CN108615374A - 基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，对路网内交通信号控制路口的基础信息进行采集，基于路口各进口道车流轨迹确定灯组冲突相位，绘制出相位灯组冲突表，确定路口信号灯组常规可设的基础相位。该种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，基于路口特征确定冲突灯组，基于信号灯组接线情况确定并线灯组，进一步根据冲突灯组和并线灯组建立灯组与相位之间的关联规则，有效为交通信号方案的配置管理提供支撑依据。本发明将冲突管理精细化车道，将相位管理精细化到时间段，从而提高了信号方案配置的效率，提升了信号配时的准确性。

Description

基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法

技术领域

本发明涉及一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，人民生活水平的不断提高，我国机动车保有量逐年增长，国内各大中城市交通拥堵问题日趋严重，交通信号控制系统作为交通管理手段之一可有效优化路口交通流，避免交通冲突，实现车辆行人按需、按序通过路口。目前交通信号控制系统在国内各城市得到了广泛应用，而怎样合理配置路口交通信号相位、相序、周期成了目前智能交通行业主要的研究对象。

“相位灯组冲突”即为无法同时亮灯放行的方向相位，若同时为绿灯则会导致路口交通流冲突，造成交叉口交通拥堵，特别是随着城市交通发展，路口交通车道不断增多以及公交专用道建设，传统信号相位管理方式无法适应现今复杂的交通路口，存在直行车道右侧布设左转车道、直行车道左侧布设右转车道等进口道复杂的情况，于是面对直行及直行与转向造成的交通流冲突，应该在布置信号相位时考虑冲突灯组的存在，从而提高交通信号相位通行的效率。

另一方面，国家规范虽然明确规定路口信号灯组应独立接入交通信号机端子，但是在实际应用中，为节省开支等目的，存在一个交通信号机同时控制两个短距离相邻路口，多个灯组并线接入同个接线端子，或公交特殊灯组和常规灯组接入同个接线端子的现象。对于并线连接的信号灯组，其在交通信号控制时则必须同时亮灯，即若单独亮灯的通行相位则无法实现。

因此，为方便交警部门工作人员进行路口交通信号配置，提高信号配置效率，应针对冲突灯组和并线灯组建立灯组与相位之间的关联规则，确定常规基础通行相位，为后续信号方案配置和优化提供支撑数据。

而现阶段针对路口交通信号的研究主要集中于交通信号控制机的研究以及相位算法优化，如专利CN 201110098660.4提供一种交通车辆自动采集以及自动处理的道路交通信号控制机，专利201010594371.9提出一种交通信号控制器相位组合故障检测方法，专利CN 201210423434.3提出一种能够对故障进行诊断的交通控制信号机及诊断方法；专利CN 201710364867.9提出一种自适应路口交通信号灯的交通控制方法及装置。随着交通信号系统的发展，急需为交通信号灯组与信号相位建立一套关联规则，实现灯组冲突表的自动配置和管理，为有序的信号方案配置提高支撑依据。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，针对路口渠化特征以及灯组接线信息分析信号灯组相位亮灯规则，划分出冲突灯组和并线灯组，进一步根据历史交通流数据为交通信号方案各时段建立相位冲突表，并确立各时段可设常规基础相位，从而有效为路口及干线交通信号方案的配置、管理、优化提供支撑数据，增强交通信号配置效率，提升路口通行率，解决现有技术中存在的缺少对灯组冲突及常规相位配制管理的问题。

本发明中，常规通行相位即为车辆可以同时放行的常规方向；冲突相位即为存在交通流冲突的通行方向。

本发明的技术解决方案是：

一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，基于路口渠化信息及灯组并线情况确定常规冲突灯组和并线亮灯灯组，进一步根据路口交通流数据建立冲突表日计划及常规相位日计划表；包括以下步骤，

S1、对路网内交通信号控制路口的基础信息进行采集，具体包括路口渠化信息、前端检测设备信息以及路口信号灯组信息；

S2、基于路口各进口道车流轨迹确定灯组冲突相位，绘制出相位灯组冲突表，确定路口信号灯组可设常规通行相位；

S3、基于交通信号灯组接线检测是否存在灯组并线情况，若有灯组并线则在相位灯组冲突表中标注，进一步剔除出并线灯组下需要同时放行却单独通行的通行相位；

S4、接入前端检测设备采集的交通流数据，根据路口进口道各车道上交通流数据评估各时段的车辆轨迹冲突点，进而优化调整相位灯组冲突，建立冲突表日计划；

S5、基于冲突表日计划对各单位时段内可设常规通行相位进行调整，汇总形成相位日计划。

进一步地，步骤S1具体为，

S11、路口渠化信息包括出路口形状、待转区、人行横道、分隔带、车道类型、车道数、分隔带带宽、车道宽度、人行横道宽度；

S12、采集配置路口布设的前端检测设备信息，具体包括设备名称、设备类型、检测区域；

S13、采集路口各方向布设的信号灯组类型及其连接信号机的端子信息。

进一步地，步骤S2具体为，

S21、通过路口渠化信息的车道数量和车道类型确定路口各进口道直行、左转、右转各方向的车流轨迹，标记车辆轨迹冲突点；

S22、根据信号灯组信息列出路口信号灯组表，并根据车辆轨迹冲突点信息在路口信号灯组表中叠加标注出直行冲突和直行+转向冲突的冲突灯组，初步生成相位灯组冲突表；

S23、基于相位灯组冲突表列出可设的常规通行相位及存在冲突的冲突相位。

进一步地，步骤S4具体为，

S41、接入前端检测设备采集的历史交通流数据，按单位时间段将各进口道车道的交通流数据叠加至路口各进口道车辆轨迹上；

S42、将步骤S21中的冲突点车辆轨迹与各时段交通流数据轨迹对比，若两个车道交通流阈值均大于独立相位阈值，则该冲突点必须留存避让，否则在该时段内将该冲突点剔除，进一步确定各单位时段内的冲突点；

S43、根据时段的冲突点调整相位灯组冲突表，并分别为各时段建立相应的灯组冲突表，进而汇总全日各时段的灯组冲突，建立冲突表日计划。

本发明的有益效果是：

一、该种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，基于路口特征确定冲突灯组，基于信号灯组接线情况确定并线灯组，进一步根据冲突灯组和并线灯组建立灯组与相位之间的关联规则，有效为交通信号方案的配置管理提供支撑依据。

二、本发明基于前端检测设备采集的交通流数据对各车道对应的信号灯组冲突情况进行评估，建立灯组冲突日计划表，将冲突管理精细化车道，将相位管理精细化到时间段，从而提高了信号方案配置的效率，提升了信号配时的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例的基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法的流程示意图。

图2是实施例中渠化和灯组的示意图。

图3是实施例绘制出的路口历史平均小时交通流轨迹图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例

一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，如图1，基于路口渠化信息及灯组并线情况确定常规冲突灯组和并线亮灯灯组，进一步根据路口交通流数据建立冲突表日计划及相位日计划表。

S1、对路网内交通信号控制路口的基础信息进行采集，具体包括路口渠化信息、前端检测设备信息以及路口信号灯组信息。

S11、路口渠化信息包括路口形状、待转区、人行横道、分隔带、车道类型、车道数、分隔带带宽、车道宽度、人行横道宽度等路口渠化信息。

S12、采集配置路口布设的前端检测设备信息，具体包括设备名称、设备类型、检测区域等信息。

S13、根据路口交通信号机及布设灯组采集各方向信号灯组类型及信号机接线端子信息。

S2、基于路口各进口道车流轨迹确定灯组冲突相位，绘制出相位灯组冲突表，确定路口信号灯组可设的常规通行相位。

S21、通过路口渠化信息的车道数量和车道类型确定路口各进口道直行、左转、右转各方向的车流轨迹，标记车辆轨迹冲突点。一般情况下，一个进口道为传统左转、直行、右转依次布设的十字路口会形成16个冲突点，而对于直行左侧右转灯复杂车道冲突点会增多。

S22、根据信号灯组信息列出路口信号灯组表，并根据车辆轨迹冲突点信息在表中叠加标注出直行冲突和直行+转向冲突的冲突灯组，初步生成相位灯组冲突表。

S23、基于相位灯组冲突表列出可设的常规通行相位及存在冲突的冲突相位。一般情况下，对于一个十字路口，主要包括东向通行相位、西向通行相位、南向通行相位、北向通行相位、东西直行相位、南北直行相位等。

S3、基于交通信号灯组接线检测是否存在灯组并线情况，若有灯组并线则在相位灯组冲突表中标注，进一步对常规通行相位进行调整，剔除出并线灯组下需要同时放行却单独通行的通行相位。

如一路口南进口，其南向直行灯和南向左转灯并线接入同一个信号机端子，则南向直行灯和左转灯必须同时亮灯，则在相位灯组冲突表中标注，并对南向直行灯或左转灯单独亮灯的常规信号相位进行删除。一般情况下，对于交通信号灯组并线连接，根据配置的信号相位对亮灯灯组进行检查，确定灯组是否并联，包括人工检测和电平检测两种方法。其中人工检测法由管理人员设置信号灯组后查看确定并线连接的灯组，电平检测法使用电流或电压检测电路检测各个信号灯处于亮灯或熄灭状态，并对各信号灯的电流和电压信号进行检测，确定各相位信号灯亮灯或熄灭状态，从而判断出灯组并联情况。

S4、接入前端检测设备采集的交通流数据，根据路口进口道各车道上交通流数据评估各时段的车辆轨迹冲突点，进而优化调整相位灯组冲突，建立冲突表日计划。

S41、接入前端检测设备采集的历史交通流数据，按单位时间段将各进口道车道的交通流数据叠加至路口各进口道车辆轨迹上。

S42、将步骤S21中的冲突点车辆轨迹与各时段交通流数据轨迹对比，若两个车道交通流阈值均大于独立相位阈值，则该冲突点必须留存避让，否则在该时段内将该冲突点剔除，进一步确定各单位时段内的冲突点。

如一个十字路口的南进口，其左转车道左侧为直行车道存在直行与左转冲突点，而左转车道车流量在17点-19点晚高峰时段大于独立相位阈值，则在17点-19点时段内灯组冲突存在，对于其余时间段仅直行车道车流量大于独立阈值，则直行车道与左转车道可同时放行。一般情况下，单位时段按小时进行统计，独立相位阈值根据交通信号控制标准由管理者自行设置。

S43、根据时段的冲突点调整相位灯组冲突表，并分别为各时段建立相应的灯组冲突表，进而汇总全日各时段的灯组冲突，建立冲突表日计划。

S5、基于冲突表日计划对各单位时段内可设常规通行相位进行调整，汇总形成相位日计划。

该种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，根据路口特征信息确定路口车辆轨迹冲突点，初步生成信号灯组冲突表，同时根据灯组并线情况确定并线灯组，确定路口常规可设基础相位及冲突相位。进一步基于路口前端检测设备采集的交通流数据对各时间段的冲突情况进行评估，筛选生成各时段的灯组冲突表并建立出冲突日计划表，进而根据各时段的常规可设相位建立出常规相位日计划表，从而为交通信号方案配置提供有效支撑，提高信号方案配置效率。

实施例的一个具体示例如下：

某十字路口，其渠化和灯组如图2所示。其中东西向进口道均为左转、直行、直行+右转三车道，信号灯组为左转箭头灯与圆盘灯，南北进口道为左转、直行、右转、直行(公交专用道)四车道，信号灯组为左转箭头灯、直行灯和右转箭头灯，具体如下表所示。

根据本发明所述的步骤S2确定信号口冲突点(如图2所示展示出车流轨迹)，并按直行冲突、转向冲突以及直行转向冲突列出冲突表，冲突表如下所示。

直行冲突转向冲突直行+转向

进一步列出常规通行方向(相位)，根据冲突表中的冲突灯组，标注出可能存在冲突的常规通行相位。同时根据本发明所述的步骤S3检测发现东左转箭头灯与西左转箭头灯并联，则东口左转和西口左转必须同时放行，并剔除出东左转箭头灯和西左转箭头灯单独亮灯的相位。

进一步根据路口布设的交通流检测器对各进口道车道历史交通流数据进行汇总，对各小时的交通流数据进行统计分析，绘制出路口历史平均小时交通流轨迹图。以晚上20:00-21:00为例，各车道的交通流数据具体如下(其中西→南以及东→北对信号管控影响较小暂不考虑)：

发现在该时段南口至东口(南口右转)、西口至北口(西口左转)及北口至西口(北口右转)交通流量较低，低于设定的独立相位阈值(独立相位阈值为100pcu/h)，则可配制出该时间段的灯组冲突表，具体如下：

进一步对常规灯组相位进行调整，确定1相位(南向通行)和5相位(南向直右)为常规相位，确定2相位(北向通行)、6相位(北向直右)和10相位(南北直右)为冲突相位。依次对各时段的灯组冲突进行筛选确定，从而建立出冲突表日计划。

最后根据冲突表日计划确定各时段的可设常规通行相位，从而生成相位日计划。以晚上20:00-21:00为例，该时段常规可设基础相位如下：

Claims (4)

1.一种基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，其特征在于：基于路口渠化信息及灯组并线情况确定常规冲突灯组和并线亮灯灯组，进一步根据路口交通流数据建立冲突表日计划及常规相位日计划；包括以下步骤，

S1、对路网内交通信号控制路口的基础信息进行采集，具体包括路口渠化信息、前端检测设备信息以及路口信号灯组信息；

S2、基于路口各进口道车流轨迹确定灯组冲突相位，绘制出相位灯组冲突表，确定路口信号灯可设常规通行相位；

S3、基于交通信号灯组接线检测是否存在灯组并线情况，若有灯组并线则在相位灯组冲突表中标注，进一步剔除出并线灯组下需要同时放行却单独通行的通行相位；

S4、接入前端检测设备采集的交通流数据，根据路口进口道各车道上交通流数据评估各时段的车辆轨迹冲突点，进而优化调整相位灯组冲突，建立冲突表日计划；

S5、基于冲突表日计划对各单位时段内可设常规通行相位进行调整，汇总形成相位日计划。

2.如权利要求1所述的基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，其特征在于：步骤S1具体为，

S11、路口渠化信息包括出路口形状、待转区、人行横道、分隔带、车道类型、车道数、分隔带带宽、车道宽度、人行横道宽度；

S12、采集配置路口布设的前端检测设备信息，具体包括设备名称、设备类型、检测区域；

S13、采集路口各方向布设的信号灯组类型及其连接信号机的端子信息。

3.如权利要求1所述的基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，其特征在于：步骤S2具体为，

S21、通过路口渠化信息的车道数量和车道类型确定路口各进口道直行、左转、右转各方向的车流轨迹，标记车辆轨迹冲突点；

S22、根据信号灯组信息列出路口信号灯组表，并根据车辆轨迹冲突点信息在路口信号灯组表中叠加标注出直行冲突和直行+转向冲突的冲突灯组，初步生成相位灯组冲突表；

S23、基于相位灯组冲突表列出可设的常规通行相位及存在冲突的冲突相位。

4.如权利要求3所述的基于交通流的路口灯组相位冲突配置方法，其特征在于：步骤S4具体为，

S41、接入前端检测设备采集的历史交通流数据，按单位时间段将各进口道车道的交通流数据叠加至路口各进口道车辆轨迹上；

S42、将步骤S21中的冲突点车辆轨迹与各时段交通流数据轨迹对比，若两个车道交通流阈值均大于独立相位阈值，则该冲突点必须留存避让，否则在该时段内将该冲突点剔除，进一步确定各单位时段内的冲突点；

S43、根据时段的冲突点调整相位灯组冲突表，并分别为各时段建立相应的灯组冲突表，进而汇总全日各时段的灯组冲突，建立冲突表日计划。