
在各种实施例中，可利用车辆的定位数据(如GPS、北斗定位等技术)获取车辆位置，使用控制逻辑进行信号灯控制；可将车辆距离数据转化为时间数据，通过时间与距离的对应关系利用控制逻辑进行信号灯控制。
在排队车辆绿灯分配结束后，控制方法中对车辆位置的分析可以只考虑后续的若干辆(如1辆)浮动车。这仍属于该发明中的控制方法。这样可以不需考虑变换车道的情况，但有可能使绿灯更新会更加频繁。
在获取车辆实时高精度位置、车辆排队长度的估计的基础上，采用移动车辆的上述控制逻辑，通过实验验证，本发明可以在不使用车辆检测器的情况下达到信号灯的动态控制，并相比于已有技术能达到更低的车辆延误和停车次数。仿真结果表明，该方法在一方面降低使用检测器的成本的同时，另一方面相比于使用检测器的感应控制能够降低23％，甚至更高。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
a.在一个信号灯相位开始时，获取当前停止车辆的位置数据，根据当前停止车辆的位置数据确定排队长度；
b.根据所述排队长度确定当前停止车辆全部通过所需的绿灯时间，如果所需的绿灯时间不小于最大绿灯时间，则当运行到最大绿灯时间时，停止当前相位的绿灯分配；
c.如果所需的绿灯时间小于最大绿灯时间，则当运行到停止车辆全部通过所需的绿灯时间结束时，获取离该信号灯停止线最近的浮动车辆到该信号灯停止线的距离，如果距离不大于第一设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证该浮动车辆通过，如果距离大于第一设定阈值，则停止当前相位的绿灯分配；
d.从离该信号灯停止线最近的浮动车辆起，依次获取后续前后相邻的两辆浮动车辆之间的距离，如果距离不大于第二设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证后一辆浮动车辆通过，一旦距离大于第二设定阈值，则在增加的绿灯时间结束时停止当前相位的绿灯分配。
2.如权利要求1所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,前后相邻的两辆浮动车辆是在当前相位的同一条车道上的车辆。
3.如权利要求1所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,还包括对车辆提供的转向信息进行获取，在确定前后相邻的两辆浮动车辆时剔除要转向的车辆。
4.如权利要求1所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,所述第一设定阈值与所述第二设定阈值相等或不相等。
5.如权利要求1至4任一项所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,通过采集车辆的定位数据如GPS、北斗定位数据获取车辆的位置数据。
6.如权利要求1至5任一项所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,对信号灯下一相位的选择根据当前各相位对应车道上的浮动车数量和/或预定的相位优先原则进行选择。
7.如权利要求1至6任一项所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,步骤d中，对一个信号灯相位可通过的浮动车辆的数量设置上限阈值，达到上限阈值时即停止当前相位的绿灯分配。
8.一种基于车辆位置的动态信号灯控制方法，其特征在于,包括以下步骤：
a.在一个信号灯相位开始时，获取当前停止车辆的位置数据；
b.如果所述停止车辆通过时达到最大绿灯时间，则停止当前相位的绿灯分配；
c.如果所述停止车辆全部通过完毕时未达到最大绿灯时间，则获取离该信号灯停止线最近的浮动车辆到该信号灯停止线的距离，如果距离不大于第一设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证该浮动车辆通过，如果距离大于第一设定阈值，则停止当前相位的绿灯分配；
d.从离该信号灯停止线最近的浮动车辆起，依次获取后续前后相邻的两辆浮动车辆之间的距离，如果距离不大于第二设定阈值，则在不超出最大绿灯时间的前提下增加绿灯时间以保证后一辆浮动车辆通过，一旦距离大于第二设定阈值，则在增加的绿灯时间结束时停止当前相位的绿灯分配。
9.如权利要求8所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,前后相邻的两辆浮动车辆是在当前相位的同一条车道上的车辆。
10.如权利要求8或9所述的动态信号灯控制方法，其特征在于,还包括对车辆提供的转向信息进行获取，在确定前后相邻的两辆浮动车辆时剔除要转向的车辆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510236499.0A CN104835332B (zh) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | 基于车辆位置的动态信号灯控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510236499.0A CN104835332B (zh) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | 基于车辆位置的动态信号灯控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104835332A true CN104835332A (zh) | 2015-08-12 |
| CN104835332B CN104835332B (zh) | 2017-04-12 |
Family
ID=53813191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510236499.0A Active CN104835332B (zh) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | 基于车辆位置的动态信号灯控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104835332B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105427629A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | 邹谋炎 | 道路交通红绿灯自适应控制的一种实现技术 |
| CN106846811A (zh) * | 2017-03-12 | 2017-06-13 | 浙江大学 | 一种基于过车时刻数据的信号方案识别方法 |
| CN110867088A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-06 | 宝能汽车有限公司 | 获取信号灯状态的方法和装置 |
| CN111762195A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-13 | 本田技研工业株式会社 | 车辆驾驶辅助装置、驾驶信息发送系统和驾驶信息发送方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008090738A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 交通信号制御システム、交通信号制御機、灯器駆動装置及び信号灯器 |
| CN102110372A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-06-29 | 哈尔滨工业大学 | 基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制方法 |
| CN102142197A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-03 | 汤一平 | 基于全方位计算机视觉的智能交通信号灯控制装置 |
| CN104392614A (zh) * | 2014-08-28 | 2015-03-04 | 邓荣峰 | 拥堵交叉路口信号配时方法及交通信号灯控制系统 |
-
2015
- 2015-05-11 CN CN201510236499.0A patent/CN104835332B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008090738A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 交通信号制御システム、交通信号制御機、灯器駆動装置及び信号灯器 |
| CN102110372A (zh) * | 2011-03-04 | 2011-06-29 | 哈尔滨工业大学 | 基于两阶段优化过程的交叉口应急车辆信号优先控制方法 |
| CN102142197A (zh) * | 2011-03-31 | 2011-08-03 | 汤一平 | 基于全方位计算机视觉的智能交通信号灯控制装置 |
| CN104392614A (zh) * | 2014-08-28 | 2015-03-04 | 邓荣峰 | 拥堵交叉路口信号配时方法及交通信号灯控制系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈叙: "交通信号灯系统的动态控制", 《苏州大学学报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105427629A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | 邹谋炎 | 道路交通红绿灯自适应控制的一种实现技术 |
| CN106846811A (zh) * | 2017-03-12 | 2017-06-13 | 浙江大学 | 一种基于过车时刻数据的信号方案识别方法 |
| CN106846811B (zh) * | 2017-03-12 | 2019-05-07 | 浙江大学 | 一种基于过车时刻数据的信号方案识别方法 |
| CN111762195A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-13 | 本田技研工业株式会社 | 车辆驾驶辅助装置、驾驶信息发送系统和驾驶信息发送方法 |
| CN110867088A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-03-06 | 宝能汽车有限公司 | 获取信号灯状态的方法和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104835332B (zh) | 2017-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103280113B (zh) | 一种自适应的交叉口信号控制方法 | |
| Ma et al. | Integrated optimization of lane markings and timings for signalized roundabouts | |
| Ekeila et al. | Development of dynamic transit signal priority strategy | |
| CN104575038A (zh) | 一种考虑多路公交优先的交叉口信号控制方法 | |
| CN100573617C (zh) | 信号交叉口自行车对转弯车辆饱和流率影响修正方法 | |
| CN104835332A (zh) | 基于车辆位置的动态信号灯控制方法 | |
| CN103531032B (zh) | 一种多公交优先申请下两相位信号交叉口实时控制方法 | |
| Koehler et al. | Simultaneous control of traffic lights and bus departure for priority operation | |
| CN104282162A (zh) | 一种基于实时车辆轨迹的交叉口自适应信号控制方法 | |
| CN104103180A (zh) | 城市快速路入匝道与主线协同信号控制系统及方法 | |
| CN104077919A (zh) | 一种需求车道组合相位的优化方法 | |
| CN104504918A (zh) | 一种城市道路公交信号优先方法 | |
| CN103496368A (zh) | 具有学习能力的汽车协同式自适应巡航控制系统及方法 | |
| CN104485004A (zh) | 主干道双向动态绿波与次干道半感应相结合的信号控制方法 | |
| CN105405301A (zh) | 一种针对交叉口直右汇流冲突的右转信号感应控制方法 | |
| CN105427605A (zh) | 一种考虑交通方式转移的公交专用道设置效益计算方法 | |
| Seredynski et al. | Signal phase and timing (SPaT) for cooperative public transport priority measures | |
| CN110415522A (zh) | 一种基于多目标雷达的可变车道的控制方法及装置 | |
| Song et al. | Evaluation of GPS-based transit signal priority for mixed-traffic bus rapid transit | |
| Yang et al. | Use of genetic algorithm for phase optimization at intersections with minimization of vehicle and pedestrian delays | |
| CN102855755A (zh) | 一种基于运行车速预测的城市干道车队离散模型的建模方法 | |
| Liang et al. | Influence of bus stop location on traffic flow | |
| CN103500505B (zh) | 一种获取汽车在道路交叉路口等待红绿灯时间的方法 | |
| Farid et al. | Dedicated bus and queue jumper lanes at signalized intersections with nearside bus stops: Person-based evaluation | |
| Clement et al. | Simple platoon advancement: a model of automated vehicle movement at signalised intersections |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Kai Inventor after: Wu Jinchao Inventor after: Wang Kang Inventor after: Ma Zhibin Inventor before: Zhang Kai Inventor before: Wu Jinchao Inventor before: Wang Kang Inventor before: Ma Zhibin Inventor before: Lin Weihua |