CN111681441A - 基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，包括：将左转标线绘制在交叉口上游一定距离处；在交叉口上游处设置监控摄像头、LED电子显示屏、微型计算机、广播发射器；LED电子显示屏向驾驶员传递文字信息，引导其打开转向灯和车载电台；监控摄像头将获取到的车辆牌照和转向信息传递给微型计算机；微型计算机根据视频中的直行车辆和右转车辆在道路上的行驶顺序进行分析，得出动态的左转车道停止线；微型计算机通过广播发射器向车辆发送实时的语音信息以指示其行驶，直右车道上前方有直行车辆阻挡的右转车辆通过左转车道停止线前方的公共区域优先行驶。本发明方法大大增加了右转车辆的通行效率。

Description

基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法
技术领域
本发明属于城市交通控制领域，特别涉及一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法。
背景技术
随着近些年经济快速发展，机动车保有量呈现井喷式上升趋势，但是伴随左右的的却是道路空间资源的紧张及不合理利用。在城市内道路交叉口，进口道为左转车道和直右车道，其中直右车道上的直行车辆的行驶状态受交通信号灯管理控制，然而右转车辆却不受交通信号灯管理控制，当右转车辆前方有一辆或者多辆直行车辆停车等待通过交叉口时，此时右转车辆必须等到前方直行车辆驶进交叉口后方可右转，这既延长了直右车道上车队的排队时间又降低了交叉口有效绿灯时间内直行车辆的通行效率。
发明内容
发明目的：针对目前道路上的四相位交叉口处直右车道上右转车辆受直行车辆运动状态的影响，从而形成既延长了直右车道上车队的排队时间又降低了交叉口有效绿灯时间内直行车辆的通行效率的问题，本发明提出一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，通过将左转车道停车线向后平移从而形成一公共区域以供直右车道上排队在直行车辆后的右转车辆优先行驶。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，包括以下步骤：
步骤一：在交叉口上游L0处设置监控摄像头、LED电子显示屏、微型计算机、广播发射器，将左转标线绘制在交叉口上游L0+d或L0-d处；
步骤二：通过LED电子显示屏显示文字信息，提醒驶向交叉口的车辆驾驶员打开转向灯并将车载电台调频至频道F；
步骤三：通过监控摄像头采集驶向交叉口的车辆视频，传递给微型计算机，微型计算机根据视频中直右车道上的车辆信息，确定左转车道动态停止线的位置；
步骤四：微型计算机通过广播发射器向车载电台发送实时语音指示车辆行驶，直右车道上前方有直行车辆阻挡的右转车辆通过左转车道停止线前方的公共区域优先行驶。
进一步的，所述步骤三，左转车道动态停止线位置的确定方法如下：
(1)微型计算机记录当前视频中的每辆车的信息，表示为：(i,Xi,sti,j),i∈[1,n]，其中i表示第i辆车，n表示视频中的车辆总数，Xi表示第i辆车的车牌号，sti表示第i辆车的行驶状态即转向信息，j表示第i辆车的车辆类型；
(2)根据视频中转向灯信息得到直右车道上有m辆右转车辆，统计视频中第i,i-1辆右转车辆之间的直行车辆数量Qi以及第一辆右转车辆前直行车辆数量Z，i∈[2,m]；
(3)计算第一辆右转车辆前直行车辆占用直右车道的长度D，公式如下：
Figure BDA0002485914990000021
(4)计算第i,i-1辆右转车辆之间直行车辆占用直右车道的长度Di，公式如下：
Figure BDA0002485914990000022
其中dk表示第k辆车与后车的安全距离，由车辆类型确定，lk表示第k辆车的车长；
(5)左转车道动态停止线设置在LED电子显示屏位置与交叉口之间的道路上，
LED电子显示屏到交叉口的距离L0＝q*(t0-t)*d，
左转车道动态停止线前公共区域的长度
Figure BDA0002485914990000023
且L≤L0，
左转车道动态停止线与LED电子显示屏的距离H＝L0-L，
其中q表示该道路方向上的高峰小时交通量，t0表示一个信号周期，t表示该道路方向上的直行绿灯时间，d表示车辆的平均车头间距。在左转车道动态停止线前公共区域的长度L的计算中增加第m辆右转车辆的车长lm以及其与后车的安全间距dm以保证第m辆右转车辆能够有足够的行驶空间驶入公共区域。
进一步的，所述步骤四，微型计算机通过广播发射器向车载电台发送实时语音以指示车辆行驶，所述语音包括：
语音1、车牌为X的车辆距离左转车道停止线还有H米，请减速行驶；
语音2、车牌为X的车辆已到达左转车道停止线，请停车；
语音3、左转车道上车牌为X的车辆可以正常行驶；
语音4、直右车道上车牌为X的车辆可以左转进入公共区域；
若该道路方向上的左转信号灯和直行信号灯都为红灯，当视频中的第一辆左转车辆在交叉口上游L0处接收到语音1，到达交叉口上游L处接收到语音2，同时，当直右车道上没有直行车辆时，右转车辆直接行驶到交叉口后右转，当右转车辆前方有直行车辆，所有右转车辆接收到语音4，语音4信息中指定车牌对应的右转车辆根据语音信息完成相应的行驶，即借助左转车道停止线前的公共区域行驶到交叉口再右转，接收到语音4的非指定右转车辆则继续排队等待。
进一步的，若该道路方向上的左转信号灯为红灯、直行信号灯为绿灯，直右车道上的车辆依次排队驶向交叉口；
在该道路方向上的左转信号灯变为绿灯前，根据最佳放行时间，向左转车辆发送语音3，此时语音3中的车牌信息为左转车道上所有排队等待车辆的车牌信息，放行左转车队，确保左转车队到达交叉口时左转信号灯为绿灯。
进一步的，确定最佳放行时间的方法如下：
设该道路方向的左转车辆驶向交叉口的速度为v，则第一辆左转车辆从停止线到交叉口所需时间T＝L/v，L为左转车道停止线前的公共区域的长度，确保第一辆左转车辆行驶到交叉口时该道路方向的左转信号灯为绿灯，最佳放行时刻应在左转绿灯亮起前T时刻。
进一步的，若该道路方向上的直行信号灯为红灯、左转信号灯为绿灯，直右车道上的车辆将依次排队，并将已排过队的左转车辆放行，未排过队的左转车辆接收到语音1和语音2，在左转车道动态停止线后停车等待；
所述已排过队的左转车辆指的是已经在采集视频中出现过的车辆，即车牌号及车辆转向信息在微型计算机中记录下来的左转车辆，所述未排过队的车辆指的是未在微型计算机中记录过的左转车辆；
当左转车辆在左转车道动态停止线停车后，微型计算机根据监控摄像头获取到的直行车辆和右转车辆的行驶顺序通过广播发射器向需要右转的车辆的车载电台发出语音4，确保直右车道上的右转车辆优先行驶。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：
本发明方法应用于受地形限制，无法增设右转专用车道的交叉口时，充分地利用了左转车道的空余空间资源来高效地疏散直右车道上受直行车辆限制的右转车辆。
在交叉口的交通信号灯为四相位时，直右车道上的右转车辆前存在直行车辆，则右转车辆只能在该道路上的直行绿灯亮起时才可以完成右转动作。本发明方法可以在除该道路上的左转绿灯亮起的其他三个相位完成右转动作，大大增加了右转车辆的通行效率。
本发明方法能够使直右车道上受直行车辆限制的右转车辆及时疏散，直右车道上剩余的车辆大部分是直行车辆，此时该道路上的直行绿灯亮起时，直行车辆的通行效率也会得到提升。
附图说明
图1是本发明方法工作流程图；
图2是交叉口车辆运行示意图；
图3是交叉口相位图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，工作流程如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤一：在交叉口上游L0处设置监控摄像头、LED电子显示屏、微型计算机、广播发射器，擦除交叉口进口道路面上原先的左转标线，将左转标线绘制在交叉口上游L0+d或L0-d处。
步骤二：通过LED电子显示屏显示文字信息，提醒驶向交叉口的车辆驾驶员打开转向灯并将车载电台调频至频道F。本实施例中，LED电子显示屏以黄色字体显示如下文字信息：请提前打开转向灯，打开车载电台调频至频道F。
步骤三：通过监控摄像头采集驶向交叉口的车辆视频，传递给微型计算机，微型计算机根据视频中直右车道上的车辆信息，确定左转车道动态停止线的位置；所采集的视频中可以分析得到车辆牌照和转向灯信息；
左转车道动态停止线位置的确定方法如下：
(1)微型计算机记录当前视频中的每辆车的信息，表示为：(i,Xi,sti,j),i∈[1,n]，其中i表示第i辆车，n表示视频中的车辆总数，Xi表示第i辆车的车牌号，sti表示第i辆车的行驶状态即转向信息，j表示第i辆车的车辆类型；本实施例中，j∈[1,4]，j＝1表示小客车，j＝2表示大型客车，j＝3表示载重汽车，j＝4表示铰接列车；
(2)根据视频中转向灯信息得到直右车道上有m辆右转车辆，统计视频中第i,i-1辆右转车辆之间的直行车辆数量Qi以及第一辆右转车辆前直行车辆数量Z，i∈[2,m]；
(3)计算第一辆右转车辆前直行车辆占用直右车道的长度D，公式如下：
Figure BDA0002485914990000041
(4)计算第i,i-1辆右转车辆之间直行车辆占用直右车道的长度Di，公式如下：
Figure BDA0002485914990000042
其中dk表示第k辆车与后车的安全距离，由车辆类型确定，本实施例中，小客车的安全距离dk＝8，大型客车的安全距离dk＝16，载重汽车的安全距离dk＝14，铰接列车的安全距离dk＝20；lk表示第k辆车的车长；
(5)左转车道动态停止线设置在LED电子显示屏位置与交叉口之间的道路上，
LED电子显示屏到交叉口的距离L0＝q*(t0-t)*d，
左转车道动态停止线前公共区域的长度
Figure BDA0002485914990000043
且L≤L0，
左转车道动态停止线与LED电子显示屏的距离H＝L0-L，
其中，左转车道动态停止线前公共区域的长度，即左转车道动态停止线距离交叉口的距离，q表示该道路方向上的高峰小时交通量，t0表示一个信号周期，t表示该道路方向上的直行绿灯时间，d表示车辆的平均车头间距。在左转车道动态停止线前公共区域的长度L的计算中增加第m辆右转车辆的车长lm以及其与后车的安全间距dm以保证第m辆右转车辆能够有足够的行驶空间驶入公共区域。
步骤四：微型计算机通过广播发射器向车载电台发送实时语音指示车辆行驶，直右车道上前方有直行车辆阻挡的右转车辆通过左转车道停止线前方的公共区域优先行驶。交叉口车辆运行如图2所示。
广播发射器通过固定的频道F向驶向交叉口方向的车辆发送语音，所述语音包括：
语音1、车牌为X的车辆距离左转车道停止线还有H米，请减速行驶；
语音2、车牌为X的车辆已到达左转车道停止线，请停车；
语音3、左转车道上车牌为X的车辆可以正常行驶；
语音4、直右车道上车牌为X的车辆可以左转进入公共区域。
本实施例中，交叉口相位如图3所示，获取交叉口交通信号灯相位时间，第一相位绿灯时间为t1，第二相位绿灯时间为t2，第三相位绿灯时间为t3，第四相位绿灯时间为t4，时间单位为秒；以交叉口的南进口为例进行说明(其他方向进口的情况与南进口相同)，具体如下：
(1)当第一、二相位为红灯相位
首先LED电子显示屏以文字的形式提示驶向交叉口方向的驾驶员，驾驶员提前打开转向灯并打开车载电台至频道F，监控摄像头获取车辆车牌和转向信息，微型计算机获取到车辆信息后，根据左转车辆和右转车辆的行驶顺序来确定左转车道停止线的位置，同时通过广播发射器向车辆发送实时的语音信息。
当视频中的第一辆左转车辆在交叉口上游L0处接收到语音1，到达交叉口上游L处接收到语音2，同时，当直右车道上没有直行车辆时，右转车辆直接行驶到交叉口后右转，当右转车辆前方有直行车辆，所有右转车辆接收到语音4，语音4信息中指定车牌对应的右转车辆根据语音信息完成相应的行驶，即借助左转车道停止线前的公共区域行驶到交叉口再右转，接收到语音4的非指定右转车辆则继续排队等待。
(2)当第一相位为绿灯相位、第二相位为红灯相位；
直右车道上的车辆(包括直行车辆和右转车辆)依次排队驶向交叉口，左转车道上的排队车辆根据最佳放行时间排队行驶；在该道路方向上的左转信号灯变为绿灯前，根据最佳放行时间，向左转车辆发送语音3，此时语音3中的车牌信息为左转车道上所有排队等待车辆的车牌信息；据最佳放行时间放行左转车队，可以确保左转车队到达交叉口时左转信号灯为绿灯。
确定最佳放行时间的方法如下：
设该道路方向的左转车辆驶向交叉口的速度为v，则第一辆左转车辆从停止线到交叉口所需时间T＝L/v，L为左转车道停止线前的公共区域的长度，确保第一辆左转车辆行驶到交叉口时该道路方向的左转信号灯为绿灯，最佳放行时刻应在第二相位绿灯(即左转绿灯)亮起前T时刻。
(3)当第一相位为红灯相位、第二相位为绿灯相位
直右车道上的车辆(包括直行车辆和右转车辆)将依次排队，并将已排过队的左转车辆放行，未排过队的左转车辆接收到语音1和语音2，在左转车道动态停止线后停车等待；所述已排过队的左转车辆指的是已经在采集视频中出现过的车辆，即车牌号及车辆转向信息在微型计算机中记录下来的左转车辆，所述未排过队的车辆指的是未在微型计算机中记录过的左转车辆。
当左转车辆在左转车道动态停止线停车后，微型计算机根据监控摄像头获取到的直行车辆和右转车辆的行驶顺序通过广播发射器向需要右转的车辆的车载电台发出语音4，确保直右车道上的右转车辆优先行驶。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一：在交叉口上游L0处设置监控摄像头、LED电子显示屏、微型计算机、广播发射器，将左转标线绘制在交叉口上游L0+d或L0-d处；
步骤二：通过LED电子显示屏显示文字信息，提醒驶向交叉口的车辆驾驶员打开转向灯并将车载电台调频至频道F；
步骤三：通过监控摄像头采集驶向交叉口的车辆视频，传递给微型计算机，微型计算机根据视频中直右车道上的车辆信息，确定左转车道动态停止线的位置；
步骤四：微型计算机通过广播发射器向车载电台发送实时语音指示车辆行驶，直右车道上前方有直行车辆阻挡的右转车辆通过左转车道停止线前方的公共区域优先行驶。
2.根据权利要求1所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：所述步骤三，左转车道动态停止线位置的确定方法如下：
(1)微型计算机记录当前视频中的每辆车的信息，表示为：(i，Xi，sti，j)，i∈[1，n]，其中i表示第i辆车，n表示视频中的车辆总数，Xi表示第i辆车的车牌号，sti表示第i辆车的行驶状态即转向信息，j表示第i辆车的车辆类型；
(2)根据视频中转向灯信息得到直右车道上有m辆右转车辆，统计视频中第i，i-1辆右转车辆之间的直行车辆数量Qi以及第一辆右转车辆前直行车辆数量Z，i∈[2，m]；
(3)计算第一辆右转车辆前直行车辆占用直右车道的长度D，公式如下：
Figure FDA0002485914980000011
(4)计算第i，i-1辆右转车辆之间直行车辆占用直右车道的长度Di，公式如下：
Figure FDA0002485914980000012
其中dk表示第k辆车与后车的安全距离，lk表示第k辆车的车长；
(5)左转车道动态停止线设置在LED电子显示屏位置与交叉口之间的道路上，
LED电子显示屏到交叉口的距离L0＝q*(t0-t)*d，
左转车道动态停止线前公共区域的长度
Figure FDA0002485914980000013
且L≤L0，
左转车道动态停止线与LED电子显示屏的距离H＝L0-L，
其中q表示该道路方向上的高峰小时交通量，t0表示一个信号周期，t表示该道路方向上的直行绿灯时间，d表示车辆的平均车头间距。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：所述步骤四，微型计算机通过广播发射器向车载电台发送实时语音以指示车辆行驶，所述语音包括：
语音1、车牌为X的车辆距离左转车道停止线还有H米，请减速行驶；
语音2、车牌为X的车辆已到达左转车道停止线，请停车；
语音3、左转车道上车牌为X的车辆可以正常行驶；
语音4、直右车道上车牌为X的车辆可以左转进入公共区域；
若该道路方向上的左转信号灯和直行信号灯都为红灯，当视频中的第一辆左转车辆在交叉口上游L0处接收到语音1，到达交叉口上游L处接收到语音2，同时，当直右车道上没有直行车辆时，右转车辆直接行驶到交叉口后右转，当右转车辆前方有直行车辆，所有右转车辆接收到语音4，语音4信息中指定车牌对应的右转车辆根据语音信息完成相应的行驶，即借助左转车道停止线前的公共区域行驶到交叉口再右转，接收到语音4的非指定右转车辆则继续排队等待。
4.根据权利要求3所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：若该道路方向上的左转信号灯为红灯、直行信号灯为绿灯，直右车道上的车辆依次排队驶向交叉口；
在该道路方向上的左转信号灯变为绿灯前，根据最佳放行时间，向左转车辆发送语音3，此时语音3中的车牌信息为左转车道上所有排队等待车辆的车牌信息，放行左转车队，确保左转车队到达交叉口时左转信号灯为绿灯。
5.根据权利要求4所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：确定最佳放行时间的方法如下：
设该道路方向的左转车辆驶向交叉口的速度为v，则第一辆左转车辆从停止线到交叉口所需时间T＝L/v，L为左转车道停止线前的公共区域的长度，确保第一辆左转车辆行驶到交叉口时该道路方向的左转信号灯为绿灯，最佳放行时刻应在左转绿灯亮起前T时刻。
6.根据权利要求3所述的一种基于左转车道动态停止线实现右转车辆优先行驶的方法，其特征在于：若该道路方向上的直行信号灯为红灯、左转信号灯为绿灯，直右车道上的车辆将依次排队，并将已排过队的左转车辆放行，未排过队的左转车辆接收到语音1和语音2，在左转车道动态停止线后停车等待；
所述已排过队的左转车辆指的是已经在采集视频中出现过的车辆，即车牌号及车辆转向信息在微型计算机中记录下来的左转车辆，所述未排过队的车辆指的是未在微型计算机中记录过的左转车辆；
当左转车辆在左转车道动态停止线停车后，微型计算机根据监控摄像头获取到的直行车辆和右转车辆的行驶顺序通过广播发射器向需要右转的车辆的车载电台发出语音4，确保直右车道上的右转车辆优先行驶。
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Application publication date: 20200918

Assignee: Huai'an Municipal Design and Research Institute Co.,Ltd.

Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2022980025548

Denomination of invention: A Method of Right turn Vehicle Priority Based on Dynamic Stop Line of Left turn Lane

Granted publication date: 20220401

License type: Common License

Record date: 20221209