CN110033616B - 交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，基于信号灯组优化控制逻辑，突破行人与非机动车跟随机动车信号相位放行的方式，以行人或非机动车信号灯组作为独立控制单元，通过行人与非机动车自动感应检测、二次过街方式以及基于信号灯组的优化控制逻辑算法，在与机动车信号灯组不产生绿冲突的前提下，采用“见缝插针”方式多次为行人或非机动车提供绿灯通行权，减少其等待红灯时间，突破了传统的跟随机动车信号灯组放行的固定相位控制限制，更适用于普遍存在的行人与非机动车过街需求大、随机性强的应用场景，在保障行人与非机动车安全过街的同时能够有效地兼顾机动车的通行效率，有效提升了交叉口整体交通控制效率。

Description

交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，具体是一种基于信号灯组优化控制逻辑的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法。

背景技术

我国城市道路交叉口大多存在行人与非机动车过街需求大的情况，特别是大型交叉口，行人与非机动车过街的交通组织和信号控制方案仍然是实际应用中存在的难题。传统的行人与非机动车过街的信号控制方式是跟随机动车的信号相位放行，即行人与非机动车信号灯与其不冲突的机动车信号灯组合成一个信号相位，并同步获得绿灯时间通行。这种控制方式对行人与非机动车放行存在较大限制，一方面针对大型交叉口，行人与非机动车一次过街所需的绿灯时间较长，与低流量情况下机动车所需的较短绿灯时间形成矛盾；另一方面行人与非机动车的绿灯结束时间大多与机动车绿灯结束时间同步或接近，导致行人与非机动车在交叉口的过街清空时间不足，存在较大安全隐患。如何既能保障机动车的通行效率，又能保障行人与非机动车的安全过街时间，并且让行人与非机动车少等待红灯，是目前急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，基于信号灯组优化控制逻辑，突破行人与非机动车跟随机动车信号相位放行的方式，将行人、非机动车信号灯组分别作为独立控制单元，通过行人与非机动车自动感应检测、二次过街方式以及基于信号灯组的优化控制逻辑算法，解决目前交叉口行人与非机动车过街信号控制不灵活、绿灯通行权不够、过街清空时间不足、红灯等待时间过长等问题，以进一步有效提升交叉口整体交通控制效率。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，基于信号灯组优化控制逻辑，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)、将控制交叉口不同通行方向的行人信号灯组和非机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，设置不同通行方向的行人过街路径和非机动车过街路径、二次过街安全岛、行人过街自动感应检测区和非机动车过街自动感应检测区以及对应的行人检测器和非机动车检测器，将每个行人信号灯组与相对应的行人过街自动感应检测区和行人检测器进行一一关联，将每个非机动车信号灯组与相对应的非机动车过街自动感应检测区和非机动车检测器进行一一关联；

(2)、采用“见缝插针”的方式使行人和非机动车尽量获得较多的绿灯通行权，一方面行人和非机动车采用二次过街方式通过交叉口，其中非机动车也可采用二次过街方式实现其在交叉口的左转通行；另一方面只要与机动车信号灯组的绿灯放行不产生冲突，行人自动感应检测区或非机动车过街自动感应检测区一旦检测到有行人或非机动车停留准备过街时，则立即给予对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组绿灯通行权；若行人自动感应检测区或非机动车自动感应检测区未检测到有行人或非机动车停留时，对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组保持为红灯；

(3)、通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间，行人信号灯组或非机动车信号灯组获得绿灯通行权后，需等待与其相冲突的机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后方可启亮绿灯，为避免下一个将要放行的机动车头车与正在过街的行人或非机动车在交叉口内部发生冲突，行人过街时间包括有行人进入交叉口时间和行人过街清空时间，其中行人进入交叉口时间为相对应的行人信号灯组绿灯启亮时间，行人进入交叉口时间段内行人可进入交叉口；行人过街清空时间为与相对应的行人信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的行人可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，行人过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的行人不得进入交叉口；非机动车过街时间包括有非机动车进入交叉口时间和非机动车过街清空时间，其中非机动车进入交叉口时间为相对应的非机动车信号灯组绿灯启亮时间，非机动车进入交叉口时间段内非机动车可进入交叉口；非机动车过街清空时间由相对应的非机动车信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间以及与相对应的非机动车信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的非机动车可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，非机动车过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的非机动车不得进入交叉口；

(4)、根据已建立的相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，建立行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，为同时兼顾行人和非机动车的过街安全以及机动车的通行效率，行人信号灯组或非机动车信号灯组每获得一次绿灯通行权只提供一次较短的行人过街时间或非机动车过街时间，机动车信号灯组须等待与其相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后才能启亮绿灯；

(5)、行人信号灯组或非机动车信号灯组每秒根据与其相关联的行人检测器或非机动车检测器所获取的数据，通过已建立的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，在对机动车通行效率不造成较大影响的前提下，实现基于交叉口行人或非机动车交通流实际过街需求的绿灯放行组合的动态调配，从而增加行人和非机动车的过街机会并减少行人和非机动车等待红灯的时间。

所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间A计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车或最后一个行人通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间。

所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，行人过街清空时间内应保证相对应的行人过街路径内的行人可以完成清空，即保证相对应的行人信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的行人过街路径的行人可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；行人过街清空时间应大于或等于相冲突的行人信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间；非机动车过街清空时间内应保证相对应的非机动车过街路径内的非机动车可以完成清空，即保证相对应的非机动车信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的非机动车过街路径的非机动车可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；非机动车过街清空时间应大于或等于相冲突的非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间。

所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)和(4)中，行人过街时间或非机动车过街时间D的计算公式如下：

D＝t₁+t₂

其中，t₁为行人进入交叉口时间或非机动车进入交叉口时间，t₂为行人过街清空时间或非机动车过街清空时间，L₀为行人一次过街距离或非机动车一次过街距离，即为行人或非机动车从路这边到达安全岛或从安全岛到达路那边的距离，v₀为行人过街平均速度或非机动车过街平均速度。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明以行人或非机动车信号灯组作为独立控制单元，通过行人与非机动车感应检测区自动检测行人与非机动车的过街需求，在与机动车信号灯组不产生绿冲突的前提下，采用“见缝插针”方式多次为行人或非机动车提供绿灯通行权，减少其等待红灯时间，突破了传统的跟随机动车信号灯组放行的固定相位控制限制，更适用于我国交叉口普遍存在的行人与非机动车过街需求大、随机性强的应用场景，在保障行人与非机动车安全过街的同时能够有效地兼顾机动车的通行效率，从而全面提高了交叉口的信号控制效率。

附图说明

图1为本发明中十字交叉口行人或非机动车信号灯组与交通流、检测区的对应关系图。

图2为本发明中十字交叉口行人或非机动车信号灯组与机动车信号灯组绿灯间隔矩阵示例示意图。

图3为本发明中十字交叉口行人或非机动车信号灯组绿灯放行规则与优化控制逻辑示意图。

图4为本发明中十字交叉口行人或非机动车与机动车交通流的绿灯放行组合图。

具体实施方式

一种交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，基于信号灯组优化控制逻辑，具体包括以下步骤：

(1)、将控制交叉口不同通行方向的行人信号灯组和非机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，设置不同通行方向的行人过街路径和非机动车过街路径、二次过街安全岛、行人过街自动感应检测区和非机动车过街自动感应检测区以及对应的行人检测器和非机动车检测器，将每个行人信号灯组与相对应的行人过街自动感应检测区和行人检测器进行一一关联，将每个非机动车信号灯组与相对应的非机动车过街自动感应检测区和非机动车检测器进行一一关联；

(2)、采用“见缝插针”的方式使行人和非机动车尽量获得较多的绿灯通行权，一方面行人和非机动车采用二次过街方式通过交叉口，其中非机动车也可采用二次过街方式实现其在交叉口的左转通行；另一方面只要与机动车信号灯组的绿灯放行不产生冲突，行人自动感应检测区或非机动车过街自动感应检测区一旦检测到有行人或非机动车停留准备过街时，则立即给予对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组绿灯通行权；若行人自动感应检测区或非机动车自动感应检测区未检测到有行人或非机动车停留时，对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组保持为红灯；

(3)、通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间，行人信号灯组或非机动车信号灯组获得绿灯通行权后，需等待与其相冲突的机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后方可启亮绿灯，为避免下一个将要放行的机动车头车与正在过街的行人或非机动车在交叉口内部发生冲突，行人过街时间包括有行人进入交叉口时间和行人过街清空时间，其中行人进入交叉口时间为相对应的行人信号灯组绿灯启亮时间，行人进入交叉口时间段内行人可进入交叉口；行人过街清空时间为与相对应的行人信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的行人可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，行人过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的行人不得进入交叉口；非机动车过街时间包括有非机动车进入交叉口时间和非机动车过街清空时间，其中非机动车进入交叉口时间为相对应的非机动车信号灯组绿灯启亮时间，非机动车进入交叉口时间段内非机动车可进入交叉口；非机动车过街清空时间由相对应的非机动车信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间以及与相对应的非机动车信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的非机动车可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，非机动车过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的非机动车不得进入交叉口；

相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间A计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间(s)，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车或最后一个行人通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间(s)；

行人过街清空时间内应保证相对应的行人过街路径内的行人可以完成清空，即保证相对应的行人信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的行人过街路径的行人可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；行人过街清空时间应大于或等于相冲突的行人信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间；非机动车过街清空时间内应保证相对应的非机动车过街路径内的非机动车可以完成清空，即保证相对应的非机动车信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的非机动车过街路径的非机动车可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；非机动车过街清空时间应大于或等于相冲突的非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间；

行人过街时间或非机动车过街时间D的计算公式如下：

D＝t₁+t₂

其中，t₁为行人进入交叉口时间或非机动车进入交叉口时间(s)，t₂为行人过街清空时间或非机动车过街清空时间(s)，L₀为行人一次过街距离或非机动车一次过街距离，即为行人或非机动车从路这边到达安全岛或从安全岛到达路那边的距离(m)，v₀为行人过街平均速度或非机动车过街平均速度(m/s)；

(4)、根据已建立的相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，建立行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，为同时兼顾行人和非机动车的过街安全以及机动车的通行效率，行人信号灯组或非机动车信号灯组每获得一次绿灯通行权只提供一次较短的行人过街时间或非机动车过街时间，机动车信号灯组须等待与其相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后才能启亮绿灯；

(5)、行人信号灯组或非机动车信号灯组每秒根据与其相关联的行人检测器或非机动车检测器所获取的数据，通过已建立的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，在对机动车通行效率不造成较大影响的前提下，实现基于交叉口行人或非机动车交通流实际过街需求的绿灯放行组合的动态调配，从而增加行人和非机动车的过街机会并减少行人和非机动车等待红灯的时间。

以下结合附图对本发明作进一步的说明，以标准十字交叉口为例：

如图1所示，为了缩短行人或非机动车的一次过街距离，在保障行人或非机动车安全过街的同时降低对机动车通行效率的影响，在标准十字交叉口各个方向均设置了中央安全岛，目的是使行人或非机动车能够在一次较短的绿灯通行时间内从路边到达安全岛或从安全岛到达路边。为了满足行人或非机动车的驻留需求，安全岛需要有足够的宽度，一般情况下不小于3m。

针对四个方向均具备中央安全岛的标准十字交叉口，为实现信号的精细化控制，一共可以区分有28股不同的机动车交通流、非机动车交通流和行人交通流，用a_i表示，i＝1,2,…,28。a₁至a₁₂为12股机动车交通流，a₁至a₈分别代表交叉口北直行、东直行、南直行、西直行、北左转、东左转、南左转和西左转行驶方向的机动车交通流，a₉至a₁₂为右转交通流，按照交通规则主动避让与其冲突的行人、非机动车交通流和与其在出口合流的机动车交通流，一般情况下可不受信号控制，予以忽略考虑。a₁₃至a₂₀为8股行人交通流，在交叉口斑马线的通行规则是双向通行，在图中表示为两个相反方向的虚线箭头，分别代表交叉口北进口、东进口、北出口、东出口、南进口、西进口、南出口和西出口的行人交通流。a₂₁至a₂₈为8股非机动车交通流，在交叉口的非机动车通道实行单向通行，在图中表示为单个方向的虚线箭头，分别代表北进口、东进口、北出口、东出口、南进口、西进口、南出口和西出口的非机动车交通流。

行人交通流a₁₃至a₂₀分别与行人自动感应检测区Dj、行人信号灯组SGj一一对应，j＝13,14,…,20；非机动车交通流a₂₁至a₂₈分别与非机动车自动感应检测区Dk、非机动车信号灯组SGk一一对应，k＝21,22,…,28。其中，根据行人的双向通行规则，交叉口每个方向进、出口处的斑马线两端按照上行和下行方向分别设置两个编号一致的行人信号灯组和行人自动感应检测区；根据非机动车的单向通行规则，在交叉口每个方向进、出口处的非机动车通道的一端设置一个非机动车信号灯组和非机动车自动感应检测区；行人、非机动车自动感应检测区所采用的检测器可以为视频、红外线或微波检测器，主要对停留在检测区域的行人或非机动车做存在检测。当每一个行人或非机动车信号灯组与当前正在放行绿灯的机动车信号灯组不产生绿冲突时，其对应的行人或非机动车感应检测区一旦检测到有行人或非机动车存在，则立即获得相应的绿灯通行权，并在完成绿灯间隔时间运行完毕后放行一次绿灯，一次绿灯时间的大小由行人或非机动车的交叉口过街时间D的计算公式计算得出。若行人或非机动车感应检测区未检测到行人或非机动车存在，对应的行人或非机动车信号灯组保持为红灯。

如图2所示，绿灯间隔矩阵中的行人与非机动车信号灯组和机动车信号灯组的冲突关系由其各自关联的行人、非机动车和机动车交通流的流向冲突情况而形成。其中，行人信号灯组13与非机动车信号灯组21和机动车信号灯组1、5冲突，行人信号灯组14与非机动车信号灯组22和机动车信号灯组2、6冲突，行人信号灯组15与非机动车信号灯组23和机动车信号灯组3、8冲突，行人信号灯组16与非机动车信号灯组24和机动车信号灯组4、5冲突，行人信号灯组17与非机动车信号灯组25和机动车信号灯组3、7冲突，行人信号灯组18与非机动车信号灯组26和机动车信号灯组4、8冲突，行人信号灯组19与非机动车信号灯组27和机动车信号灯组1、6冲突，行人信号灯组20与非机动车信号灯组28和机动车信号灯组2、7冲突。绿灯间隔矩阵的行表示离开交叉口的交通流所关联的信号灯组，列表示进入交叉口的交通流所关联的信号灯组，矩阵中各个数值为两个冲突信号灯组之间的绿灯间隔时间A，由绿灯间隔时间计算公式得出。

如图3所示，交叉口行人、非机动车信号灯组绿灯放行规则与控制逻辑如下：

(1)、东进口行人检测区D14检测到有行人等待或东进口非机动车检测区D22检测到有非机动车等待，判断东直行和东左转交通流a₂、a₆是否有绿灯通行权，若否则东进口行人交通流a₁₄或非机动车交通流a₂₂获得绿灯通行权，若是则东进口行人交通流a₁₄或非机动车交通流a₂₂等待东直行和东左转绿灯结束后获得通行权；a₁₄或a₂₂获得绿灯通行权后，东进口行人信号灯SG14或非机动车信号灯SG22完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(2)、东出口行人检测区D16检测到有行人等待或东出口非机动车检测区D24检测到有非机动车等待，判断西直行和北左转交通流a₄、a₅是否有绿灯通行权，若否则东进口行人交通流a₁₆或非机动车交通流a₂₄获得绿灯通行权，若是则东出口行人交通流a₁₆或非机动车交通流a₂₄等待西直行和北左转绿灯结束后获得通行权；a₁₆或a₂₄获得绿灯通行权后，东出口行人信号灯SG16或非机动车信号灯SG24完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(3)、西进口行人检测区D18检测到有行人等待或西进口非机动车检测区D26检测到有非机动车等待，判断西直行和西左转交通流a₄、a₈是否有绿灯通行权，若否则西进口行人交通流a₁₈或非机动车交通流a₂₆获得绿灯通行权，若是则西进口行人交通流a₁₈或非机动车交通流a₂₆等待西直行和西左转绿灯结束后获得通行权；a₁₈或a₂₆获得绿灯通行权后，西进口行人信号灯SG18或非机动车信号灯SG26完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(4)、西出口行人检测区D20检测到有行人等待或西出口非机动车检测区D28检测到有非机动车等待，判断东直行和南左转交通流a₂、a₇是否有绿灯通行权，若否则西出口行人交通流a₂₀或非机动车交通流a₂₈获得绿灯通行权，若是则西出口行人交通流a₂₀或非机动车交通流a₂₈等待东直行和南左转绿灯结束后获得通行权；a₂₀或a₂₈获得绿灯通行权后，西出口行人信号灯SG20或非机动车信号灯SG28完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(5)、南进口行人检测区D17检测到有行人等待或南进口非机动车检测区D25检测到有非机动车等待，判断南直行和南左转交通流a₃、a₇是否有绿灯通行权，若否则南进口行人交通流a₁₇或非机动车交通流a₂₅获得绿灯通行权，若是则南进口行人交通流a₁₇或非机动车交通流a₂₅等待南直行和南左转绿灯结束后获得通行权；a₁₇或a₂₅获得绿灯通行权后，南进口行人信号灯SG17或非机动车信号灯SG25完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(6)、南出口行人检测区D19检测到有行人等待或南出口非机动车检测区D27检测到有非机动车等待，判断北直行和东左转交通流a₁、a₆是否有绿灯通行权，若否则南出口行人交通流a₁₉或非机动车交通流a₂₇获得绿灯通行权，若是则南出口行人交通流a₁₉或非机动车交通流a₂₇等待北直行和东左转绿灯结束后获得通行权；a₁₉或a₂₇获得绿灯通行权后，南出口行人信号灯SG19或非机动车信号灯SG27完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(7)、北进口行人检测区D13检测到有行人等待或北进口非机动车检测区D21检测到有非机动车等待，判断北直行和北左转交通流a₁、a₅是否有绿灯通行权，若否则北进口行人交通流a₁₃或非机动车交通流a₂₁获得绿灯通行权，若是则北进口行人交通流a₁₃或非机动车交通流a₂₁等待北直行和北左转绿灯结束后获得通行权；a₁₃或a₂₁获得绿灯通行权后，北进口行人信号灯SG13或非机动车信号灯SG21完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯；

(8)、北出口行人检测区D15检测到有行人等待或北出口非机动车检测区D23检测到有非机动车等待，判断南直行和西左转交通流a₃、a₈是否有绿灯通行权，若否则北出口行人交通流a₁₅或非机动车交通流a₂₃获得绿灯通行权，若是则北出口行人交通流a₁₅或非机动车交通流a₂₃等待南直行和西左转绿灯结束后获得通行权；a₁₅或a₂₃获得绿灯通行权后，北出口行人信号灯SG15或非机动车信号灯SG23完成绿灯间隔时间运行完毕后启亮绿灯。

如图4所示，行人或非机动车信号灯组每秒监测行人或非机动车过街路径设置的感应检测区的检测器数据，通过已建立的行人与非机动车信号灯组绿灯放行规则和优化控制逻辑，在与机动车信号灯组不形成绿冲突的前提下，为到达行人或非机动车感应检测区的行人或非机动车自动提供绿灯通行权，从而根据机动车信号灯组的绿灯动态变化情况动态形成各种不同的绿灯放行组合。其中，动态形成的行人、非机动车和机动车绿灯放行组合有17组情况，采用编号1至17进行一一说明：

编号1：机动车信号灯组北直行与北出口、南进口、东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号2：机动车信号灯组南直行与北进口、南出口、东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号3：机动车信号灯组东直行与东出口、西进口、南进口、南出口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号4：机动车信号灯组西直行与西出口、东进口、南进口、南出口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号5：机动车信号灯组北左转与北出口、南进口、南出口、东进口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号6：机动车信号灯组南左转与南出口、北进口、北出口、东进口、东出口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号7：机动车信号灯组东左转与东出口、西进口、西出口、北进口、北出口、南进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号8：机动车信号灯组西左转与西出口、东进口、东出口、南进口、南出口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号9：机动车信号灯组南、北直行与东进口、东出口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号10：机动车信号灯组北直行和北左转与北出口、南进口、东进口、西进口、西出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号11：机动车信号灯组南直行和南左转与南出口、北进口、东进口、东出口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号12：机动车信号灯组南、北左转与北出口、南出口、东进口、西进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号13：机动车信号灯组东、西直行与北进口、北出口、南进口、南出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号14：机动车信号灯组东直行和东左转与东出口、西进口、南进口、北进口、北出口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号15：机动车信号灯组西直行和西左转与西出口、东进口、南进口、南出口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号16：机动车信号灯组东、西左转与东出口、西出口、南进口、北进口的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

编号17：机动车信号灯组全红灯，交叉口全部方向的行人或非机动车信号灯组绿灯放行。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方案进行描述，并非对本发明的保护范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，基于信号灯组优化控制逻辑，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)、将控制交叉口不同通行方向的行人信号灯组和非机动车信号灯组分别作为独立控制个体或单元，设置不同通行方向的行人过街路径和非机动车过街路径、二次过街安全岛、行人过街自动感应检测区和非机动车过街自动感应检测区以及对应的行人检测器和非机动车检测器，将每个行人信号灯组与相对应的行人过街自动感应检测区和行人检测器进行一一关联，将每个非机动车信号灯组与相对应的非机动车过街自动感应检测区和非机动车检测器进行一一关联；

(2)、采用“见缝插针”的方式使行人和非机动车尽量获得较多的绿灯通行权，一方面行人和非机动车采用二次过街方式通过交叉口，其中非机动车采用二次过街方式实现其在交叉口的左转通行；另一方面只要与机动车信号灯组的绿灯放行不产生冲突，行人自动感应检测区或非机动车过街自动感应检测区一旦检测到有行人或非机动车停留准备过街时，则立即给予对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组绿灯通行权；若行人自动感应检测区或非机动车自动感应检测区未检测到有行人或非机动车停留时，对应的行人信号灯组或非机动车信号灯组保持为红灯；

(3)、通过绿灯间隔矩阵建立相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，即计算相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间，行人信号灯组或非机动车信号灯组获得绿灯通行权后，需等待与其相冲突的机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后方可启亮绿灯，为避免下一个将要放行的机动车头车与正在过街的行人或非机动车在交叉口内部发生冲突，行人过街时间包括有行人进入交叉口时间和行人过街清空时间，其中行人进入交叉口时间为相对应的行人信号灯组绿灯启亮时间，行人进入交叉口时间段内行人可进入交叉口；行人过街清空时间为与相对应的行人信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的行人可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，行人过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的行人不得进入交叉口；非机动车过街时间包括有非机动车进入交叉口时间和非机动车过街清空时间，其中非机动车进入交叉口时间为相对应的非机动车信号灯组绿灯启亮时间，非机动车进入交叉口时间段内非机动车可进入交叉口；非机动车过街清空时间由相对应的非机动车信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间以及与相对应的非机动车信号灯组相冲突的机动车信号灯组在已经进入交叉口但尚未完成过街的非机动车可以继续通过交叉口的时间段内仍保持为红灯的时间，非机动车过街清空时间段内在路边尚未进入交叉口的非机动车不得进入交叉口；

(4)、根据已建立的相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的冲突关系，建立行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，为同时兼顾行人和非机动车的过街安全以及机动车的通行效率，行人信号灯组或非机动车信号灯组每获得一次绿灯通行权只提供一次较短的行人过街时间或非机动车过街时间，机动车信号灯组须等待与其相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯间隔时间运行完毕后才能启亮绿灯；

(5)、行人信号灯组或非机动车信号灯组每秒根据与其相关联的行人检测器或非机动车检测器所获取的数据，通过已建立的行人信号灯组或非机动车信号灯组的绿灯放行规则和优化控制逻辑，在对机动车通行效率不造成较大影响的前提下，实现基于交叉口行人或非机动车交通流实际过街需求的绿灯放行组合的动态调配，从而增加行人和非机动车的过街机会并减少行人和非机动车等待红灯的时间。

2.根据权利要求1所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，相冲突的行人信号灯组或非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间A计算公式如下：

A＝Y+R

其中，Y为交叉口放行的交通流所对应信号灯组绿灯关闭后黄灯的启亮时间，R为交叉口放行的交通流所对应信号灯组黄灯关闭后，为保证该放行的交通流的尾车或最后一个行人通过交叉口，其他信号灯组仍全部保持为红灯的时间。

3.根据权利要求1所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，行人过街清空时间内应保证相对应的行人过街路径内的行人可以完成清空，即保证相对应的行人信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的行人过街路径的行人可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；行人过街清空时间应大于或等于相冲突的行人信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间；非机动车过街清空时间内应保证相对应的非机动车过街路径内的非机动车可以完成清空，即保证相对应的非机动车信号灯组绿灯的最后一秒进入相对应的非机动车过街路径的非机动车可安全通过交叉口或到达相对应的二次过街安全岛；非机动车过街清空时间应大于或等于相冲突的非机动车信号灯组与机动车信号灯组之间的绿灯间隔时间。

4.根据权利要求1所述的交叉口行人与非机动车过街信号自动感应控制方法，其特征在于：所述的步骤(3)和(4)中，行人过街时间或非机动车过街时间D的计算公式如下：

D＝t₁+t₂

其中，t₁为行人进入交叉口时间或非机动车进入交叉口时间，t₂为行人过街清空时间或非机动车过街清空时间，L₀为行人一次过街距离或非机动车一次过街距离，即为行人或非机动车从路这边到达安全岛或从安全岛到达路那边的距离，v₀为行人过街平均速度或非机动车过街平均速度。

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