CN105844923B - 一种感应式行人过街信号控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明所述的感应式行人过街信号控制方法，据行人的速度获取绿灯延长时间；根据当前行人的进入时刻计算当前绿灯剩余时间，当有行人进入过街通道时计算绿灯延长时间和当前绿灯剩余时间，若绿灯延长时间大于当前绿灯剩余时间，则将行人进入通道对应的安全岛处的绿灯的剩余时间设置为所述绿灯延长时间。通过该方法可以有效避免行人无法正常通过路口的问题，根据用户进入通道的时间，来计算延长时间，并根据该延长时间对绿灯的剩余时间进行延长，使得进入路口的行人可以正常通过路口，提高了行人过街的安全性。

Description

一种感应式行人过街信号控制方法及系统

技术领域

本发明涉及交通控制领域，具体地说是一种感应式行人过街信号控制方法及系统。

背景技术

随着城市交通的发展，城市道路网越来越复杂，路口也越来越多。交叉口断面宽度较大时，过街行人通过交叉口的时间有时较为紧凑，该时间无法保证行人在正常速度下安全通过路口，这是由于交叉口过街信号灯的有效绿灯时间往往只考虑了行人过街的最低绿灯时间，这个最低时间没有考虑特殊人群(如老人、儿童等)的需求，并且如果当行人绿灯时间快结束时，如果斑马线上还有行人未通过交叉口，行人灯也不会自动延长绿灯时间以让行人通过交叉口，此时，就产生了行人和其他方向机动车的冲突，从而存在交通隐患问题并可能引起交通安全事件。

目前，行人相位的绿灯时间一般是在机动车直行相位绿灯时间的基础上进行设置，其考虑顺序是优先保证机动车的通行效率，其次是行人过街相位，往往只是满足了最小绿灯时间，使得本就处于通行弱势地位的过街行人无法确保在有效的时间内正常安全通过交叉口。为此，有必要通过实时监测过街行人的需求，在与机动车信号相位结合的基础上，动态调整行人灯信号相位，确保过街行人的通行安全。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的行人过街通行方法无法确保在有效的时间内正常安全的通过交叉口的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种感应式行人过街信号控制方法，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道之间设置有安全岛，在所述第一通道的路侧设置有第一信号灯，在所述第二通道的路侧设置有第二信号灯，所述安全岛朝向所述第一通道设置有第三信号灯，所述安全岛朝向所述第二通道设置有第四信号灯，包括如下步骤：

第一、第二、第三、第四信号灯变为绿灯时，将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间；

判断是否有行人从路侧进入第一通道；

若有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

根据行人的速度获取绿灯延长时间；

根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；

判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

优选地，将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间之后，还包括将第二信号灯的绿灯剩余时间设置为保持绿灯时间，所述保持绿灯时间为第三信号灯的绿灯延长时间加上所述行人通过第二通道的时间。

优选地，还包括

判断是否有行人进入第二通道；

若有行人从路侧进入第二通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

根据行人的速度获取绿灯延长时间；

根据当前行人的进入时刻计算第四信号灯的当前绿灯剩余时间；

判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

优选地，将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，还包括将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为保持绿灯时间，所述保持绿灯时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上所述行人通过第一通道的时间。

优选地，还包括：

若无行人从路侧进入第一通道或第二通道时，判断上一次检测到的行人是否到达安全岛，若已到达安全岛，若是则将第三信号灯或第四信号灯变为红灯，保持第一信号灯或第二信号灯为绿灯直至相应的行人离开第一通道或第二通道。

优选地，根据行人的速度获取绿灯延长时间的步骤包括：

g＝L/2v

其中g为绿灯延长时间，L为过街通道的长度，安全岛设置在路中间，L/2为第一通道或第二通道的长度，v为行人的平均速度或实际速度。

优选地，还包括：

检测过街通道上是否有行人，若无则将过街信号灯全部切换为红灯。

优选地，将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间之后，还包括

计算第二信号灯的绿灯延长时间，所述第二信号灯的绿灯延长时间为第三信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第二通道的时间；

计算所述第二信号灯的绿灯剩余时间与所述第二信号灯的绿灯延长时间的差值；

判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第二信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第二信号灯的绿灯延长时间；否则第二信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

优选地，将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，之后，还包括

计算第一信号灯的绿灯延长时间，所述第一信号灯的绿灯延长时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第一通道的时间；

计算所述第一信号灯的绿灯剩余时间与所述第一信号灯的绿灯延长时间的差值；

判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第一信号灯的绿灯延长时间；否则第一信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

此外，本发明还一种感应式行人过街信号控制系统，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道之间设置有安全岛，在所述第一通道的路侧设置有第一信号灯，在所述第二通道的路侧设置有第二信号灯，所述安全岛朝向所述第一通道设置有第三信号灯，所述安全岛朝向所述第二通道设置有第四信号灯，在其特征在于，包括如下步骤：

绿灯时间预设单元，用于第一、第二、第三、第四信号灯变为绿灯时，将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间；

行人判断单元，用于判断是否有行人从路侧进入第一通道；

进入时刻获取单元，用于若有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

绿灯延长时间获取单元，用于根据行人的速度获取绿灯延长时间；

绿灯剩余时间计算单元，用于根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；

信号灯设置单元，用于判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明所述的感应式行人过街信号控制方法，据行人的速度获取绿灯延长时间；根据当前行人的进入时刻计算当前绿灯剩余时间，当有行人进入过街通道时计算绿灯延长时间和当前绿灯剩余时间，若绿灯延长时间大于当前绿灯剩余时间，则将行人进入通道对应的安全岛处的绿灯的剩余时间设置为所述绿灯延长时间。通过该方法可以有效避免行人无法正常通过路口的问题，根据用户进入通道的时间，来计算延长时间，并根据该延长时间对绿灯的剩余时间进行延长，使得进入路口的行人可以正常通过路口，提高了行人过街的安全性。

(2)本发明所述的感应式行人过街信号控制方法，当无行人进入过街通道时，判断上一次检测到的行人是否到达安全岛，若已到达安全岛，则判断对向通道是否有行人，若无行人，将安全岛双向过街信号灯变为红灯，所述行人进入方向的通道内的信号灯为红灯，对向通道的信号灯保持绿灯至行人通过。该方法对半辅路进行控制，对行人已经通过的半辅路的行人过街信号灯变为红灯，使得机动车可以通过，对于行人尚未通过的半辅路保持绿灯至行人通过，在保证行人安全过街的前提下，提高了道路的通行效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明一个实施例中的路口平面示意图；

图2是本发明一个实施例中的信号灯设置示意图；

图3是本发明实施例中的感应式行人过街信号控制方法的流程图；

图4是本发明一个实施例中一种感应式行人过街信号控制系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明所提供的技术方案作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，道路斑马线两侧分别设置一组视频检测器和一组行人过街使用的过街信号灯，斑马线中间设置行人安全岛和一组双向过街信号灯，通过视频检测技术实时检测路边等待通行以及斑马线上正在穿行路口行人的状态，动态调整信号灯相位的绿灯时间，尽量满足过街行人的通行需求下，保证正在过街的行人安全通过路口。

根据行人是否需要二次过街的需求分别设计两种感应式行人过街控制的解决方案，即未设置行人二次过街感应控制方案和设置行人二次过街感应控制方案。其中，行人二次过街控制方案，是在人行横道上设置行人安全岛,把人行横道分为两部分,使行人分两相位来完成横穿道路的一种行人过街方式。该方式适合于人行横道较宽、有较宽中央分隔带的城市道路等。

实施例1：

本实施例中提供一种未设置行人二次过街感应的控制方案，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道1和第二通道2，在所述第一通道1和第二通道2之间设置有安全岛3，在所述第一通道1的路侧设置有第一信号灯11，在所述第二通道2的路侧设置有第二信号灯21，所述安全岛3朝向所述第一通道1设置有第三信号灯31，所述安全岛3朝向所述第二通道2设置有第四信号灯32，本实施例中的未设置行人二次过街感应的控制方案，进入过街通道内的行人不在安全岛停留，经过安全岛到达路对侧，则本实施例中的感应式行人过街信号控制方法包括以下步骤：

S1、当过街通道变为绿灯时，第一信号灯11、第二信号灯21、第三信号灯31、第四信号灯32都变为绿灯，此时将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间。此处的绿灯预设时间由系统预先设置，可根据路口的行人和车辆流量预先设置。第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯预设时间可以相同也可以不同，一般可以将第三、第四信号灯的绿灯预设时间设置的小于第一、第二信号灯的绿灯时间，以便于进入过街通道的行人可以继续通过，未自进入过街通道的则不允许继续进入。

S2、判断是否有行人从路侧进入第一通道；如果有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；根据行人的速度获取绿灯延长时间；根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；通过视频检测行人跟踪等处理，判断检测区域内是否存在行人，同时判断行人行走方向及进入路口的时间和位置。

其中，根据行人的速度获取绿灯延长时间。

行人过街信号灯的绿灯延长时间为g_{p_ext}，g_{p_ext}可由下式计算可得：

或者

其中，L为路口一个方向的断面宽度，为行人平均速度，v_p为行人实际速度。安全岛设置在路中间，L/2为第一通道或第二通道的长度。第一种计算方式g_{p_ext}为定值，第二种计算方式g_{p_ext}随着行人速度的变化而改变。

其中，根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间。绿灯剩余时间为绿灯预设时间g_{p_min}减去当前行人进入时绿灯已持续时间t₀。绿灯剩余时间为g_{p_min}-t₀

S3、判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

为了让进入第一通道的行人顺利达到安全岛，因此，判断根据行人位置计算出的绿灯延长时间是否大于当前第三信号灯的绿灯剩余时间，如大于，则将说明按照当前绿灯时间变灯，则行人无法顺利到达安全岛，因此将将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，保证行人可以顺利到达安全岛。

相应的，还包括第二通道内的行人的绿灯控制，与上述第一通道内出现行人的控制方法相同，具体为：

首先，判断是否有行人进入第二通道；若有行人从路侧进入第二通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；根据行人的速度获取绿灯延长时间；根据当前行人的进入时刻计算第四信号灯的当前绿灯剩余时间；判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

将第将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间后，还包括将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为保持绿灯时间，所述保持绿灯时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上所述行人通过第一通道的时间，从而保证到达安全岛的行人可以顺利通过路口到达对侧。

作为进一步的实施方案，若无行人从路侧进入第一通道或第二通道时，判断上一次检测到的行人是否到达安全岛，若已到达安全岛，若是则将第三信号灯或第四信号灯变为红灯，保持第一信号灯或第二信号灯为绿灯直至相应的行人离开第一通道或第二通道，当第一通道或第二通道已经没有行人后，可以单独放行第一通道或第二通道内的机动车。

当行人相位切换为绿灯时，在行人相位最小绿灯时间内，判断检测区域内是否存在行人，且通过其行走方向判断是否属于刚进入斑马线区域拟通过路口，若绿灯延长时间大于当前绿灯剩余时间，即g_{p_ext}＞g_{p_min}-t₀，则将行人进入通道对应的安全岛处的绿灯的剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

如检测到行人，则以该行人为对象，以检测时间为基准，安全岛处对应的行人过街信号灯绿灯延长单位时间g_{p_ext}，对向路侧行人过街信号灯保持绿灯；如未检测到行人，则判断上一次检测到的行人是否已到达安全岛，如已到达，且对向无行人，则安全岛双向行人信号灯变为红灯，本半幅路的路侧行人信号灯变为红灯，本半幅路的机动车信号灯变为绿灯，对象路侧行人信号灯保持绿灯，另一半幅路的机动车信号灯仍保持红灯，确保行人顺利通过半幅路；

此外，还包括判断所述第一通道和第二通道内是否有行人通过，如果都没有行人，则切换机动车为绿灯相位，第一、第二、第三、第四信号灯均为红灯。

机动车采用感应控制方式，采用双向检测线圈检测结果，当单位延长时间内检测到车辆时，机动车相位绿灯延长单位时间g_{v_ext}，该值可通过如下公式得到：

其中，d为线圈距斑马线前端的距离，v_veh为机动车速度。

当机动车绿灯时间大于行人最大忍耐时间后，将绿灯相位切换至行人相位，此处机动车绿灯时间为双向机动车信号灯当中执行较长的绿灯时间。

实施例2：

本实施例中提供一种设置行人二次过街感应控制方案，该方案中的过街通道与实施例1中的相同，但是行人可以在安全岛处停留，可以分两次通过安全岛，在人行横道上设置的行人安全岛,把人行横道分为两部分,使行人分两相位来完成横穿道路的一种行人过街方式。该方式适合于人行横道较宽、有较宽中央分隔带的城市道路等。

在上述实施例1的基础上，将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间之后，还包括：

首先，计算第二信号灯的绿灯延长时间，所述第二信号灯的绿灯延长时间为第三信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第二通道的时间；

然后，计算所述第二信号灯的绿灯剩余时间与所述第二信号灯的绿灯延长时间的差值；

之后，判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第二信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第二信号灯的绿灯延长时间；否则第二信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

如果是将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，之后，还包括：

首先，计算第一信号灯的绿灯延长时间，所述第一信号灯的绿灯延长时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第一通道的时间；

然后，计算所述第一信号灯的绿灯剩余时间与所述第一信号灯的绿灯延长时间的差值；

之后，判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第一信号灯的绿灯延长时间；否则第一信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

由于是行人二次过街，当分隔带处对应对向行人检测区的行人信号灯为绿灯时，对向路侧行人信号灯可能变为红灯，此时对向半幅路中，向隔离带方向行走的行人可继续通行，而从另一侧到达且已经位于中央分隔带的行人不能继续通行对向半幅道路，同时该半幅道路机动车灯也为红灯，机动车不能通行。这样做的目的主要是，通过设置时间阈值τ，避免中间隔离带的行人不断继续行进，所导致行人相位绿灯时间太长而使机动车延误过大的问题。从而实现了分相位两次过街，提高了道路的通行效率。

实施例3：

本实施例中提供一种感应式行人过街信号控制系统，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道之间设置有安全岛，在所述第一通道的路侧设置有第一信号灯，在所述第二通道的路侧设置有第二信号灯，所述安全岛朝向所述第一通道设置有第三信号灯，所述安全岛朝向所述第二通道设置有第四信号灯，该系统结构框图如图4所示，包括：

绿灯时间预设单元01，用于第一、第二、第三、第四信号灯变为绿灯时，将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间；

行人判断单元02，用于判断是否有行人从路侧进入第一通道；

进入时刻获取单元03，用于若有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

绿灯延长时间获取单元04，用于根据行人的速度获取绿灯延长时间；

绿灯剩余时间计算单元05，用于根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；

信号灯设置单元06，用于判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种感应式行人过街信号控制方法，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道之间设置有安全岛，在所述第一通道的路侧设置有第一信号灯，在所述第二通道的路侧设置有第二信号灯，所述安全岛朝向所述第一通道设置有第三信号灯，所述安全岛朝向所述第二通道设置有第四信号灯，在其特征在于，包括如下步骤：

第一、第二、第三、第四信号灯变为绿灯时，将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间；

判断是否有行人从路侧进入第一通道；

若有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

根据行人的速度获取绿灯延长时间；

根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；

判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间；

计算第二信号灯的绿灯延长时间，所述第二信号灯的绿灯延长时间为第三信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第二通道的时间；

计算所述第二信号灯的绿灯剩余时间与所述第二信号灯的绿灯延长时间的差值；

判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第二信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第二信号灯的绿灯延长时间；否则第二信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间之后，还包括将第二信号灯的绿灯剩余时间设置为保持绿灯时间，所述保持绿灯时间为第三信号灯的绿灯延长时间加上所述行人通过第二通道的时间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括

判断是否有行人进入第二通道；

若有行人从路侧进入第二通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

根据行人的速度获取绿灯延长时间；

根据当前行人的进入时刻计算第四信号灯的当前绿灯剩余时间；

判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，还包括将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为保持绿灯时间，所述保持绿灯时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上所述行人通过第一通道的时间。

5.根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，还包括：

若无行人从路侧进入第一通道或第二通道时，判断上一次检测到的行人是否到达安全岛，若是则将第三信号灯或第四信号灯变为红灯，保持第一信号灯或第二信号灯为绿灯直至相应的行人离开第一通道或第二通道。

6.根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于，根据行人的速度获取绿灯延长时间的步骤包括：

g＝L/2v

其中g为绿灯延长时间，L为过街通道的长度，安全岛设置在路中间，L/2为第一通道或第二通道的长度，v为行人的平均速度或实际速度。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

检测过街通道上是否有行人，若无则将过街信号灯全部切换为红灯。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将第四信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间，之后，还包括

计算第一信号灯的绿灯延长时间，所述第一信号灯的绿灯延长时间为第四信号灯的绿灯延长时间加上行人通过第一通道的时间；

计算所述第一信号灯的绿灯剩余时间与所述第一信号灯的绿灯延长时间的差值；

判断所述差值是否小于预设阈值；

若所述差值小于预设阈值，则将第一信号灯的绿灯剩余时间设置为所述第一信号灯的绿灯延长时间；否则第一信号灯的绿灯剩余时间保持不变。

9.一种感应式行人过街信号控制系统，用于设置有安全岛的过街通道中，所述过街通道包括第一通道和第二通道，在所述第一通道和第二通道之间设置有安全岛，在所述第一通道的路侧设置有第一信号灯，在所述第二通道的路侧设置有第二信号灯，所述安全岛朝向所述第一通道设置有第三信号灯，所述安全岛朝向所述第二通道设置有第四信号灯，在其特征在于，包括如下步骤：

绿灯时间预设单元，用于第一、第二、第三、第四信号灯变为绿灯时，将第一、第二、第三、第四信号灯的绿灯时间设置为绿灯预设时间；

行人判断单元，用于判断是否有行人从路侧进入第一通道；

进入时刻获取单元，用于若有行人进入第一通道，则获取行人进入该通道的进入时刻；

绿灯延长时间获取单元，用于根据行人的速度获取绿灯延长时间；

绿灯剩余时间计算单元，用于根据当前行人的进入时刻计算第三信号灯的当前绿灯剩余时间；

信号灯设置单元，用于判断绿灯延长时间是否大于当前绿灯剩余时间，若是则将第三信号灯的绿灯剩余时间设置为所述绿灯延长时间。