CN111179611B - 交叉口交通信号控制方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交叉口交通信号控制方法、装置和设备。其中方法包括:预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;获取全部机动车交通流的流量比数据;根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,并按交通流参与次序自动生成信号灯相位参数;对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。本发明能够简化、高效、安全地实现对交叉口交通信号的控制,为交通运行提供可靠且更佳的保障。
Description
技术领域
本发明涉及交通信号控制领域,尤其涉及一种交叉口交通信号控制方法、装置和设备。
背景技术
随着我国经济的飞速发展,城市规模的不断扩大,机动车保有量的急剧增加,为了保障城市交通安全有序畅通的运行,交叉路口的交叉口交通信号控制不可或缺。目前,城市交通拥堵问题、交叉口交通信号控制问题等已经引起了许多研究人员的关注,在城市道路渠化不变的条件下,交通信号的优化在如何减少拥堵、保持畅通发挥了积极的作用。
城市中的交叉路口的交通运行,传统方式是由路口民警进行指挥,或由路口民警根据工作经验总结交通流的特性,然后固化到信号机中自动执行,但上述方式不仅低效而且很难适应交通流变化较大的路口以及新建设的路口。
而随着建设智慧城市、智能交通的不断推进,大数据、人工智能应用的相继落地,交通大数据的收集与处理技术日趋成熟,使用交通大数据自动指导城市交通运行,以此减少拥堵发生、保障交通安全的自控方案也应运而生,但目前已有的交叉口交通信号自动控制方案,则往往过于复杂,相位组合空间过大,增加求解难度,从侧面降低了交叉口的交通运行效率和安全性。
发明内容
本发明针对上述现有技术的弊端,提供了一种交叉口交通信号控制方法、装置和设备,本发明还相应提供了一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序产品,通过以上形式,能够简化、高效、安全地实现对交叉口交通信号的控制,为交通运行提供可靠且更佳的保障。
关于上述本发明采用的技术方案具体如下:
第一方面,本发明提供了一种交叉口交通信号控制方法,包括:
预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
获取全部机动车交通流的流量比数据,其中,机动车交通流与流量比一一对应;
根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;其中包括:由机动车交通流获得初始相位后,将非机动车交通流与初始相位结合得到相位参数中的目标相位;
对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
在其中一种可能的实现方式中,所述根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数包括:
基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;其中,初始相位组包括初始相位及其相位流量比,相位流量比为基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比;
循环执行上述,直至遍历全部流量比数据;
再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数具体包括:
选取流量比最小的机动车交通流,插入预设的候选相位;
根据冲突关系,判断全部机动车交通流中是否存在:与当前候选相位中各机动车交通流均不冲突且为非候选的待选机动车交通流;
若存在,则在待选机动车交通流中选取流量比最小的机动车交通流,插入至候选相位,并返回判断是否存在待选机动车交通流的步骤;
若不存在,则根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组,并清空候选相位中的元素;
循环执行上述各步骤,直至流量比数据遍历结束;
再根据冲突关系,对初始相位组中的初始相位插入与该初始相位所含各机动车交通流均不冲突的非机动车交通流,得到目标相位;
将一个目标相位及其相位流量比作为一个目标相位组,由目标相位组构成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组包括:
判断已生成的初始相位组中的初始相位,是否包含当前候选相位中的所有机动车交通流;
若包含,则基于第二预设流量比取值策略,利用当前候选相位中机动车交通流的流量比数据,更新已生成的任一个初始相位组中的相位流量比,得到新的初始相位组;
若不包含,则将当前候选相位作为初始相位,并基于第二预设流量比取值策略,更新当前候选相位中机动车交通流的流量比数据作为相位流量比,得到新的初始相位组。
在其中一种可能的实现方式中,所述对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序包括:
基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序包括:
基于流量比数据中的最大值,对信号灯相位参数中的目标相位进行第一排序;
根据第一排序中涉及的目标相位所包含的机动车交通流,对信号灯相位参数中的剩余目标相位进行第二排序;
在当第一排序中所涉及的机动车交通流遍历结束后,重新进行第一排序;
循环执行上述过程,直至遍历整个流量比数据;
汇总第一排序及第二排序的结果,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序具体包括:
在流量比数据中逐个选择当前流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,并对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流进行排序;
逐个按序选择当前已排序的机动车交通流作为新的关键交通流;
利用新的关键交通流重新获得初始序列,直至遍历当前已排序的全部机动车交通流;
再重新在流量比数据中查找下一个关键交通流,并按上述过程直至遍历整个流量比数据;
根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述第一排序策略包括:
获取待排序相位中的任意两个目标相位;
从该两个目标相位所包含的机动车交通流中分别排除关键交通流,得到二者各自的剩余交通流;
根据流量比数据,分别确定出该两个目标相位的剩余交通流中的流量比最大值;
根据两个流量比最大值大小,确定该两个目标相位的大小;
按上述排序方式,确定待排序相位中全部目标相位的大小顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流进行排序包括:
先将与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入预设的交通流列表;
对当前待处理相位中排除关键交通流后的剩余机动车交通流排序;
再按从大到小顺序,逐个将剩余机动车交通流及其同组其他机动车交通流插入交通流列表。
在其中一种可能的实现方式中,所述基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间包括:
由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
第二方面,本发明提供了一种交叉口交通信号控制装置,包括:
数据预设模块,用于预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
流量比获取模块,用于获取全部机动车交通流的流量比数据,其中,机动车交通流与流量比一一对应;
相位参数生成模块,用于根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;其中包括:由机动车交通流获得初始相位后,将非机动车交通流与初始相位结合得到相位参数中的目标相位;
相序优化模块,用于对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
配时计算模块,用于基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
相位控制模块,用于利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
在其中一种可能的实现方式中,所述相位参数生成模块包括:
候选相位构成单元,用于基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
候选相位处理单元,用于根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;其中,初始相位组包括初始相位及其相位流量比,相位流量比为基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比;
目标相位构成单元,用于直至遍历全部流量比数据后,再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
相位参数生成单元,用于由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述相位参数生成模块具体包括:
候选相位构成组件,用于选取流量比最小的机动车交通流,插入预设的候选相位;
候选相位处理组件,用于根据冲突关系,判断全部机动车交通流中是否存在:与当前候选相位中各机动车交通流均不冲突且为非候选的待选机动车交通流;若存在,则在待选机动车交通流中选取流量比最小的机动车交通流,插入至候选相位,并返回判断是否存在待选机动车交通流的步骤;若不存在,则根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组,并清空候选相位中的元素;
目标相位构成组件,用于直至流量比数据遍历结束,再根据冲突关系,对初始相位组中的初始相位插入与该初始相位所含各机动车交通流均不冲突的非机动车交通流,得到目标相位;
相位参数生成组件,用于将一个目标相位及其相位流量比作为一个目标相位组,由目标相位组构成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述候选相位处理组件具体包括:
初始相位查询子组件,用于判断已生成的初始相位组中的初始相位,是否包含当前候选相位中的所有机动车交通流;
初始相位组更新子组件,用于当初始相位查询子组件输出为是时,基于第二预设流量比取值策略,利用当前候选相位中机动车交通流的流量比数据,更新已生成的任一个初始相位组中的相位流量比,得到新的初始相位组;
新初始相位组生成子组件,用于当初始相位查询子组件输出为否时,将当前候选相位作为初始相位,并基于第二预设流量比取值策略,更新当前候选相位中机动车交通流的流量比数据作为相位流量比,得到新的初始相位组。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块具体用于基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块包括:
第一排序单元,用于基于流量比数据中的最大值,对信号灯相位参数中的目标相位进行第一排序;
第二排序单元,用于根据第一排序中涉及的目标相位所包含的机动车交通流,对信号灯相位参数中的剩余目标相位进行第二排序;
排序循环单元,用于在当第一排序中所涉及的机动车交通流遍历结束后,重新进行第一排序;
放行顺序确定单元,用于直至遍历整个流量比数据后,汇总第一排序及第二排序的结果,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块具体用于执行如下步骤:
步骤S401、在流量比数据中按由大至小顺序逐个选择流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
步骤S402、判断各目标相位中是否包含当前的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4021、将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,执行步骤S403;若不包含,则返回步骤S401;
步骤S403、对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
步骤S404、按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
步骤S405、按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流插入至预设的交通流列表;
步骤S406、从交通流列表中逐个按序选择先插入的机动车交通流作为新的关键交通流;
步骤S407、判断各目标相位中是否包含新的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4071、将包含新的关键交通流的目标相位作为待排序相位,返回步骤S403;若不包含,则执行步骤S4072、返回步骤S406,直至遍历交通流列表中的全部机动车交通流后,执行步骤S408;
步骤S408、重复步骤S401~步骤S407,直至遍历整个流量比数据后,执行步骤S409;
步骤S409、根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述第一排序单元具体包括:
待比较相位提取子单元,用于获取待排序相位中的任意两个目标相位;
剩余交通流获取子单元,用于从该两个目标相位所包含的机动车交通流中分别排除关键交通流,得到二者各自的剩余交通流;
最大流量比确定子单元,用于根据流量比数据,分别确定出该两个目标相位的剩余交通流中的流量比最大值;
待比较相位排序确定子单元,用于根据两个流量比最大值大小,确定该两个目标相位的大小;
目标相位排序确定子单元,用于按上述排序方式,确定待排序相位中全部目标相位的大小顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述第二排序单元具体包括:
交通流列表第一构成子单元,用于先将与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入交通流列表;
剩余机动车交通流排序子单元,用于对当前待处理相位中排除关键交通流后的剩余机动车交通流排序;
交通流列表第二构成子单元,用于再按从大到小顺序,逐个将剩余机动车交通流及其同组其他机动车交通流插入交通流列表。
在其中一种可能的实现方式中,所述配时计算模块具体包括:
信号灯控制周期计算单元,用于由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
绿灯时间计算单元,用于由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
第三方面,本发明提供了一种交叉口交通信号控制设备,包括:
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个计算机程序,所述存储器可以采用非易失性存储介质,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述设备执行时,使得所述设备执行如第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的所述方法。
第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的所述方法。
第五方面,本发明提供了一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品被计算机执行时,用于执行如第一方面或者第一方面的任一可能实现方式中的所述方法。
在第五方面的一种可能的设计中,该产品涉及到的相关程序可以全部或者部分存储在与处理器封装在一起的存储器上,也可以部分或者全部存储在不与处理器封装在一起的存储介质上。应当理解的是,本发明的第二至五方面与本发明的第一方面的技术方案构思统一,各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果也是相似的,具体效果体现可参考如下:
本发明提供的交叉口交通信号控制方法,利用预先设定的交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系,并可通过卡口采集获取到交叉口的全部机动车交通流的流量比数据,进而可根据该流量比数据以及前述预设数据,自动生成信号灯相位参数;在生成相位参数的实施过程中,本发明将机动车交通流和非机动车交通流区分对待,由此可以大幅降低交叉口交通的复杂性,并使得自动生成的相位更为合理。接着对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,得到各目标相位的放行顺序,对相序的优化实现了相位相序的合理搭接,并且本发明进一步还考虑到交叉口信号灯控制的平滑过渡,因而能够确保交叉口交通运行的安全、高效。接着基于信号配时法以及在先获得的信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间,最后基于由信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间得到的控制策略,控制交叉口交通信号。还需指出的是,本发明适用于任何形状以及交通状态的交叉口,且不限于新建与否,通过本发明提供的多方面方案,均能够简化、高效、安全地实现对交叉口交通信号灯的控制,并可以降低求解难度。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步描述,其中:
图1为本发明提供的交叉口交通信号控制方法的实施例的流程图;
图2为本发明提供的自动生成信号灯相位参数的实施例的流程图;
图3为本发明提供的自动生成信号灯相位参数的具体实施例的流程图;
图4为本发明提供的得到新的初始相位组的实施例的流程图;
图5为本发明提供的相序优化方法的实施例的流程图;
图6为本发明提供的相序优化方法的具体实施例的流程图;
图7为本发明提供的第一排序策略的实施例的流程图;
图8为本发明提供的按第二排序策略构建交通流列表的实施例的流程图;
图9为本发明提供的交叉口交通信号控制装置的实施例的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
现有的交叉口交通信号控制方案中所采用的相位生成策略,往往是将路口所有的交通流进行组合,得到所有交通流组合的全集,以此作为相位设计的基础解空间,并在此基础上对庞大的交通流组合进行筛选,从而达到优化、去冗余等效果,
再结合互联网数据、卡口流量、地磁数据、雷达数据等数据,通过不同的数学模型优化相位组合空间,进而得到相位设计及控制方案。此过程中对于交通数据的使用不够合理,会导致相位组合解空间过大,进而相应的数学模型过于复杂的问题。
基于此,本发明的初衷是提供一种交叉口交通信号控制方案的生成方法,并由此方案的交叉口的交通运行进行合理、高效的控制。本发明的构思在于,跳出现有技术中先由所有交通流组合的全集作为相位设计的基础解空间这个思路,而是预先对交通流进行区分,机动车交通流(机动车交通流包含但不限于机动车直行、机动车左转或左前方、机动车右转或右前方、机动车掉头、沿转盘转行等,根据不同国家和地区的交通道路环境可能存在相应增减)和非机动车交通流(这里需指出的是,在本发明中对非机动车交通流的定义是指机动车以外的穿行交叉口的道路使用者,而不是传统意义上的“非机动车”,因而可以包含但不限于行人、自行车、电瓶自行车、残疾人车辆等),由此区分,再结合生成相位过程中各交通流的参与次序与交通流冲突情况的融合,则可以大幅缩小基础交通流的数量,降低交叉口控制相位设计的复杂性。接着再对自动生成的交通信号相位参数进行相序优化,这里又包含了两种实现过程,对相位排序以及优化该排序,从而可以获得最终控制方案的主要因素之一——相位放行顺序;最后,利用配时算法等交通信号控制领域的计算方式,结合前述过程得到的相位参数,可获得最终控制方案的其他主要因素——信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间,由此,便可以基于此三个主要因素生成一套保障最小绿灯损失时间并且信号灯相位可平滑过渡的信号灯控制方案。利用此控制方案对交叉口交通信号进行合理、可靠的控制,则可以一方面提升交叉口各道路使用者的安全,另一方面确保交叉口的高效通行效率,进而能够缓解交通道路压力、改善城市拥堵等。
在对本发明具体方案进行介绍前,为了便于理解本发明涉及的相关概念,此处先对其中可能涉及的技术术语进行如下说明:
交通信号控制:在道路交叉口采用红、黄、绿色灯光信号给交通流分配通行权的一种交通指挥措施,但信号灯控制并不是严格按照红灯、绿灯、黄灯各自的时间来确定的,一般是通过绿灯和非绿灯的时间来确定。
信号控制设计:制订交通信号控制方案,设计相位、相位序列,计算确定信号周期、绿信比等交通信号控制参数,布设检测器、编制控制逻辑,设计干线协调的绿波以及公交优先的信号控制等的过程。
控制方案:根据道路设施和交通条件选择和制订的某交叉口或一个区域的信号控制模式、控制策略以及关于信号相位、相位序列、周期时长等信号配时参数和约束条件的集合。
交通冲突:不同方向上的道路使用者在通过交叉口共用空间时,其通行轨迹相互交叉或交汇的交通现象。
交通信号灯:逻辑信号灯组,信号机输出的用于驱动物理信号灯组的一组独立的红、黄、绿信号组,它是控制一股或多股交通流的信号控制基本控制单元。
信号相位:一股或多股交通流同时获得稳定通行权所对应的逻辑信号灯组的显示状态。
相序:信号相位的显示顺序,可以映射至相位放行顺序。
相位过渡:一个交叉口的信号控制由一个相位到下一个相位的过渡过程。
饱和流量:折算成小时(标准车当量)流量的绿灯期间车辆连续通过信号控制交叉口进口道一条车道的最大可能车流量。
流量比:一定观测时间内,到达交叉口进口车道停止线的当量流量与该车道的饱和流量之比,流量比与机动车交通流是一一对应的。
周期时长:交叉口信号控制按设定的信号相位顺序运行一周所需的时间。
损失时间:交叉口信号控制中因信号灯色转换而不能通行车辆的时间。
综合上述,在前文提及的设计构思框架下,本发明提供了一种交叉口交通信号控制方法的实施例的流程图,如图1所示,可包括如下步骤:
步骤S1、预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
步骤S2、获取全部机动车交通流的流量比数据;
步骤S3、根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;其中包括:由机动车交通流获得初始相位后,将非机动车交通流与初始相位结合得到相位参数中的目标相位;
步骤S4、对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
步骤S5、基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
步骤S6、利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
通过前文中对现有技术问题的探究以及对于本发明创造设计构思的介绍,可知本实施例中至少包含了三个关键的实现部分:第一部分,相位生成;第二部分,相序优化;第三部分,控制方案生成。而关于步骤S6,则可借鉴现有的交通信号控制手段进行相应控制,针对此点本发明不做限定。据此,下文将分别展开上述三部分,并结合具体的操作示例进行说明介绍。
(一)第一部分,相位生成
在至少一种实施方式中,前述根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数可以具体包括如下细节步骤,如图2所示:
步骤S31、基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
先以机动车交通流作为构成相位的元素得到候选相位,而关于第一预设流量比取值策略则可根据实际需求有多种选择,例如从全部的流量比数据中选择最小流量比,并锁定对应该最小流量比数值的机动车交通流;或者第一预设流量比取值策略可以设定为先从全部的流量比数据中进行干扰项或异常数据滤除后,再从中选择流量比及其对应的机动车交通流;或者第一预设流量比取值策略还可以是预先明确多条关键机动车交通流的范围,从此范围中明确并锁定当前流量比最小的机动车交通流,也即是在对流量比数据进行查询时先缩小查询范围,保证计算量可控的前提下精准“定位”到所需的流量比数值及其对应的机动车交通流;此外还需说明,所述元素可以是指选定的机动车交通流或者机动车交通流附带其流量比数据。
步骤S32、根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;
其中所述初始相位组包括初始相位及其相位流量比,这里所称的相位流量比是指基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比。此步骤是对于前述候选相位的再处理,相位一般包括一股或多股交通流,且一个相位的多股交通流之间是不冲突的。因而,在由第一预设流量比取值策略拿到一个机动车交通流放入候选相位后,还可以利用预先设置的该交叉口的交通流冲突关系,查找有无和当前候选相位中的机动车交通流不冲突的机动车交通流,如果有,便可以继续补充当前候选相位,使其成为包含多股交通流的相位。如果没有,就说明剩余的机动车交通流皆与候选相位中的一股或多股交通流冲突,不能再为当前候选相位添加额外元素了,也即是说,当前的候选相位构成完毕,已经可以由此得到初始相位(这里采用初始相位定义,是因为当前相位中的元素仅是机动车交通流还未考虑非机动车交通流,还不是最终的目标相位),而由初始相位及其相位流量比则可以构建出成对的初始相位组<初始相位,相位流量比>。关于第二预设流量比取值策略同样可根据实际需求有多种选择,例如可参考第一预设流量比取值策略的思路,从初始相位所含的全部或个别机动车交通流选定之一,并将其对应的流量比数据作为初始相位组的相位流量比;或者也可以求取初始相位所含的全部或个别机动车交通流对应的流量比的均值作为相位流量比;或者还可以结合初始相位所含的全部或个别机动车交通流的流量比数值的相似程度,选择较为适合的流量比作为相位流量比等等,对此本发明不作限定。
步骤S33、循环执行上述,直至遍历全部流量比数据;
本实施例中,上述各步骤的执行结束标志是全部流量比数据均查询完毕,也即是由步骤S32来说,只要具备不冲突条件就继续补充候选相位,直至不能再补充则构建出初始相位组,之后再从流量比数据按第一预设流量比取值策略确定下一轮构建初始相位组所需的流量比数据及其对应的机动车交通流,再一次构建出新的候选相位,然后继续按步骤S32操作,以此往复循环直至全部的流量比数据均被查询到。
步骤S34、再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
此步骤强调出本发明的构思在于区分不同交通流,并按次序构建最终的目标相位的思路,这里即是指再由前述步骤构建完成基于机动车交通流的初始相位(组)之后,再开始引入非机动车交通流,当然,引入的前提仍然是结合统计出的该交叉口各交通流的冲突关系,将与当前的初始相位中所含各机动车交通流不冲突的非机动车交通流放入该初始相位,由此得到目标相位,因为流量比仅与机动车交通流相关,因而可以由目标相位与前述过程选定的相位流量比作为信号灯相位参数的构成元素,即:
步骤S35、由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
针对上述过程及其说明介绍,本发明给出了如图3所示的至少一种具体实现方式供理解、参考,包括:
步骤S310、选取流量比最小的机动车交通流,插入预设的候选相位;
步骤S320、根据冲突关系,判断全部机动车交通流中是否存在:与当前候选相位中各机动车交通流均不冲突且为非候选的待选机动车交通流;
若存在,则执行步骤S330、在待选机动车交通流中选取流量比最小的机动车交通流,插入至候选相位,并返回判断是否存在待选机动车交通流的步骤;
若不存在,则执行步骤S340、根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组,并清空候选相位中的元素;
循环执行上述各步骤,直至遍历流量比数据,执行步骤S350;
步骤S350、再根据冲突关系,对初始相位组中的初始相位插入与该初始相位所含各机动车交通流均不冲突的非机动车交通流,得到目标相位;
步骤S360、将一个目标相位及其相位流量比作为一个目标相位组,由目标相位组构成信号灯相位参数。
图3示例各步骤对于本领域技术人员来说不存在理解和实施障碍,此处不多赘述,而需要特别说明的则是,在图3示例的另一些可能的实现方式中,获得新的初始相位组的方式可以包括至少两层含义,其一是对已有的“旧”初始相位组进行更新;其二是生成一个尚未存在的全新的初始相位组,具体可以参考图4给出的参考方案,包括:
步骤S341、判断已生成的初始相位组中的初始相位,是否包含当前候选相位中的所有机动车交通流;
若包含,则执行步骤S342、基于第二预设流量比取值策略,利用当前候选相位中机动车交通流的流量比数据,更新已生成的任一个初始相位组中的相位流量比,得到新的初始相位组;
若不包含,则执行步骤S343、将当前候选相位作为初始相位,并基于第二预设流量比取值策略,更新当前候选相位中机动车交通流的流量比数据作为相位流量比,得到新的初始相位组。
进一步,为了便于理解和实施,本发明针对图3和图4给出的实施方式,提供了相应的更为具体的操作示例参考。
本操作示例是以诸如车道功能划分、实际交通流量、饱和交通流量等作为基础数据,且结合中国城市道路的交通设施及环境,提出的基于选择插入法的交叉口交通信号相位参数生成示例:
交叉口各进口的交通流通常包括机动车直行、机动车左转、机动车右转、行人过街(非机动车交通流之一)等,并且在该示例中还结合实际场景,进一步对机动车交通流做了精简划分,通常,交叉口各进口的右转信号灯常亮绿灯且不规则路口即掉头方向相对较少,所以本示例不考虑交叉口各进口的右转、不规则道路方向以及掉头方向的机动车交通流。基于上述,预先设定如下,交叉口有n个进口,第i进口的机动车直行交通流表示为vis,第i进口的机动车左转交通流表示为vil,第i进口的行人过街交通流表示为pi,则交叉口所有的交通流可表示如下:
J={V,P} (1)
式(1)中:
J:表示交叉口所有交通流集合;
V:表示交叉口所有机动车交通流集合,包括各进口的机动车直行和机动车左转交通流,不含精简的其他机动车交通流;
P:表示交叉口所有的行人过街交通流集合。
式(2)中:
令k∈{s,l},s表示机动车直行、l表示机动车左转;
vik:表示第i进口的k交通流。
式(3)中:
pi:表示第i进口的行人过街交通流。
本示例以已知交叉口车道功能划分为前提,预先根据交叉口车道功能划分定义交叉口各股交通流冲突情况如下:
式(4)中:
CF:表示交叉口交通流冲突集合,交叉口交通流冲突集合记录了交叉口各进口交通流的冲突关系,只有当多股交通流之间相互不冲突时,才可以将多股交通流组合成信号灯相位;
vis:表示进口i的机动车直行交通流;
vil:表示进口i的机动车左转交通流;
pi:表示进口i的行人过街交通流;
vis、vil、pi取值为0或1,当值为0时,表示不存在该股交通流。例如,若p1=0表示进口1没有行人过街交通流;
令k∈{s,l,p},h∈{s,l,p},s表示机动车直行、l表示机动车左转、p表示行人过街;
本示例以已知交叉口各股交通流的实际流量和饱和流量为前提,根据交叉口各股交通流的实际流量和饱和流量,计算各股机动车交通流的流量比:
式(5)中:
YS:表示各股机动车交通流的流量比的集合;
令k∈{s,l},s表示机动车直行、l表示机动车左转;
yik:表示公式(2)中vik的流量比,yik与vik一一对应;
在某些示例中,机动车交通流的流量比可定义为该股机动车交通流中关键车道的流量比或全部车道的流量比的均值等(例如将一股由东向西的机动车交通流的中间车道的流量比定义为该股机动车交通流的流量比);而流量比的定义则可以是该股机动车交通流的一条或或多条车道的实际交通流量与饱和交通流量的比值。
一个信号灯相位参数中的目标相位(信号灯相位)是由多个信号灯灯组组成,每一个信号灯灯组与一股交通流对应,信号灯相位直接控制交通流的放行,所以信号灯相位可以理解为多股交通流的组合。在上述设定前提下,接着根据交叉口各股交通流及其相关流量比,给出如下信号灯相位的自动生成操作方式。
对于其中涉及的相关符号先做释义:
α:实数,用于判断两股机动车交通流的流量比是否近似相等。例如,两股机动车交通流的流量比为yi与yj,若|yi-yj|≤α,则yi与yj近似相等;
PhasePair:表示生成的<初始相位/目标相位,相位流量比>集合,该集合初始化为空;
Phase:表示一个具体的初始相位/目标相位;
PhaseY:表示Phase的流量比,即相位流量比;
CadiPhase:表示候选相位,初始化为空,其内容是指符合预设规则的机动车交通流的集合,可以理解为是获得初始相位/目标相位的中间变量。
相位参数自动生成步骤如下:
(1)从YS中选择最小值,记为ymin,并从V中选择ymin对应的机动车交通流,记为vmin。将vmin插入候选相位CadiPhase中,从YS中删除ymin,从V中删除vmin。这里采用的第一预设流量比取值策略是选择流量比数据中最小的机动车交通流构成候选相位,这个策略的优势在于,相位中各股交通流的流量不失衡,可以避免相位中流量较小交通流的绿灯空放问题,使得交叉口每个相位的绿灯时间均可充分利用,这样相位周期最小。
(2)根据冲突集合CF,从V中选择所有与候选相位CadiPhase均不冲突且未在CadiPhase中出现的机动车交通流,记为[v1,v2,…,vk]。
(3)若[v1,v2,…,vk]不为空,从YS中选择[v1,v2,…,vk]对应的流量比,记为[y1,y2,…,yk],其中vi与yi一一对应。从[y1,y2,…,yk]中再选择最小值,记为y’min,从[v1,v2,…,vk]中选择y’min对应的交通流,记为v’min第二机动车交通流;将v’min插入候选相位CadiPhase,并将y’min的值设为:y’min=y’min-ymin。YS更新后,如果y’min≤α,从YS中删除y’min,从V中删除v’min。再次返回执行步骤(2);
(4)若[v1,v2,…,vk]为空,表示V中没有与候选相位CadiPhase不冲突的机动车交通流。从当前已生成的PhasePair中查询是否存在某些<初始相位,相位流量比>中的“初始相位”包含候选相位CadiPhase中的所有交通流,如果包含,则可以随机从PhasePair选择一个<初始相位,相位流量比>,记为<phase,phaseY>,更新<phase,phaseY>为<phase,phaseY+ymin>,将CadiPhase置为空。若不包含,则将<CadiPhase,ymin+α>作为一个新的<初始相位,相位流量比>插入PhasePair中,将CadiPhase置为空;
(5)如果YS和V不为空,则继续从步骤(1)循环执行。否则,则表明对于机动车交通流的处理已经完成,即将V中的机动车交通流均插入到合适的初始相位中;
(6)最后引入非机动车交通流。如果行人过街交通流P不为空,从P中选择行人交通流pi,遍历集合PhasePair,寻找使得phase与pi不冲突的<phase,phaseY>对,将pi插入phase中,并从P中删除pi。循环此步骤,直至P为空,输出集合PhasePair,此时PhasePair中的各<phase,phaseY>对,是指<目标相位,相位流量比>。
至此,以交叉口车道功能划分、实际交通流量和饱和交通流量为基础数据,基于选择插入法的交叉口自动相位生成的过程便完成了,输出结果不仅给出了信号灯控制方案中各目标相位的组合,还给出了目标相位的相位流量比。后文中将以此示例为基础,利用该输出的PhasePair进行相序优化和绿灯时间计算等过程的操作介绍。
第二部分,相序优化
在至少一种实施方式中,如前所述,对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序具体包括了两层技术含义,排列次序以及优化,具体可以是指基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。换言之,对控制相位进行排序本身不是本实施例的目标,而是在排序过程中考虑到相位控制过程中各相位过渡的顺滑,也即是本实施例是在探寻与实际场景更为贴切、合理的相位控制逻辑。
针对该构思,在实际操作中可结合不同国家地区、交通法律法规以及交通实际环境选用特定的排序策略及平滑过渡方式,为了便于理解和实施,本发明给出了一种可能的实现方式,参考图5所示,该相序优化示例可以包括:
步骤S41、基于流量比数据中的最大值,对信号灯相位参数中的目标相位进行第一排序;
步骤S42、根据第一排序中涉及的目标相位所包含的机动车交通流,对信号灯相位参数中的剩余目标相位进行第二排序;
步骤S43、在当第一排序中所涉及的机动车交通流遍历结束后,重新进行第一排序;
步骤S44、循环执行上述过程,直至遍历整个流量比数据;
步骤S45、汇总第一排序及第二排序的结果,得到各目标相位的放行顺序。
这个示例方案的逻辑是,按照当前交叉口通行情况优先考虑通行压力最大的交通流,也即是从全局来看是一种基于流量比由大到小的排序策略框架,分阶段进行排序,即在第一排序完成后再继续执行排序前,要参考第一排序中涉及的全部机动车交通流的情况,利用与第一排序相关的机动车交通流进行第二排序,也即是第二排序是内含于第一排序的细化排序,第二排序之后再重新进行基于当前流量比最大值(也可以理解为相对第一轮第一排序的流量比次大值)的第二轮第一排序。设计第二排序的目的即是考虑到相位排序不是简单地仅全局考虑流量比数据,而是本发明认为第一排序中的所含相位的所有交通流均是当前最为影响交叉口运行状态的因素,如果仅是简单地依照第一排序逐个按流量比大小控制相位,则有很大可能引发突兀且危险的交通状况,因而此处强调了相位控制次序需要平滑、合理。
这里提供至少一种较为具体的实现构思,前述对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序具体可以包括:
首先、在流量比数据中逐个选择当前流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
其次、将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,并对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
接着、按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
然后、按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流进行排序;
此时、逐个按序选择当前已排序的机动车交通流作为新的关键交通流;
依据上述部分思路,利用新的关键交通流重新获得初始序列,直至遍历当前已排序的全部机动车交通流;
再依据本构思的完整思路,重新在流量比数据中查找下一个关键交通流,并按上述过程直至遍历整个流量比数据;
最后,根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
在上述构思基础上,本发明进一步给出了更为具体的实施参考以便理解,如图6所示,包括:
步骤S401、在流量比数据中按由大至小顺序逐个选择流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
步骤S402、判断各目标相位中是否包含当前的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4021、将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,执行步骤S403;若不包含,则返回步骤S401;
步骤S403、对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
步骤S404、按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
步骤S405、按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流插入至预设的交通流列表;
步骤S406、从交通流列表中逐个按序选择先插入的机动车交通流作为新的关键交通流;
步骤S407、判断各目标相位中是否包含新的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4071、将包含新的关键交通流的目标相位作为待排序相位,返回步骤S403;若不包含,则返回步骤S406;
直至遍历交通流列表中的全部机动车交通流后,执行步骤S408;
步骤S408、重复步骤S401~步骤S407,直至遍历整个流量比数据后,执行步骤S409;
步骤S409、根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
该实施例即是有流量比数据选出一个关键的机动车交通流,所谓关键就是亟需首先放行的机动车交通流,再将包含该关键交通流的目标相位查询到,并做由大至小排序,此为第一轮第一排序;之后,将第一排序结果分向两个处理层面,以其中单个目标相位为处理单元,一方面、形成待输出的目标相位中的元素;另一方面、基于单个目标相位所含的机动车交通流,按预设策略对相关联的机动车交通流进行排序,利用该交通流排序中的各机动车交通流作为新的关键交通流,按在先处理策略从目标相位再次查询相位、对相位进行大小排序、按序加入至目标相位,照此循环逻辑将当前的交通流排序中的全部机动车交通流均遍历到,获得当前状态的目标相位,此为第一轮第二排序;照此执行第二轮第一排序及第二轮第二排序,循环往复,直至流量比数据中的所有数值均参与了构建目标相位的过程,最后输出该汇总了多轮第一排序及第二排序结果的目标序列,即得到信号灯控制方案中的一个主要因素——相序优化后的相位放行顺序。
图6实施例中涉及到的第一排序策略则可以因需要设定不同的策略,例如将待排序相位中的目标相位按其相位流量比的大小,或者统计各目标相位中所含的机动车交通流的流量比之和,也可以考虑到搭接相位的问题进行排序策略的设置,所谓搭接相位是指待排序相位中的多个目标相位包含了公共交通流(需指出,当待排序相位中只存在一个目标相位时不考虑搭接相位的问题,且没有第一排序的过程,可直接放入目标序列并执行第二排序处理),针对搭接相位,由于本实施例构建待排序相位的思路即是基于关键交通流,那么当待排序相位中包含了两个及以上目标相位时,就可以考虑如下第一排序策略的一种示例,如图7所示,包括:
S4031、获取待排序相位中的任意两个目标相位;
S4032、从该两个目标相位所包含的机动车交通流中分别排除关键交通流,得到二者各自的剩余交通流;
S4033、根据流量比数据,分别确定出该两个目标相位的剩余交通流中的流量比最大值;
S4034、根据两个流量比最大值的大小,确定该两个目标相位的大小;
S4035、按上述排序方式,确定待排序相位中全部目标相位的大小顺序。
图6实施例中涉及到的第二排序策略与“第二排序”相关,当然,同样可以因需要设定不同的策略,例如以初始序列中单个目标相位为单位,逐个将该单个目标相位中排除关键交通流(因为关键交通流已用于查询和排序,因而此时将其排除,但此“排除关键交通流”并不是指从相位中删除该关键交通流,而是暂不考虑、将其屏蔽的意思)后的剩余交通流相位按相应的流量比大小进行排序构建所述交通流列表,或者直接对初始序列中除去关键交通流后的所有剩余交通流进行排序构建所述交通流列表,还可以引入与初始序列中所含各机动车交通流相关的“外部交通流”一起参与到构建所述交通流列表的过程,以此实现更为精细、平滑的优化操作,这里结合图8,给出一种该优选思路的示例,包括:
步骤S4051、先将与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入交通流列表;
步骤S4052、对当前待处理相位中排除关键交通流后的剩余机动车交通流排序;
步骤S4053、再按从大到小顺序,逐个将剩余机动车交通流及其同组其他机动车交通流插入交通流列表。
关于“同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流”以中国城市交通环境为例,解释如下:交叉口中的一个进口通常包括机动车直行和机动车左转,若vx表示某进口的机动车直行交通流,则与vx同一进口的机动车交通流v′x表示该进口的机动车左转交通流,反之亦然,vx与v′x互为同组,但并不是限于同组仅包含两个机动车交通流,视不同的国家地区的交通环境而定。
进一步,为了便于理解和实施,本发明针对图6~图8给出的实施方式,提供了相应的更为具体的操作示例参考。
结合第一部分中提及的操作示例,生成的PhasePair集合中的<目标相位,相位流量比>是尚未经排序的乱序状态,为了使实际控制阶段相位切换可以平滑过渡且相位方案的绿灯损失时间最小,保证交叉口交通安全、高效,本示例以交叉口的机动车交通流、相应流量比数据以及PhasePair等为基础数据,提出基于选择插入法的交通信号灯相序优化方法。
本示例可能会继续沿用前文示例中的公式(2)和公式(5)以及相关概念解释,具体可参见前文所述,此处不再赘述。
首先,对于其中涉及的相关符号先做释义:
PhaseSet:集合,存放从PhasePair中提取的所有目标相位,即在先生成的相位参数是由多个<目标相位,相位流量比>组成,从每个<目标相位,相位流量比>中提取Phase组成PhaseSet;
PhaseOrder:列表(相当于前述目标序列),存放排序后的目标相位,目标相位在列表中的位置代表该相位的序号,即相序;
oldV:队列(相当于前述交通流列表),存储机动车交通流,oldV可具有先进先出的特性。例如交通流v1,v2依次加入oldV,则oldV=[v1,v2],从oldV头部取元素时,会优先取出v1,该队列中的为有序状态;
TempPhaseSet:集合(相当于前述待排序相位),存放包含指定交通流(即关键交通流)的目标相位。例如,指定一个机动车交通流为vmax,包含vmax的相位有phasei、phasej,则TempPhaseSet=[phasei,phasej],且该集合中的phasei、phasej为无序状态,该集合初始化为空;
TempPhaseList:队列(相当于前述初始序列),存放包含指定交通流的目标相位,具有先进显出的特性,该集合中的目标相位为有序状态,该集合初始化为空。
基于上述,利用选择插入法的相序优化操作可包括如下步骤:
(1)从YS中选择最大值,记为ymax,从V中选择ymax对应的机动车交通流,记为vmax,vmax是交叉口某进口的机动车直行交通流或机动车左转交通流。由前所述,交叉口信号灯控制要优先保证流量压力大的机动车交通流顺利通行,以此减少交叉口车辆的平均延误时间,所以在相序优化时,优先放行流量大的机动车交通流。
(2)从PhaseSet中查询包含vmax的目标相位,记为TempPhaseSet,从YS删除ymax,从V中删除vmax,从PhaseSet中删除TempPhaseSet所含的目标相位。
(3)当TempPhaseSet不为空时,对TempPhaseSet中的目标相位进行排序,将排序结果按从大到小的顺序依次插入TempPhaseList中。
这里以针对搭接相位的排序策略进行说明:
设phasei与phasej为TempPhaseSet中的相位,phasei与phasej的大小比较方式可以为:首先去除phasei与phasej的公共交通流vmax,从YS中查询phasei中剩余各机动车交通流对应的流量比,从中重新选择流量比的最大值,记为yi-max,从YS中查询phasej中剩余各机动车交通流对应的流量比,从中重新选择流量比的最大值,记为yj-max,如果yi-max>yj-max,则phasei>phasej,否则phasei<phasej。接着,可使用插入排序的思想对TempPhaseSet排序。
(4)从TempPhaseList头部选择一个相位,记为phase2,将phase2插入phaseOrder队列中,与此并行地,记与phase2中vmax同一进口的机动车交通流为v′max,将v′max插入队列oldV尾部(即为前述“与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入交通流列表”,但需指出本轮后续再从TempPhaseList头部选择下一个phase2时则无需再次向oldV插入v′max)。接着,从phase2中除去vmax交通流,将剩余的机动车交通流根据流量比从大到小排序记为[vi,…,vj],从[vi,…,vj]中由大到小依次逐个选择机动车交通流vx,并从V中查询v′x(v′x与vx为同一进口的不同机动车交通流)。然后,先将一个vx插入队列oldV尾部,再将成组的一个v′x插入队列oldV尾部,再从[vi,…,vj]中选择下一个vx,以此类推,可简单描述oldV=[v‘max,vx,v′x]。循环执行此步骤,直到TempPhaseList为空。
(5)当oldV不为空时,从oldV头部逐个依次选择机动车交通流,记为vmax(这里的vmax相当于“新的关键交通流”),返回上述步骤(2)。
(6)当oldV为空时,循环执行步骤(1)(开始下一轮第一排序),直到YS和V为空,输出最终的目标序列表phaseOrder。
至此,基于选择插入法的相序优化操作完成。此phaseOrder中的有序相位即是第三部分会涉及到的放行顺序。
第三部分,控制方案生成
本发明考虑交通信号灯控制方案主要由:控制周期、绿灯时间以及相位的放行顺序组成,因而结合以上处理所得以及配时算法,在本发明的一种可能的实现方式中,给出了一种计算信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间的方式,如下所述
(1)由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
(2)由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
具体来说,可使用但不限于webster信号配时法,计算交叉口交通信号灯控制方案。此处需要说明的是,本实施例的具体配时方式主要是计算出绿灯时间以及非绿灯时间。
首先,使用webster信号配时法计算交叉口交通信号灯控制方案的最佳控制周期,如公式(6):
式(6)中:
C0表示控制周期时长,单位为s;
L表示预设已知的每个周期的总损失时间,单位为s;
Y表示组成周期的全部目标相位的相位流量比之和。
具体地,公式(6)中Y可由诸如前文提及的PhasePair中各个目标相位的相位流量比之和求出。
基于公式(6),信号灯控制方案中各目标相位的有效绿灯时间的计算如公式(7):
式(7)中:
gi表示第i个目标相位的有效绿灯时间,单位为s;
yi表示第i个目标相位的相位流量比;
C0、Y含义与公式(6)相同。
再结合前述处理得到的phaseOrder——放行顺序,交叉口交通信号灯控制方案便生成了,还需补充的是,本控制方案中交叉口的相位流量比之和Y可以做到最小,而根据webster信号配时法,Y越小则周期越短,从而也就使得机动车延误越小。
综上全篇,本发明提供的交叉口交通信号控制方法,利用预先设定的交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系,并可通过卡口采集获取到交叉口的全部机动车交通流的流量比数据,进而可根据该流量比数据以及前述预设数据,自动生成信号灯相位参数;在生成相位参数的实施过程中,本发明将机动车交通流和非机动车交通流区分对待,由此可以大幅降低交叉口交通的复杂性,并使得自动生成的相位更为合理。接着对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,得到各目标相位的放行顺序,对相序的优化实现了相位相序的合理搭接,并且本发明进一步还考虑到交叉口信号灯控制的平滑过渡,因而能够确保交叉口交通运行的安全、高效。接着基于信号配时法以及在先获得的信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间,最后基于由信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间得到的控制策略,控制交叉口交通信号。还需指出的是,本发明适用于任何形状以及交通状态的交叉口,且不限于新建与否,通过本发明提供的多方面方案,均能够简化、高效、安全地实现对交叉口交通信号灯的控制,并可以降低求解难度。
相应于上述各实施例及优选方案,本发明还提供了一种交叉口交通信号控制装置的实施例,如图9所示,具体可以包括如下部件:
数据预设模块1,用于预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
流量比获取模块2,用于获取全部机动车交通流的流量比数据,其中,机动车交通流与流量比一一对应;
相位参数生成模块3,用于根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;
相序优化模块4,用于对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
配时计算模块5,用于基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
相位控制模块6,用于利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
在其中一种可能的实现方式中,所述相位参数生成模块包括:
候选相位构成单元,用于基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
候选相位处理单元,用于根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;其中,初始相位组包括初始相位及其相位流量比,相位流量比为基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比;
目标相位构成单元,用于直至遍历全部流量比数据后,再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
相位参数生成单元,用于由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述相位参数生成模块具体包括:
候选相位构成组件,用于选取流量比最小的机动车交通流,插入预设的候选相位;
候选相位处理组件,用于根据冲突关系,判断全部机动车交通流中是否存在:与当前候选相位中各机动车交通流均不冲突且为非候选的待选机动车交通流;若存在,则在待选机动车交通流中选取流量比最小的机动车交通流,插入至候选相位,并返回判断是否存在待选机动车交通流的步骤;若不存在,则根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组,并清空候选相位中的元素;
目标相位构成组件,用于直至流量比数据遍历结束,再根据冲突关系,对初始相位组中的初始相位插入与该初始相位所含各机动车交通流均不冲突的非机动车交通流,得到目标相位;
相位参数生成组件,用于将一个目标相位及其相位流量比作为一个目标相位组,由目标相位组构成信号灯相位参数。
在其中一种可能的实现方式中,所述候选相位处理组件具体包括:
初始相位查询子组件,用于判断已生成的初始相位组中的初始相位,是否包含当前候选相位中的所有机动车交通流;
初始相位组更新子组件,用于当初始相位查询子组件输出为是时,基于第二预设流量比取值策略,利用当前候选相位中机动车交通流的流量比数据,更新已生成的任一个初始相位组中的相位流量比,得到新的初始相位组;
新初始相位组生成子组件,用于当初始相位查询子组件输出为否时,将当前候选相位作为初始相位,并基于第二预设流量比取值策略,更新当前候选相位中机动车交通流的流量比数据作为相位流量比,得到新的初始相位组。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块具体用于基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块包括:
第一排序单元,用于基于流量比数据中的最大值,对信号灯相位参数中的目标相位进行第一排序;
第二排序单元,用于根据第一排序中涉及的目标相位所包含的机动车交通流,对信号灯相位参数中的剩余目标相位进行第二排序;
排序循环单元,用于在当第一排序中所涉及的机动车交通流遍历结束后,重新进行第一排序;
放行顺序确定单元,用于直至遍历整个流量比数据后,汇总第一排序及第二排序的结果,得到各目标相位的放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述相序优化模块具体用于执行如下步骤:
步骤S401、在流量比数据中按由大至小顺序逐个选择流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
步骤S402、判断各目标相位中是否包含当前的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4021、将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,执行步骤S403;若不包含,则返回步骤S401;
步骤S403、对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
步骤S404、按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
步骤S405、按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流插入至预设的交通流列表;
步骤S406、从交通流列表中逐个按序选择先插入的机动车交通流作为新的关键交通流;
步骤S407、判断各目标相位中是否包含新的关键交通流;
若包含,则执行步骤S4071、将包含新的关键交通流的目标相位作为待排序相位,返回步骤S403;若不包含,则执行步骤S4072、返回步骤S406,直至遍历交通流列表中的全部机动车交通流后,执行步骤S408;
步骤S408、重复步骤S401~步骤S407,直至遍历整个流量比数据后,执行步骤S409;
步骤S409、根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述第一排序单元具体包括:
待比较相位提取子单元,用于获取待排序相位中的任意两个目标相位;
剩余交通流获取子单元,用于从该两个目标相位所包含的机动车交通流中分别排除关键交通流,得到二者各自的剩余交通流;
最大流量比确定子单元,用于根据流量比数据,分别确定出该两个目标相位的剩余交通流中的流量比最大值;
待比较相位排序确定子单元,用于根据两个流量比最大值大小,确定该两个目标相位的大小;
目标相位排序确定子单元,用于按上述排序方式,确定待排序相位中全部目标相位的大小顺序。
在其中一种可能的实现方式中,所述第二排序单元具体包括:
交通流列表第一构成子单元,用于先将与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入交通流列表;
剩余机动车交通流排序子单元,用于对当前待处理相位中排除关键交通流后的剩余机动车交通流排序;
交通流列表第二构成子单元,用于再按从大到小顺序,逐个将剩余机动车交通流及其同组其他机动车交通流插入交通流列表。
在其中一种可能的实现方式中,所述配时计算模块具体包括:
信号灯控制周期计算单元,用于由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
绿灯时间计算单元,用于由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
应理解以上图9所示的交叉口交通信号控制装置的各个部件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些部件可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分部件以软件通过处理元件调用的形式实现,部分部件通过硬件的形式实现。例如,某个上述模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。其它部件的实现与之类似。此外这些部件全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个部件可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些部件可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit;以下简称:ASIC),或,一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor;以下简称:DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array;以下简称:FPGA)等。再如,这些部件可以集成在一起,以片上系统(System-On-a-Chip;以下简称:SOC)的形式实现。
综合上述各实施例及其优选方案,本领域技术人员可以理解的是,在实际操作中,本发明适用于多种实施方式,本发明以下述载体作为示意性说明:
(1)一种交叉口交通信号控制设备,其可以包括:
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个计算机程序,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述设备执行时,使得所述设备执行前述实施例或等效实施方式的步骤/功能。
本发明交叉口交通信号控制设备可以是电子设备也可以是内置于上述电子设备的电路设备。上述电子设备可以为云服务器、终端计算机等。本实施例对交叉口交通信号控制设备的具体形式不作限定。
(2)一种计算机可读存储介质,在可读存储介质上存储有计算机程序或上述装置,当计算机程序或上述装置被执行时,使得计算机执行前述实施例或等效实施方式的步骤/功能。
在本发明所提供的几个实施例中,任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的某些技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以如下所述软件产品的形式体现出来。
(3)一种计算机程序产品(该产品可以包括上述装置),该计算机程序产品在计算机等设备上运行时,可执行前述实施例或等效实施方式的交叉口交通信号控制方法。
通过以上的实施方式的描述可知,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,上述计算机程序产品可以包括但不限于是指APP;接续前文,上述设备/终端可以是一台计算机设备(例如智能终端、PC、云平台、服务器、服务器集群或者诸如媒体网关等网络通信设备等)。并且,该计算机设备的硬件结构还可以具体包括:至少一个处理器,至少一个通信接口,至少一个存储器和至少一个通信总线;处理器、通信接口、存储器均可以通过通信总线完成相互间的通信。其中,处理器可能是一个中央处理器CPU、DSP、微控制器或数字信号处理器,还可包括GPU、嵌入式神经网络处理器(Neural-network Process Units;以下简称:NPU)和图像信号处理器(Image Signal Processing;以下简称:ISP),该处理器还可包括特定集成电路ASIC,或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等,此外,处理器可以具有操作一个或多个软件程序的功能,软件程序可以存储在存储器等存储介质中;而前述的存储器/存储介质可以包括:非易失性存储器(non-volatile memory),例如非可移动磁盘、U盘、移动硬盘、光盘等,以及只读存储器(Read-Only Memory;以下简称:ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory;以下简称:RAM)等。
本发明实施例中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项或复数项的任意组合。例如,a,b和c中的至少一项可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c或a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
本领域技术人员可以意识到,本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以及,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于装置、设备等实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以相关之处可参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备等实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的模块、单元等可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个地方,例如系统网络的节点上。具体可根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块、单元来实现上述实施例方案的目的。本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,但以上仅为本发明的较佳实施例,需要言明的是,上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征,本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下,合理地组合搭配成多种等效方案;因此,本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (16)
1.一种交叉口交通信号控制方法,其特征在于,包括:
预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
获取全部机动车交通流的流量比数据,其中,机动车交通流与流量比一一对应;
根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;其中包括:由机动车交通流获得初始相位后,根据所述冲突关系,将非机动车交通流与初始相位结合得到相位参数中的目标相位;
对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
2.根据权利要求1所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数包括:
基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;其中,初始相位组包括初始相位及其相位流量比,相位流量比为基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比;
循环执行上述,直至遍历全部流量比数据;
再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
3.根据权利要求2所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数具体包括:
选取流量比最小的机动车交通流,插入预设的候选相位;
根据冲突关系,判断全部机动车交通流中是否存在:与当前候选相位中各机动车交通流均不冲突且为非候选的待选机动车交通流;
若存在,则在待选机动车交通流中选取流量比最小的机动车交通流,插入至候选相位,并返回判断是否存在待选机动车交通流的步骤;
若不存在,则根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组,并清空候选相位中的元素;
循环执行上述各步骤,直至流量比数据遍历结束;
再根据冲突关系,对初始相位组中的初始相位插入与该初始相位所含各机动车交通流均不冲突的非机动车交通流,得到目标相位;
将一个目标相位及其相位流量比作为一个目标相位组,由目标相位组构成信号灯相位参数。
4.根据权利要求3所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述根据已生成的初始相位组以及当前候选相位,获得一个新的初始相位组包括:
判断已生成的初始相位组中的初始相位,是否包含当前候选相位中的所有机动车交通流;
若包含,则基于第二预设流量比取值策略,利用当前候选相位中机动车交通流的流量比数据,更新已生成的任一个初始相位组中的相位流量比,得到新的初始相位组;
若不包含,则将当前候选相位作为初始相位,并基于第二预设流量比取值策略,更新当前候选相位中机动车交通流的流量比数据作为相位流量比,得到新的初始相位组。
5.根据权利要求1所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序包括:
基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。
6.根据权利要求5所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序包括:
基于流量比数据中的最大值,对信号灯相位参数中的目标相位进行第一排序;
根据第一排序中涉及的目标相位所包含的机动车交通流,对信号灯相位参数中的剩余目标相位进行第二排序;
在当第一排序中所涉及的机动车交通流遍历结束后,重新进行第一排序;
循环执行上述过程,直至遍历整个流量比数据;
汇总第一排序及第二排序的结果,得到各目标相位的放行顺序。
7.根据权利要求6所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序具体包括:
在流量比数据中逐个选择当前流量比最大的机动车交通流作为关键交通流;
将包含关键交通流的目标相位作为待排序相位,并对待排序相位按第一排序策略由大至小排序,得到初始序列;
按序逐个提取初始序列中的待处理相位,并由待处理相位依序形成目标序列,同时获取待处理相位的机动车交通流;
按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流进行排序;
逐个按序选择当前已排序的机动车交通流作为新的关键交通流;
利用新的关键交通流重新获得初始序列,直至遍历当前已排序的全部机动车交通流;
再重新在流量比数据中查找下一个关键交通流,并按上述过程直至遍历整个流量比数据;
根据最终形成的目标序列中各目标相位的排序,确定放行顺序。
8.根据权利要求7所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述第一排序策略包括:
获取待排序相位中的任意两个目标相位;
从该两个目标相位所包含的机动车交通流中分别排除关键交通流,得到二者各自的剩余交通流;
根据流量比数据,分别确定出该两个目标相位的剩余交通流中的流量比最大值;
根据两个流量比最大值大小,确定该两个目标相位的大小;
按上述排序方式,确定待排序相位中全部目标相位的大小顺序。
9.根据权利要求7所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述按照第二排序策略将与当前待处理相位相关的机动车交通流进行排序包括:
先将与当前的关键交通流同属于一个道路进口的同组其他机动车交通流插入预设的交通流列表;
对当前待处理相位中排除关键交通流后的剩余机动车交通流排序;
再按从大到小顺序,逐个将剩余机动车交通流及其同组其他机动车交通流插入交通流列表。
10.根据权利要求1~9任一项所述的交叉口交通信号控制方法,其特征在于,所述基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间包括:
由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
11.一种交叉口交通信号控制装置,其特征在于,包括:
数据预设模块,用于预先设定交叉口的机动车交通流、非机动车交通流以及各交通流的冲突关系;
流量比获取模块,用于获取全部机动车交通流的流量比数据,其中,机动车交通流与流量比一一对应;
相位参数生成模块,用于根据流量比数据、机动车交通流、非机动车交通流以及冲突关系,自动生成信号灯相位参数;其中包括:由机动车交通流获得初始相位后,根据所述冲突关系,将非机动车交通流与初始相位结合得到相位参数中的目标相位;
相序优化模块,用于对信号灯相位参数中的各目标相位进行相序优化,确定各目标相位的放行顺序;
配时计算模块,用于基于信号配时法以及信号灯相位参数,求取信号灯控制周期以及各目标相位的绿灯时间;
相位控制模块,用于利用获得的信号灯控制周期、各目标相位的放行顺序以及绿灯时间控制交叉口交通信号。
12.根据权利要求11所述的交叉口交通信号控制装置,其特征在于,所述相位参数生成模块包括:
候选相位构成单元,用于基于第一预设流量比取值策略以及流量比数据,选取相应的机动车交通流作为候选相位的元素;
候选相位处理单元,用于根据冲突关系,补充候选相位中的元素或利用候选相位得到新的初始相位组;其中,初始相位组包括初始相位及其相位流量比,相位流量比为基于第二预设流量比取值策略选取的初始相位中一个机动车交通流的流量比;
目标相位构成单元,用于直至遍历全部流量比数据后,再根据冲突关系,将非机动车交通流插入至相应的初始相位得到目标相位;
相位参数生成单元,用于由目标相位及其相位流量比,生成信号灯相位参数。
13.根据权利要求11所述的交叉口交通信号控制装置,其特征在于,所述相序优化模块具体用于基于流量比数据以及预设排序策略,对信号灯相位参数中的各目标相位的控制次序进行平滑过渡处理,得到各目标相位的放行顺序。
14.根据权利要求11~13任一项所述的交叉口交通信号控制装置,其特征在于,所述配时计算模块具体包括:
信号灯控制周期计算单元,用于由各目标相位的相位流量比之和以及预设的总损失时间,求取信号灯控制周期;
绿灯时间计算单元,用于由信号灯控制周期、总损失时间、单个目标相位的相位流量比相对于相位流量比之和的占比,求取单个目标相位的绿灯时间。
15.一种交叉口交通信号控制设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个计算机程序,其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中,所述一个或多个计算机程序包括指令,当所述指令被所述设备执行时,使得所述设备执行如权利要求1~10任一项所述的交叉口交通信号控制方法。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1~10任一项所述的交叉口交通信号控制方法。
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Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111681434B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-03-25 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 交通信号控制方法、装置及电子设备 |
CN111899535A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-11-06 | 广东省智能制造研究所 | 一种交通信号控制方法及系统 |
CN111785047B (zh) * | 2020-06-23 | 2022-04-12 | 武汉静磁栅机电制造有限公司 | 一种城市道路交叉口红绿灯优化控制方法 |
CN112735150B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-05-27 | 南京莱斯信息技术股份有限公司 | 一种路口级场景化控制策略的实现方法 |
CN113223306B (zh) * | 2021-04-26 | 2023-07-11 | 青岛海信网络科技股份有限公司 | 一种信号灯控制方法、装置、设备及介质 |
CN113269971B (zh) * | 2021-05-14 | 2023-03-14 | 阿波罗智联(北京)科技有限公司 | 信号灯的控制方法、装置及系统 |
CN114049779B (zh) * | 2021-11-01 | 2022-09-20 | 嘉兴学院 | 一种交通信号全感应实时控制方法 |
US20230176576A1 (en) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | Motional Ad Llc | Systems and methods for managing traffic light behaviors |
CN114842655B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-05-26 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种交通信号控制方法、装置及设备 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102169636A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-08-31 | 北京工业大学 | 信号交叉口自行车相位配时方法 |
CN102610110A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-07-25 | 郭海锋 | 一种交通信号相位优化方法 |
CN102651170A (zh) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | 上海宝信软件股份有限公司 | 交通信号相位配置系统 |
CN102779415A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-14 | 北京世纪高通科技有限公司 | 实时分析交通信号相位的方法与装置 |
CN104541315A (zh) * | 2012-06-01 | 2015-04-22 | 爱依阿欧集团有限公司 | 交通资源分配的方法和系统 |
CN107038878A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-08-11 | 广东振业优控科技股份有限公司 | 基于整数规划模型的交通信号相位设计方法 |
CN107085950A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-22 | 泽交通工程咨询(上海)有限公司 | 标准4相位交叉口的信号灯组序列化控制方法 |
CN108564795A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-21 | 江苏智通交通科技有限公司 | 相序选择及方案生成式的交通信号相位配置方法及系统 |
US10115304B1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-10-30 | International Business Machines Corporation | Identification and control of traffic at one or more traffic junctions |
CN109872544A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种交通信号的控制方法及装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2904157Y (zh) * | 2004-04-14 | 2007-05-23 | 王大海 | 多相位平面交叉口的交通信号控制系统 |
US7515064B2 (en) * | 2005-06-16 | 2009-04-07 | Global Traffic Technologies, Llc | Remote activation of a vehicle priority system |
CN100444210C (zh) * | 2007-04-20 | 2008-12-17 | 东南大学 | 单点信号控制交叉口的混合控制方法 |
-
2019
- 2019-12-27 CN CN201911375465.4A patent/CN111179611B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102651170A (zh) * | 2011-02-28 | 2012-08-29 | 上海宝信软件股份有限公司 | 交通信号相位配置系统 |
CN102169636A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-08-31 | 北京工业大学 | 信号交叉口自行车相位配时方法 |
CN102610110A (zh) * | 2012-04-05 | 2012-07-25 | 郭海锋 | 一种交通信号相位优化方法 |
CN104541315A (zh) * | 2012-06-01 | 2015-04-22 | 爱依阿欧集团有限公司 | 交通资源分配的方法和系统 |
CN102779415A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-14 | 北京世纪高通科技有限公司 | 实时分析交通信号相位的方法与装置 |
US10115304B1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-10-30 | International Business Machines Corporation | Identification and control of traffic at one or more traffic junctions |
CN107038878A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-08-11 | 广东振业优控科技股份有限公司 | 基于整数规划模型的交通信号相位设计方法 |
CN107085950A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-22 | 泽交通工程咨询(上海)有限公司 | 标准4相位交叉口的信号灯组序列化控制方法 |
CN109872544A (zh) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种交通信号的控制方法及装置 |
CN108564795A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-21 | 江苏智通交通科技有限公司 | 相序选择及方案生成式的交通信号相位配置方法及系统 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
一种基于相序优化的多相位交叉口信号控制方法;2007第三届中国智能交通年会学术委员会;《2007第三届中国智能交通年会论文集》;20071231;正文的243页倒数第1段 * |
基于交通流组合相位控制逻辑的信号优化控制研究;梁子君;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20190115;正文摘要第2段 * |
混合交通流环境下交叉口多目标配时优化研究;甘杨杰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》;20170115;正文第27-28页第3.4.4节,第22-27页第3.4.2节 * |
甘杨杰.混合交通流环境下交叉口多目标配时优化研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》.2017, * |
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