CN111681434B - 交通信号控制方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种交通信号控制方法、装置及电子设备，该方法包括：获取基于相域的交通信号控制策略；按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制。该方法可以为路网融合，信号控制平台统一在技术层面上提供了基础。

Description

交通信号控制方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及交通信号机控制领域，尤其涉及一种交通信号控制方法、装置及电子设备。

背景技术

目前信号机控制方式包括两种，一种为基于环-分界实现的美国NTCIP(NationalTransportation Communications for ITS(Intelligent Traffic System，智能交通系统)Protocol，国家运输ITS通信协议)协议的控制方式，一般常见的控制形式为单环或者双环。另一种控制方式为按照相位阶段的控制模式，主要是我国国标推行的方式，包括国标GB/T 20999-2007以及国标GB/T20999-2017。

目前情况下，这两种协议由于架构不同无法实现平滑互转，由于不同路口的配置千差万别，在相互转换的过程中难免出现很多疏漏和不匹配的情况。这种情况的存在，对不同信号机接入统一平台造成了很大的阻力，也对于后续需要推进的车路协同，无人驾驶等技术造成了极大的阻碍。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种交通信号控制方法、装置及电子设备。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

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：

获取基于相域的交通信号控制策略；其中，所述基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突；

按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

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：

获取单元，用于获取基于相域的交通信号控制策略；其中，所述基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突；

控制单元，用于按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括：

处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现上述方法。

本申请实施例的交通信号控制方法，获取基于相域的交通信号控制策略，并按照基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制，通过对已有的交通信号控制策略的框架进行改进，实现基于相域的交通信号控制策略，以融合两种传统信号控制方法的优点，并克服传统相位阶段控制方法不易配置搭接相位、以及传统环-分界控制方法不易理解且在配置复杂路口的时候可能需要使用空相位等弊端，在兼容两套控制模式的情况下，更好地应对各种复杂路口的控制，为路网融合，信号控制平台统一在技术层面上提供了基础。

附图说明

图1为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为本申请一示例性实施例示出的一种获取基于相域的交通信号控制策略的流程示意图；

图3为本申请又一示例性实施例示出的另一种获取基于相域的交通信号控制策略的流程示意图；

图4A为本申请一示例性实施例示出的一种将基于环-分界的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略的示意图；

图4B为本申请一示例性实施例示出的一种将基于相位阶段的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略的示意

图4C为本申请一示例性实施例示出的一种基于相域的交通信号控制策略中的信号周期的示意图；

图5为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6为本申请一示例性实施例示出的图5所示装置的硬件结构示意图。

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。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

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，下面先对现有交通信号控制方案中的部分术语以及传统的基于环-分界的交通信号控制策略和基于相位阶段的交通信号控制策略进行简单说明。

一、术语解释

信号周期(可以简称为周期)：信号灯的灯色按设定的放行方向、放行顺序以及放行时间轮询放行一圈所需的时间；

相位：在一个信号周期内，同时获得通行权的一个或多个交通流的信号显示状态；

相序：多个相位组合起来排列一个放行顺序；

相位阶段：用来描述一个信号周期内，交叉口“通行权”在各个相位之间的转换次数，“通行权”的每次转换进入一个新的阶段；

环：有别于相位阶段，由美国电气制造商协会定义的信号相位表达相关术语，现有基于环-分界(Ring-Barrier)的相位相序表达结构中，每个分界所包含环数必须一样，且每个分界中各环所包含相位的总时长必须相等；

控制策略(也可以称为控制方案)：路口关于相位设置、相位序列设置、信号配时的有序集合。

二、基于环-分界的交通信号控制策略

传统的基于环-分界的交通信号控制策略中，一个信号周期中可以包括一个或多个(通常为一个或两个)环，一个环中可以包括一个或多个相位，对应的交通放行存在冲突的相位之间需要隔离，分属于不同的分界。当存在多个环时，同一分界中的各环并发运行，且各环中的相位均运行结束时，才能进入下一个分界，下一个分界开始运行。

传统的基于环-分界的交通信号控制策略存在如下约束：

每个分界所包含环数一样，且每个分界中各环所包含相位的总时长相等。

三、基于相位阶段的交通信号控制策略

传统的基于相位阶段的交通信号控制策略中，一个信号周期可以包括多个相位阶段，一个相位阶段中可以包括一个或多个相位，同一相位阶段中的不同相位并发运行。在进行策略配置时，可以对各相位阶段的时长，以及各相位阶段中各相位的黄灯时长和全红时长进行配置，各相位阶段中各相位的绿灯时长可以基于相位阶段的时长、各相位的黄灯时长和全红时长确定。

需要说明的是，基于相位阶段的交通信号控制策略中，各相位全红时长是指同一路口的全部交通信号灯均为红灯的时长，其通常为1～3秒。对于不存在全红场景的路口，对应的交通信号控制策略中，相位阶段中的各相位可以不进行全红时长配置，即相位时长由绿灯时长和黄灯时长组成。

传统的基于相位阶段的交通信号控制策略中，对于搭接相位(先后与不同相位一起放行的相位)的配置实现复杂。

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

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交通信号控制机，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、获取基于相域的交通信号控制策略；其中，基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通运行不存在冲突。

本申请实施例中，为了实现对基于环-分界的交通信号控制策略与基于相位阶段的交通信号控制策略的兼容，可以对已有的交通信号控制策略的框架进行改进，实现一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突，得到一种新的交通信号控制策略(本文中称为基于相域的交通信号控制策略)，以融合两种传统信号控制方法的优点，并克服传统相位阶段控制方法不易配置搭接相位、以及传统环-分界控制方法不易理解且在配置复杂路口的时候可能需要使用空相位等弊端，在兼容两套控制模式的情况下，更好地应对各种复杂路口的控制，为路网融合，信号控制平台统一在技术层面上提供了基础。

示例性的，基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期可以包括多个相域，一个相域可以包括一个或多个环，一个环可以包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突。

在一个示例中，不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同。

示例性的，为了提高交通信号控制策略配置的灵活性，基于相域的交通信号控制策略中，不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同。

需要说明的是，由于同一相域中的各环均运行结束时，下一相域才开始运行，因此，当同一相域的不同环中相位的总时长不同时，可以将相位的总时长较小的环中的相位对应的通行方向在时间差期间默认为红灯来实现对齐。

举例来说，假设相域1中包括环1和环2，环1中包括相位1，环2中包括相位2，相位1的时长为10秒，相位2的时长为8秒，则在相域1中各环运行的第9～10秒，可以将相位2对应的通行方向设置为红灯来实现对齐，即为相位2增加2秒的红灯时长。

应该认识到，上述将相位的总时长较小的环中的相位对应的通行方向在时间差期间默认为红灯来实现对齐的实现方式仅仅是本申请实施例的一种具体示例，而并不是对本申请保护范围的限定，即在实际场景中，在保证道路行驶安全(即保证相互冲突的方向不会同时为绿灯)的情况下，也可以通过填充绿灯时长的方式，来实现同一相域中不同环的总时长对齐。

在一个示例中，不同环中允许包括不同数量的相位。

示例性的，为了提高交通信号控制策略配置的灵活性，基于相域的交通信号控制策略中，不同环中允许包括不同数量的相位。

在一个示例中，同一信号周期内的不同相域中允许包括相同的相位。

示例性的，在基于相域的交通信号控制策略中，对于搭接相位，可以在相邻的两个或两个以上相域中对应不同的环，即同一信号周期内的不同相域中允许包括相同的相位。

举例来说，假设相位1与相位2对应的放行方向不存在冲突，相位2与相位3对应的相位对应的放行方向也不存在冲突，但相位1与相位3对应的放行方向之间存在冲突，相位1的时长为10秒，相位2的时长为15秒，相位3的时长为10秒，则可以将相位1和相位2的前10秒分别对应不同的环配置在相域1中，将相位2的后5秒和相位3分别对应不同的环配置在相域2中，对于相位2和相位3之间相差的5秒，相位2对应的通行方向默认为红灯。

步骤S110、按照基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

本申请实施例中，当获取到基于相域的交通信号控制策略时，可以按照所获取到的基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制。

示例性的，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

需要说明的是，在本申请实施例中，由于同一相域中的环均运行结束时，下一个相域才开始运行，因此，对应任一相域，当该相域中任一环中的任一相位由于特定策略(如绿灯延长)而时长延长时，若时长延长后该环的时长长于该相域中其他环的时长时，该相域中其他环在与时长延长后的环的时差期间默认为红灯状态。

举例来说，假设相域1中包括环1和环2，环1中包括相位1，环2中包括相位2，初始时相位1的时长和相位2的时长均为10秒，相域1中各环运行过程中，由于相位1对应的通行方向车流量过大，按照预先策略，将相位1的运行时长延长至15秒，而相位2对应的通行方向未触发时长延长，则在环1和环2运行的第11～15秒，相位2默认为红灯状态。

可见，在图1所示方法流程中，通过对已有的交通信号控制策略的框架进行改进，实现基于相域的交通信号控制策略，以融合两种传统信号控制方法的优点，并克服传统相位阶段控制方法不易配置搭接相位、以及传统环-分界控制方法不易理解且在配置复杂路口的时候可能需要使用空相位等弊端，在兼容两套控制模式的情况下，更好地应对各种复杂路口的控制，为路网融合，信号控制平台统一在技术层面上为融合打通了技术基础。

在一个实施例中，如图2所示，步骤S100中，获取基于相域的交通信号控制策略，可以通过以下步骤以下实现：

步骤S101a、获取基于环-分界的交通信号控制策略；

步骤S102a、以基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界对应基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将基于环-分界的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略。

示例性的，考虑到实际场景中已有的交通信号控制策略通常均为基于环-分界的交通信号控制策略，或，基于相位阶段的交通信号控制策略，若针对已有方案，均需要重新进行交通信号控制策略的配置，则其应用效率会很低，因此，可以通过对已有基于环-分界的交通信号控制策略或基于相位阶段的交通信号控制策略进行转换，得到基于相域的交通信号控制策略。

示例性的，对于基于环-分界的交通信号控制策略，可以通过将基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界对应基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将基于环-分界的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略，其具体实现可以在下文中结合具体实例进行说明。

在一个实施例中，如图3所示，步骤S100中，获取基于相域的交通信号控制策略，可以通过以下步骤以下实现：

步骤S101b、获取基于相位阶段的交通信号控制策略；

步骤S102b、以基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段对应基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将基于相位阶段的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略；其中，同一相位阶段中的不同相位对应同一相域中的不同环。

示例性的，考虑到实际场景中已有的交通信号控制策略通常均为基于环-分界的交通信号控制策略，或，基于相位阶段的交通信号控制策略，若针对已有方案，均需要重新进行交通信号控制策略的配置，则其应用效率会很低，因此，可以通过对已有基于环-分界的交通信号控制策略或基于相位阶段的交通信号控制策略进行转换，得到基于相域的交通信号控制策略。

示例性的，对于基于相位阶段的交通信号控制策略，可以通过将基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段对应基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将基于相位阶段的交通信号控制策略转换为基于相域的交通信号控制策略，其具体实现可以在下文中结合具体实例进行说明

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。

实施例一、以对基于环-分界的交通信号控制策略进行转换为例

请参见图4A，对于基于环-分界的交通信号控制策略，可以通过以下方式转换为基于相域的交通信号控制策略：

1)、以一个分界为一个最小单位，分别将各分界中的全部环放入基于相域的交通信号控制策略中的不同相域中。即，将基于环-分界的交通信号控制策略转为基于相域的交通信号控制策略时，若包括n个分界，则会转换得到n个相域。

2)、对于任一相域，依旧按照环来划分。

需要说明的是，区域于基于环-分界的交通信号控制策略，在基于相域的交通信号控制策略中，每个相域内环的数量可以不同，且同一相域内各环的总时长也可以不相等。

实施例二、以对基于相位阶段的交通信号控制策略进行转换为例

请参见图4B，对于基于相位阶段的交通信号控制策略，可以通过以下方式转换为基于相域的交通信号控制策略：

1)、以一个相位阶段为一个最小单位，分别将各相位阶段中全部相位放入基于相域的交通信号控制策略中的不同相域中。即将基于相位阶段的交通信号控制策略转为基于相域的交通信号控制策略时，若包括n个相位阶段，则会转换得到n个相域。

2)、对于任一相域，将相位阶段中包含的相位逐个独立放入对应的相域中的不同环中，即若相位阶段中包括n个相位，则对应的相域中包括n个环，每个环包括一个相位。

示例性的，在本申请实施例中，一个信号周期的相位结构的可以如图4C所示。

本申请实施例中，获取基于相域的交通信号控制策略，并按照基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制，通过对已有的交通信号控制策略的框架进行改进，实现基于相域的交通信号控制策略，以融合两种传统信号控制方法的优点，并克服传统相位阶段控制方法不易配置搭接相位、以及传统环-分界控制方法不易理解且在配置复杂路口的时候可能需要使用空相位等弊端，在兼容两套控制模式的情况下，更好地应对各种复杂路口的控制，为路网融合，信号控制平台统一在技术层面上提供了基础。

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5，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5所示，该交通信号控制装置可以包括：

获取单元，用于获取基于相域的交通信号控制策略；其中，所述基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突；

控制单元，用于按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

在一个实施例中，所述获取单元获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于环-分界的交通信号控制策略；

以所述基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界对应所述基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于环-分界的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略。

在一个实施例中，所述获取单元获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于相位阶段的交通信号控制策略；

以所述基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段对应所述基于所述相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于相位阶段的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略；其中，同一相位阶段中的不同相位对应同一相域中的不同环。

在一个实施例中，不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同；或/和，

不同环中允许包括不同数量的相位。

在一个实施例中，同一信号周期内的不同相域中允许包括相同的相位

对应地，本申请还提供了图5所示装置的硬件结构。参见图6，该硬件结构可包括：处理器和机器可读存储介质，机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现本申请上述示例公开的方法。

基于与上述方法同样的申请构思，本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有若干计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，能够实现本申请上述示例公开的方法。

示例性的，上述机器可读存储介质可以是任何电子、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，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，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。

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 (11)

1.一种交通信号控制方法，其特征在于，包括：

获取基于相域的交通信号控制策略；其中，所述基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突；不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同；一个相域对应基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界，或，一个相域对应基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段，同一相位阶段中的不同相位对应同一相域中的不同环；

按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于环-分界的交通信号控制策略；

以所述基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界对应所述基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于环-分界的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于相位阶段的交通信号控制策略；

以所述基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段对应所述基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于相位阶段的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，不同环中允许包括不同数量的相位。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，同一信号周期内的不同相域中允许包括相同的相位。

6.一种交通信号控制装置，其特征在于，

获取单元，用于获取基于相域的交通信号控制策略；其中，所述基于相域的交通信号控制策略中，一个信号周期包括多个相域，一个相域包括一个或多个环，一个环包括一个或多个相位，同一相域的不同环中的相位对应的交通放行不存在冲突；不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同；一个相域对应基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界，或，一个相域对应基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段，同一相位阶段中的不同相位对应同一相域中的不同环；

控制单元，用于按照所述基于相域的交通信号控制策略进行交通信号控制；其中，同一相域中的不同环并发运行，一个相域中的环均运行结束时，下一个相域开始运行。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于环-分界的交通信号控制策略；

以所述基于环-分界的交通信号控制策略中的一个分界对应所述基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于环-分界的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元获取基于相域的交通信号控制策略，包括：

获取基于相位阶段的交通信号控制策略；

以所述基于相位阶段的交通信号控制策略中的一个相位阶段对应所述基于相域的交通信号控制策略的一个相域的方式，将所述基于相位阶段的交通信号控制策略转换为所述基于相域的交通信号控制策略。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，不同相域中允许包括不同数量的环，且同一相域的不同环中相位的总时长允许不同；或/和，

不同环中允许包括不同数量的相位。

10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，同一信号周期内的不同相域中允许包括相同的相位。

11.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：

处理器和机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令；所述处理器用于执行机器可执行指令，以实现权利要求1-5任一项的方法步骤。

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