CN111402603A - 交通信号控制方法、装置、电子设备及机器可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种交通信号控制方法、装置、电子设备及机器可读存储介质。该方法包括：在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；将更新后的信号配时方案下发至所述信号灯，以使所述信号灯执行所述更新后的信号配时方案，并重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。该方法可以避免多个优先车辆需要信号优先控制时的信号优先控制冲突。

Description

交通信号控制方法、装置、电子设备及机器可读存储介质

技术领域

本申请涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种交通信号控制方法、装置、电子设备及机器可读存储介质。

背景技术

目前很多城市都提倡发展公交，且配套建设了公交专用道。公交专用道是从空间上给予公交车辆专属通行车道，而对于减少公交车辆延误来说，从信号控制上给予公交车辆时间上的优先通行权也是目前很多地方尝试的一种手段。因此，公交优先信号控制在发展公交优先的背景下是非常重要的。

然而实践发现，目前的交通信号控制方案难以应对交叉路口多方向多个公交车辆需要信号优先的场景。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种交通信号控制方法、装置、电子设备及机器可读存储介质。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种交通信号控制方法，包括：

在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应相位，进行信号配时方案更新；其中，目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成该信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个信号周期内，依次执行的相位包括该信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；该至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为该信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和；

将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案，并重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种交通信号控制装置，包括：

更新单元，被配置为在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；其中，目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成该信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个信号周期内，依次执行的相位包括该信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；该至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为该信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和；

控制单元，被配置为将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案；

更新单元，还被配置为重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面的交通信号控制方法。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第一方面的交通信号控制方法。

根据本申请实施例的第五方面，提供一种计算机程序，该计算机程序存储于机器可读存储介质，并且当处理器执行该计算机程序时，促使处理器执行第一方面的交通信号控制方法。

本申请实施例的交通信号控制方法，在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配置方案更新，并将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案，并重新确定检测到优先车辆中优先级最高的目标车辆，通过为需要优先通行的不同优先车辆设置不同的优先级，从而在对多个需要优先通行的优先车辆进行信号优先控制时，可以基于优先级最高的目标车辆进行信号优先控制，避免了多个优先车辆需要信号优先控制时的信号优先控制冲突。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种交通信号控制方法的流程示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种交通信号控制系统的架构示意图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种公交优先控制算法的实现流程图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种确定公交车辆的信号控制策略的示意图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种交通信号控制的具体示例的示意图；

图6是本申请一示例性实施例示出的一种交通信号控制装置的结构示意图；

图7是本申请一示例性实施例示出的一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先对本申请实施例中提及的部分术语进行简单说明。

信号相位(简称相位)：一个信号灯用于控制一个方向上的通行状态，或同时控制多个通行方向上的通行状态，在一个信号灯的一个信号周期内，包括一个放行相位和至少一个暂停通行相位。一个路口的不同通行方向上的信号灯依次执行对应的放行相位，以实现该路口不同通行方向上的依次放行，实现该路口各个通行方向上的有序通行。因此，在一个信号周期内，该信号灯对应的暂停通行相位的数量，与需要依次执行放行相位的信号灯数量有关。

示例性的，一个信号灯处于放行相位时的信号状态为绿灯，处于暂停通行相位时的信号状态为红灯。

绿灯延长：延长放行相位的放行时长。

红灯早断：缩短暂停通行相位的暂停通行时长。

示例性的，考虑到某一个通行方向的放行相位可能为其他通行方向的暂停通行相位，因此，针对绿灯延长可以设置最大放行时长(可以称为最大绿灯时间)，保证放行时长延长后的放行相位放行时长不超过该最大放行时长，避免单个通行方向的放行时间过长，而其他通行方向却一直暂停通行，提高交通信号控制的合理性。

同理，由于某一个通行方向的暂停通行相位可能为其他通行方向的放行相位，因此，针对红灯早断可以设置最小放行时长(可以称为最小绿灯时间)，保证时间缩短后的暂停通行相位持续时间不低于该最小放行时长，以避免其他通行方向的放行时间过短，提高交通信号控制的合理性。

举例来说，假设信号灯的信号周期包括相位1和相位2，当通行方向A的信号灯S1处于放行相位(S1对应的相位1)时，通行方向B的信号灯S2对应的相位为暂停放行相位(S2对应的相位1)；当通行方向A的信号灯S1对应的相位为暂停通行相位(S1对应的相位2)时，通行方向B的信号灯S2对应的相位为放行相位(S2对应的相位2)。以对通行方向A进行信号优先控制为例，当采用绿灯延长的策略，即延长S1对应的相位1的放行时长；但若无限制地延长S1对应的相位1的放行时长，则通行方向B会一直处于暂停通行状态，导致通行方向B的车辆一直无法通行；当采用红灯早断的策略，即缩短S1对应的相位2的暂停通行时长，可通过缩短S2对应的相位2的放行时长实现，S2对应的相位2的放行时长缩短了，则可以尽快完成当前的信号周期，从而尽快开始下一个信号周期，进而尽快执行S1对应的放行相位；由于S2对应的相位2是通行方向B的放行相位(即在S2对应的相位2的持续时间内通行方向B的车辆允许通行)，因此，若无限制的缩短S2对应的相位2的放行时长，则通行方向B允许通行的时间会过短，导致通行方向B的车辆无法及时通行。

插入相位：在暂停通行相位之后插入放行相位。

下面结合附图对本申请实施例提供的技术方案进行详细说明。

请参见图1，为本申请实施例提供的一种交通信号控制方法的流程示意图，其中，该交通信号控制方法可以应用于信号控制机，如图1所示，该交通信号控制方法可以包括以下步骤：

步骤S100、在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；其中，目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个信号周期内，依次执行的相位包括该信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；该至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和。

需要说明的是，在本申请实施例中，优先车辆可以包括但不限于需要优先通行的公交车、校车或/和救护车等。

为便于描述和理解，下文中以优先车辆为需要优先通行的公交车辆为例进行描述，其他类型的优先车辆的交通信号控制方案同理可得。

示例性的，可以通过在存在优先通行需求的路口的指定区域安装RFID(RadioFrequency Identification，射频标识)阅读器，并在需要优先通行的公交车辆上安装RFID电子标签的方式，实现针对需要优先通行的公交车辆的检测，其具体实现可以在下文中结合具体实例进行说明，本申请实施例在此不做赘述。

本申请实施例中，考虑到在交叉路口处可能会出现不同方向的多个公交车辆均需要优先通行的情况，当检测到需要优先通行的公交车辆时，可以确定检测到的需要优先通行的公交车辆的优先级，并基于各需要优先通行的公交车辆的优先级，分别对各公交车辆进行信号优先控制。

在一个示例中，可以预先设定一个优先队列，当检测到需要优先通行的公交车辆时，可以将所检测到的需要优先通行的公交车辆加入到优先队列，进而，在优先队列中存在多个公交车辆的情况下，可以基于优先队列中各公交车辆的优先级，分别对各公交车辆进行信号优先控制。

示例性的，当优先队列中存在公交车辆时，可以对优先队列中的公交车辆进行优先级排序，并优先对优先级最高的公交车辆(本文中称为目标车辆)进行信号优先控制。

示例性的，可以按照预设周期(可以根据实际需求设定，如1秒)，定期检测优先队列中是否存在公交车辆。

在一个示例中，需要优先通行的公交车辆通过以下方式进行优先级排序：

对于检测时间不同的多个公交车辆，检测时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位不同的多个公交车辆，到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的公交车辆的优先级高于到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位的公交车辆的优先级；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位为均为放行相位的多个公交车辆，到达停止线的时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为暂停通行相位的信号状态均为暂停通行状态的多个公交车辆，所属信号灯对应的相位变更为放行相位的时间越早，优先级越高。

需要说明的是，在本申请实施例中，当需要优先通行的公交车辆的数量为1个时，该公交车辆即为优先级最高的公交车辆(即目标车辆)。

本申请实施例中，确定了需要优先通行的公交车辆的优先级之后，可以基于需要优先通行的公交车辆中优先级最高的公交车辆(即目标车辆)到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新。

在一个示例中，可以基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，从候选信号控制策略中选择针对目标车辆的信号控制策略(本文中称为目标信号控制策略)。

示例性的，候选信号控制策略可以包括一种或多种信号控制策略。

例如，可以根据实际需求，从绿灯延长、红灯早断以及插入相位中选择一种或多种信号控制策略作为候选信号控制策略。

示例性的，对于不同公交车辆，候选信号控制策略可以相同，也可以不同。

对于不同公交车辆的候选信号控制策略不同的情况，需要预先存储不同公交车辆与候选信号控制策略的对应关系。

举例来说，假设目标信号控制策略为绿灯延长，则可以将当前信号周期的信号配时方案中，目标车辆通行方向上所属信号灯对应的放行相位的放行时长延长，以使目标公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位；其中，延长后的该放行时长不超过预设最大放行时长(可以称为最大绿灯时间)。

又举例来说，假设目标信号控制策略为红灯早断，则当目标公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位时，可以将当前信号周期的信号配时方案中，其他信号灯对应的放行相位的放行时长缩短，以使其他信号灯对应的放行相位依次执行完毕的执行时间缩短，使得该信号灯对应的放行相位提前执行，该目标公交车辆可以更快实现通行；其中，缩短后的单个相位的放行时长不低于预设最小放行时长(可以称为最小绿灯时间)。

步骤S110、将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案，并重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

本申请实施例中，在按照步骤S100中描述的方式对信号配时方案进行了更新时，一方面，可以将更新后的信号配时方案下发给信号灯，由信号灯执行更新后的信号配时方案，从而，基于更新后的信号配时方案进行交通信号控制；另一方面，可以重新确定检测到的需要优先通行的公交车辆中优先级最高的目标车辆，并按照上述实施例中描述的方式对重新确定的目标车辆进行信号优先控制。

可见，在图1所示方法流程中，通过为需要优先通行的不同优先车辆设置不同的优先级，从而在对多个优先车辆进行信号优先控制时，可以基于优先级最高的优先车辆进行信号优先控制，避免了多个优先车辆需要信号优先控制时的信号优先控制冲突。

此外，对于需要优先通行的优先车辆，可以提供一个或多个候选信号控制策略，进而，可以基于优先车辆的运行状态灵活选择信号控制策略，提高单个优先车辆的信号优先控制的灵活性。

在一种可能的实施例中，上述重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆，可以包括：

将当前优先队列中优先级最高的目标车辆从当前优先队列中删除；

重新确定优先队列中优先级最高的目标车辆。

示例性的，以将检测到的需要优先通行的公交车辆加入优先队列的实现方式为例，对于优先队列中任一公交车辆，当按照上述方法实施例中描述的方式进行了信号配时方案的更新和下发时，可以将该公交车辆从优先队列中删除。

需要说明的是，由于信号配时方案的更新和下发是针对优先队列中优先级最高公交车辆进行的，因此，每次删除的公交车辆为优先队列中优先级最高的公交车辆。

当将优先队列中优先级最高的公交车辆从优先队列中删除之后，若优先队列中还存在其他公交车辆，则可以继续执行针对优先队列中优先级最高的公交车辆的信号配时方案更新和下发，直至优先队列中不存在公交车辆(执行完成信号配时方案更新和下发的公交车辆从优先队列中删除)。

需要说明的是，在本申请实施例中，对于优先队列中执行了信号配时方案更新和下发的公交车辆，也可以不立即删除，而是先设置预设标志位(该预设标志位用于标识优先队列中的公交车辆已经执行了信号配时方案更新和下发，后续流程中，可以按照指定策略(如定时，或，优先队列中公交车辆的数量到达预设阈值)删除优先队列中设置了预设标志位的公交车辆。

在一个示例中，目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位可以通过以下方式确定：

基于该目标车辆的检测时间，以及该目标车辆从被检测位置行驶到停止线所需的时长，确定该目标车辆到达停止线的时间；

基于该目标车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定该目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

示例性的，目标车辆从被检测位置到停止线的时长可以基于被检测位置到停止线的距离，以及预设公交车辆的平均时速(可以根据经验值设定)确定。

被检测位置到停止线的距离可以根据车辆检测设备(如RFID阅读器)的实际部署情况确定，如将车辆检测设备到停止线的距离，确定为该车辆检测设备检测到的需要优先通行的公交车辆到停止线的距离，并将该距离预先配置在信号控制机中。

示例性的，当确定了目标车辆到达停止线的时间时，可以基于目标车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

举例来说，假设当前的信号配时方案为一个信号周期包括3个依次执行的放行相位(分别为相位1、相位2和相位3)，各相位的持续时长均为20秒(假设预设的最大绿灯时间为30秒，最小绿灯时间为15秒)，即，在该信号周期内，三个信号灯依次执行对应的放行相位，即信号灯1执行完毕相位1后，信号灯2执行相位2，信号灯2执行完毕相位2后，信号灯3执行相位3；信号灯3执行完毕相位3后，开始下一个信号周期。当确定公交车辆A为目标车辆(假设检测时间为T0，且公交车辆A的通行方向由信号灯2控制通行状态)时，可以按照上述方式确定公交车辆A从被检测位置行驶到停止线所需的时长为△T，公交车辆A到达停止线的时间为T1(T1＝T0+△T)。

假设当前(即T0时刻)信号灯1对应的相位为相位1，为放行相位，且相位1已放行了10秒，信号灯2和信号灯3对应的相位均为暂停通行相位，则可以基于当前的信号配时方案，确定T0+△T时信号灯1对应的相位。

例如，假设△T为15秒，则T1时刻，相位1已执行完毕，信号灯1对应的相位为暂停放行相位，信号灯2对应的相位为相位2，为放行相位，且相位2已放行了5秒，即公交车辆A到达停止线时(即T1时刻)所属信号灯对应的相位为放行相位。

假设△T为35秒，则T1时刻，相位1、相位2已依次执行完毕，信号灯3对应的相位为相位3，为放行相位，且已放行了5秒，此时，信号灯2对应的相位为暂停通行相位，即公交车辆A到达停止线时(即T1时刻)所属信号灯对应的相位为暂停通行相位。但由于预设的最大绿灯时间为30秒，T0+35秒处于相位2的最大绿灯时间内(相位1剩余的10秒，相位2延长至25秒以上即可保证公交车辆A到达停止线时公交车辆A所属信号灯对应的相位仍为放行相位)。

假设△T为40秒，则T1时刻，相位1、相位2已依次执行完毕，信号灯3对应的相位为相位3，为放行相位，且已放行了10秒，此时，信号灯2对应的相位为暂停通行相位，即公交车辆A到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位。此时，即使将相位2延长至30秒，T0+40时相位2也已执行完成，即T0+40未处于相位2的最大绿灯时间内。

在一种可能的实施例中，步骤S110中，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新，可以包括：

若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，且第一相位的上一相位为放行相位，目标车辆到达停止线的时刻处于上一相位的最大放行时长内，则延长上一相位的放行时长，以使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位；其中，延长后的上一相位的放行时长不超过最大放行时长；

若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，则当第一相位的下一相位不是目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，在第一相位后插入目标车辆所属信号灯对应的放行相位；当第一相位的下一相位为目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，缩短至少一个其他信号灯对应的放行相位的放行时长；其中，缩短后的单个相位的放行时长不低于最小放行时长。

示例性的，目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位至少可以包括：放行相位、暂停通行相位。

相应地，为了实现目标车辆的信号优先，若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位(本文中称为第一相位)为暂停通行相位，且第一相位的上一相位为放行相位，目标车辆到达停止线的时刻处于该上一相位的最大放行时长内，则可以延长该上一相位(即目标车辆所属信号灯对应的放行相位的放行时长)，以使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位，例如采用信号控制策略-绿灯延长。

举例来说，假设当前的信号配时方案为一个信号周期内包括2个依次执行的放行相位(分别为相位1和相位2)，相位1为目标车辆所属信号灯对应的放行相位，相位2为目标车辆所属信号灯对应的暂停通行相位，相位1和相位2的持续时间均为20秒，预设的最大绿灯时间为30秒，则当目标车辆到达停止线时，目标车辆所属信号灯处于相位2，为暂停通行状态，且相位2已放行了5秒时，即目标车辆所属信号灯对应的相位(即第一相位)的上一相位为放行相位，且通过延长相位1的放行时长，可以使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位，因此，此时采用的信号控制策略可以为绿灯延长，即延长目标车辆所属信号灯对应的放行相位的放行时长5～10秒，使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位。

需要说明的是，在对目标车辆所属信号灯对应的放行相位的放行时长进行延长时，可以在使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的同时，尽量减少延长的时间，以减少对其他通行方向的车辆的通行的影响。

示例性的，对目标车辆所属信号灯对应的放行相位的放行时长进行延长可以包括对目标车辆到达停止线时最近执行完成的放行相位的放行时长进行延长。

若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，则当第一相位的下一相位不是目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，可以在第一相位后插入目标车辆所属信号灯对应的放行相位，以保证目标车辆能够尽快通过交叉路口，例如，采用信号策略-插入相位；当第一相位的下一相位是目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，可以缩短至少一个其他信号灯对应的放行相位的放行时长，如缩短第一相位的放行时长，例如，采用信号控制策略-红灯早断，以在保证目标车辆能够尽快通过交叉路口的情况下，尽量减少对其他通行方向的影响。

需要说明的是，在本申请实施例中，当目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位时，可以不对当前的信号配时方案进行更新；

此外，当目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位时，对于满足采用绿灯延长策略的场景，优先采用绿灯延长策略，即在第一相位的上一相位为放行相位，且目标车辆到达停止线的时刻处于上一相位的最大放行时长内的情况下(满足采用绿灯延长策略的场景)，采用绿灯延长策略；对于不满足采用绿灯延长策略的场景，按照上述方式确定采用插入相位策略或红灯早断策略，即在第一相位的上一相位为放行相位，但目标车辆到达停止线的时刻未处于上一相位的最大放行时长内，或，第一相位的上一相位为暂停通行相位的情况下(不满足采用绿灯延长策略的场景)，基于第一相位的下一相位是否为目标车辆所属信号灯对应的放行相位，确定采用红灯早断策略或插入相位车辆。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合具体实例对本申请实施例提供的技术方案进行说明。

如图2所示，为本申请实施例提供的一种交通信号控制系统的架构示意图，如图2所示，该交通信号控制系统可以包括信号控制机210、信号灯220、RFID阅读器230以及RFID电子标签240。

RFID电子标签240安装在需要优先通行的公交车辆上，每个公交车辆对应唯一的标签ID。

示例性的，RFID阅读器230安装在有信号优先需求的交叉口的进口道，例如，可安装在电警立杆上，距离路口30-50m左右。

示例性的，图2所示交通信号控制系统还可以包括信号控制中心平台250，用于公交优先状态监控、公交优先数据存储。

基于图2所示交通信号控制系统，本申请实施例提供的交通信号控制方案实现流程如下：

步骤1、在存在信号优先需求的路口的对应进口道上安装RFID阅读器，并在需要优先通行的公交车辆上安装RFID电子标签，每辆公交车辆对应唯一的标签ID；

步骤2、将RFID检测器信息、公交车辆信息、公交线路信息、公交优先配置参数等录入系统；

示例性的，RFID检测器信息可以包括：RFID阅读器的ID、检测距离(RFID检测器的安装位置到停止线的距离，可以作为被检测到的公交车辆到停止线的距离)；

公交车辆信息可以包括：公交车辆的车牌、标签ID；

公交线路信息可以包括：公交线路ID、关联路口(公交线路会经过的需要信号优先的路口)、关联车辆(此线路上需要优先通行的公交车辆)；

公交优先配置参数包括：放行相位、优先时间、信号控制策略(也可以称为优先方式)等。

优先时间是指需要提供公交优先服务的日期和时间段。

信号控制策略为对于公交车辆允许提供的信号控制策略，包括绿灯延长、红灯早断或插入相位中的一种或多种。在设置信号控制策略后，系统将提供已选的信号控制策略(即已选的信号控制策略作为候选信号控制策略)，未选择的信号控制策略将不予提供(不作为候选信号控制策略)。

示例性的，上述信息的录入和参数的配置在信号控制中心平台进行操作，便于对多条公交线路、多辆公交车辆进行管理。信号控制机通过网络传输系统从中心平台获取这些信息。

步骤3、当公交车辆接近路口时，对应进口道的RFID阅读器对公交车辆进行识别和信息采集。即RFID阅读器识别公交车辆的标签ID、公交车辆被检测到的时间(即检测时间)。

步骤4、RFID阅读器将标签ID和检测时间发送给信号控制机。

步骤5、信号控制机根据配置参数可匹配得到公交车辆对应的公交线路、通行的方向、候选信号控制策略等，且信号控制机根据公交车辆的检测时间可以预估公交车辆到达停止线的时间。

示例性的，信号控制机可以根据接收到的标签ID，查询预先配置的公交车辆信息，确定匹配的公交车辆的车牌，并根据该公交车辆的车牌查询预先配置的公交线路信息，确定匹配的公交线路，以及该公交车辆通过当前路口(信号控制机部署的路口)的通行方向，并基于该公交车辆在当前路口的通行方向确定该公交车辆所属信号灯对应的放行相位；此外，信号控制机可以将预先配置的公交优先配置参数中包括的信号控制策略确定为候选信号控制策略。

预估公交车辆到达停止线的时间，可基于在配置参数时设定的运行时间(即公交车辆从被检测位置到停止线的时长)通过下式得到；或者，也可以基于配置的平均行驶速度，以及检测距离确定运行时间，再通过下式得到。

公交车辆到达路口停止线的时间＝检测时间+运行时间

步骤6、将检测到的公交车辆加入优先队列。

步骤7、信号控制机根据公交优先控制算法确定信号控制策略和信号配时方案。

步骤8、信号控制机下发更新后的信号配时方案给信号灯实施。

示例性的，信号控制机通过网络传输系统将每次更新后的信号配时方案下发给信号灯。

步骤9、信号灯接收指令实施新的信号配时方案。

示例性的，信号灯根据信号控制机下发的信号配时方案运行相应的红绿灯状态，并根据信号控制机的指令实时更新。

步骤10、若检测到有新的公交车辆到达路口时，则从步骤3开始重复以上步骤。

步骤11、若没有新的公交车辆到达路口，则从步骤7开始重复以上步骤。

示例性的，如图3所示，公交优先控制算法的实现流程如下：

1、优先队列更新

对于所有到达路口被检测到的公交车辆，如果需要优先通行则均会被加入到优先队列中去。

示例性的，对于优先队列中的公交车辆，需要进行优先级排序，且每次在重新进行信号配时方案更新前都要更新优先队列中公交车辆的优先级。当基于优先队列中最高优先级的公交车辆的信号控制策略更新了信号配时方案之后，将该优先级最高的公交车辆从优先队列中删除。

当优先队列中不存在公交车辆时，执行最终更新后的信号配时方案。

优选地，优先队列中公交车辆优先级排序的方法可根据以下原则来确定：

1)、先检测到的公交车辆的优先级高于后检测到的公交车辆的优先级；

2)、检测时间相同的多个公交车辆，根据步骤5中预估得到的到达路口停止线的时间，然后使用以下原则进行优先级排序：

2.1)、到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的公交车辆的优先级高于到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位的公交车辆的优先级；

2.2)、对于到达停止线时所属信号灯对应的相位均为暂停通行相位的多个公交车辆，所属信号灯对应的相位变更为放行相位的时间越早，优先级越高；

2.3)、对于到达停止线时所属信号灯对应的相位均为放行相位的多个公交车辆，到达停止线的时间越早，优先级越高。

示例性的，优先队列每秒进行刷新，即信号控制机每隔1秒检测优先队列中是否存在公交车辆，并当存在公交车辆时，进行公交车辆优先级排序。

2、信号控制策略确定

对于优先队列中最高优先级的公交车辆，信号控制策略确定方式如下：

1)、基于公交车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

需要说明的是，当优先队列中存在多个公交车辆时，对于初始时最高优先级的公交车辆，当前信号周期的信号配时方案为当前正在执行的信号配时方案；对于初始时非最高优先级的公交车辆，当前信号周期的信号配时方案为上一次更新后的信号配时方案。

2)、基于公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，确定信号控制策略。

2.1)、当公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位时，确定不需要进行信号配时方案更新；

2.2)、当公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位，且该相位的上一相位为放行相位，公交车辆到达停止线的时刻处于该上一相位的最大放行时长内，确定信号控制策略为绿灯延长；

2.3)、当公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位，公交车辆到达停止线的时刻未处于公交车辆所属信号灯对应的放行相位的最大放行时长内，且公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位的下一相位为该公交车辆所属信号灯对应的放行相位时，确定信号控制策略为红灯早断；

2.4)、当公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位，公交车辆到达停止线的时刻未处于公交车辆所属信号灯对应的放行相位的最大放行时长内，且公交车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位的下一相位为该公交车辆所属信号灯对应的暂停通行相位时，确定信号控制策略为插入相位。

2.4)、根据上述原则以及配置时选择的允许提供的信号控制策略(即候选信号控制策略)，确定公交车辆的信号控制策略，其示意图可以如图4所示。

示例性的，对于任一需要信号优先的辆公交车，候选信号控制策略可以包括：绿灯延长、红灯早断、插入相位三者中的一种或多种。

3、信号配时方案更新

根据确定的信号控制策略对当前的信号配时方案进行更新。

示例性的，信号配时方案每秒刷新一次，由于一个周期内可能有多辆公交车从不同方向到达路口，一个周期内配时方案会经历多次更新变化，因此每秒刷新可以保证信号灯及时响应更新后的信号配时方案，以响应多辆公交车的公交优先需求。

如图5所示，为了实现一个十字交叉路口中、各个通行方向上通行车辆的有序通行，可以对该路口的一个信号周期设置四个信号灯，每个信号灯用于控制该路口中部分通行方向上的通行状态、及每种通行状态的持续时间(即信号配时)；例如四个信号灯控制的通行方向可以为：

第一信号灯：自西向东通行方向、以及东向左转通行方向；

第二信号灯：自东向西通行方向、以及西向左转通行方向；

第三信号灯：南北直行通行方向；

第四信号灯：南向左转同行方向、北向左转通行方向；

上述四个信号灯涵盖了该路口需要控制的通行方向，因此，只需要在每个信号周期内合理设置各个信号灯对应的相位、以及每种相位的持续时间(即信号配时)，即可实现该路口中、各个通行方向上车辆的有序通行。

例如，假设，当上述四个信号灯中的其中一个信号灯对应的相位为放行相位时，其余三个信号灯对应的相位为暂停通行相位，可实现该路口中、各个通行方向上车辆的有序通行；即：

当第一信号灯对应的相位为放行相位时，第二信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的相位均为暂停通行相位；

当第二信号灯对应的相位为放行相位时，第一信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的相位均为暂停通行相位；

当第三信号灯对应的相位为放行相位时，第一信号灯、第二信号灯、第四信号灯对应的相位均为暂停通行相位；

当第四信号灯对应的相位为放行相位时，第一信号灯、第二信号灯、第三信号灯对应的相位均为暂停通行相位。

在上述情况下，一个信号周期指依次控制每个信号灯对应的相位为放行相位，直到最后一个信号灯对应的放行相位结束，则下一个信号周期开始；相应地，由于当其中一个信号灯对应的相位为放行相位时，其余信号灯对应的相位均为暂停通行相位，因此，对一个信号灯而言，一个信号周期内依次执行的相位包括该信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位，该至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和。

在实际应用中，可以根据需求，控制一个信号周期中，每个信号灯对应的相位和各个相位的信号时长，以实现某些车辆的优先通行等。

如图5所示，假设公交车B1自西向东直行行驶，由第一信号灯控制其通行状态；公交车B2自东向西直行行驶，由第二信号灯控制其通行状态。

图5还示出了t0时刻、t1时刻、t2时刻，各个信号灯对应的放行相位的放行时长。假设t0时刻，第一信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的相位均为暂停通行相位，且t0时刻所属的信号周期中，第一信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的放行相位的放行时长均为25秒；第二信号灯对应的放行相位的放行时长为28秒。

假设预计公交车B1将在t1时刻到达停止线，此时，第二信号灯对应的相位仍为放行相位，相应地，第一信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的相位仍为暂停通行相位，且假设即使将第一信号灯对应的相位的放行时长延长至最大放行时长，t1时刻第一信号灯对应的相位仍为暂停通行相位。为了使公交车B1优先通行，则需要实现第一信号灯对应的暂停通行相位提前结束(例如红灯早断)，从而使得第一信号灯对应的相位提前进入放行相位。

而第一信号灯对应的暂停通行相位需要等到当前信号周期结束后(在一个信号周期中，各个信号灯依次实现放行状态，直到最后一个信号灯的放行状态结束)，才可以转变为放行状态。为了实现第一相位的暂停通行状态提前结束(例如红灯早断)，需要缩短当前信号周期的周期时长，则可以通过缩短第二信号灯、第三信号灯、第四信号灯中至少一个信号灯对应的放行时长来实现，例如图5中，t1时刻，第二信号灯、第三信号灯、第四信号灯对应的放行相位的放行时长均从t0时刻的25秒缩短为20秒，则第一信号灯将提前18秒结束暂停通行状态，进入放行状态。

假设预计公交车B2将在t2时刻到达停止线，此时，若第二相位的绿灯时长(即放行相位的放行时长)仍为t1时刻设置的20秒，则t2时刻，第二相位应为暂停通行状态，且假设将第二相位的放行时长延长至最大放行时长，t2时刻第二相位仍为放行状态。为了使公交车B2优先通行，则需要延长该信号周期内，第二相位的放行时长(例如绿灯延长)，即图5中t2时刻，第二相位的放行时长由20秒调整为25秒，即与公交车B2具有相同通行权的车流方向(即自西向东通行方向、以及东向左转通行方向)的绿灯时长由20秒延长为25秒，相应地，与公交车B2具有不同通行权的车流方向(即自东向西通行方向、西向左转通行方向上、南北直行通行方向、南向左转同行方向、以及北向左转通行方向)的红灯时长也由20秒延长为25秒，而其他相位的绿灯时长不变。即公交车B2将在t2时刻实现通行。

优选的，在同一个信号周期内，放行时长设有一个最大阈值(即最大放行时长)，例如30秒。至于需要延长多长时间，可根据公交车通过路口所需的时长、公交车到达停止线的时间、以及原放行时长确定。例如图5中，假设公交车B2通过路口所需的时长为3秒，公交车B2到达停止线的时间为原放行时长后2秒，则至少需要延长5秒，才能保证公交车B2通过该路口。

本申请实施例中，在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配置方案更新，并将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案，并重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆，通过为需要优先通行的不同优先车辆设置不同的优先级，从而在对多个需要优先通行的优先车辆进行信号优先控制时，可以基于优先级最高的目标车辆进行信号优先控制，避免了多个优先车辆需要信号优先控制时的信号优先控制冲突。

以上对本申请提供的方法进行了描述。下面对本申请提供的装置进行描述：

请参见图6，为本申请实施例提供的一种交通信号控制装置的结构示意图，如图6所示，该交通信号控制装置可以包括：

更新单元610，被配置为在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；其中，目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成该信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个信号周期内，依次执行的相位包括该信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；该至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为该信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和；

控制单元620，被配置为将更新后的信号配时方案下发至信号灯，以使信号灯执行更新后的信号配时方案；

更新单元610，还被配置为重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

在一种可能的实施例中，优先车辆通过以下方式进行优先级排序：

对于检测时间不同的多个优先车辆，检测时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位不同的多个优先车辆，到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的优先车辆的优先级高于到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位的优先车辆的优先级；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为放行相位的多个优先车辆，到达停止线的时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为暂停通行相位的多个优先车辆，所属信号灯对应的相位更为放行相位的时间越早，优先级越高。

在一种可能的实施例中，目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位通过以下方式确定：

基于该目标车辆的检测时间，以及该目标车辆从被检测位置行驶到停止线所需的时长，确定该目标车辆到达停止线的时间；

基于该目标车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定该目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

在一种可能的实施例中，更新单元610，具体被配置为若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，且第一相位的上一相位为放行相位，目标车辆到达停止线的时刻处于上一相位的最大放行时长内，则延长上一相位的放行时长，以使目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位；其中，延长后的上一相位的放行时长不超过最大放行时长；

若目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，则当第一相位的下一相位不是目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，在第一相位后插入目标车辆所属信号灯对应的放行相位；当第一相位的下一相位为目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，缩短至少一个其他信号灯对应的放行相位的放行时长；其中，缩短后的单个相位的放行时长不低于最小放行时长。

请参见图7，为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。该电子设备可以包括处理器701、通信接口702、存储器703和通信总线704。处理器701、通信接口702以及存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。其中，存储器703上存放有计算机程序；处理器701可以通过执行存储器703上所存放的程序，执行上文描述的交通信号控制方法。

本文中提到的存储器703可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，存储器702可以是：RAM(Radom AccessMemory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

本申请实施例还提供了一种存储有计算机程序的机器可读存储介质，例如图7中的存储器703，该计算机程序可由图7所示电子设备中的处理器701执行以实现上文中描述的交通信号控制方法。

本申请实施例还提供了一种计算机程序，存储于机器可读存储介质，例如图7中的存储器703，并且当处理器执行该计算机程序时，促使处理器701执行上文中描述的交通信号控制方法。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种交通信号控制方法，其特征在于，包括：

在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；其中，所述目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成所述信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个所述信号周期内，依次执行的相位包括所述信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；所述至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为所述信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和；

将更新后的信号配时方案下发至所述信号灯，以使所述信号灯执行所述更新后的信号配时方案，并重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优先车辆通过以下方式进行优先级排序：

对于检测时间不同的多个优先车辆，检测时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位不同的多个优先车辆，到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的优先车辆的优先级高于到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位的优先车辆的优先级；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为放行相位的多个优先车辆，到达停止线的时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为暂停通行相位的多个优先车辆，所属信号灯对应的相位变更为放行相位的时间越早，优先级越高。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位通过以下方式确定：

基于该目标车辆的检测时间，以及该目标车辆从被检测位置行驶到停止线所需的时长，确定该目标车辆到达停止线的时间；

基于该目标车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定该目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新，包括：

若所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，且所述第一相位的上一相位为放行相位，所述目标车辆到达停止线的时刻处于所述上一相位的最大放行时长内，则延长所述上一相位的放行时长，以使所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位；其中，延长后的所述上一相位的放行时长不超过所述最大放行时长；

若所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，则当所述第一相位的下一相位不是所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，在所述第一相位后插入所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位；当所述第一相位的下一相位为所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，缩短至少一个其他信号灯对应的放行相位的放行时长；其中，缩短后的单个相位的放行时长不低于最小放行时长。

5.一种交通信号控制装置，其特征在于，包括：

更新单元，被配置为在检测到需要优先通行的优先车辆时，基于目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位，进行信号配时方案更新；其中，所述目标车辆为检测到的优先车辆中优先级最高的优先车辆；在一个信号周期内，各个信号灯依次执行各自对应的放行相位，所有放行相位的放行时长之和构成所述信号周期的时长；对一个信号灯而言，在一个所述信号周期内，依次执行的相位包括所述信号灯对应的一个放行相位和至少一个暂停通行相位；所述至少一个暂停通行相位的暂停通行时长之和为所述信号周期内，其他信号灯对应的放行相位的放行时长之和；

控制单元，被配置为将更新后的信号配时方案下发至所述信号灯，以使所述信号灯执行所述更新后的信号配时方案；

所述更新单元，还被配置为重新确定检测到的优先车辆中优先级最高的目标车辆。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述优先车辆通过以下方式进行优先级排序：

对于检测时间不同的多个优先车辆，检测时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位不同的多个优先车辆，到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位的优先车辆的优先级高于到达停止线时所属信号灯对应的相位为暂停通行相位的优先车辆的优先级；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为放行相位的多个优先车辆，到达停止线的时间越早，优先级越高；

对于检测时间相同，且到达停止线时所属信号灯对应的相位均为暂停通行相位的多个优先车辆，所属信号灯对应的相位变更为放行相位的时间越早，优先级越高。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位通过以下方式确定：

基于该目标车辆的检测时间，以及该目标车辆从被检测位置行驶到停止线所需的时长，确定该目标车辆到达停止线的时间；

基于该目标车辆到达停止线的时间以及当前信号周期的信号配时方案，确定该目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位。

8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，

所述更新单元，具体被配置为若所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，且所述第一相位的上一相位为放行相位，所述目标车辆到达停止线的时刻处于所述上一相位的最大放行时长内，则延长所述上一相位的放行时长，以使所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的相位为放行相位；其中，延长后的所述上一相位的放行时长不超过所述最大放行时长；

若所述目标车辆到达停止线时所属信号灯对应的第一相位为暂停通行相位，则当所述第一相位的下一相位不是所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，在所述第一相位后插入所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位；当所述第一相位的下一相位为所述目标车辆所属信号灯对应的放行相位时，缩短至少一个其他信号灯对应的放行相位的放行时长；其中，缩短后的单个相位的放行时长不低于最小放行时长。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一项所述的方法。

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的方法。

Images