CN113160587B - 一种基于红绿灯的交通调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红绿灯的交通调整方法，通过获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，在X向车道反向直行绿灯Dx2切换为红灯后，开启X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Tx1‑Tx2时间，或在X向车道正向直行绿灯Dx1切换为红灯后，开启X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Tx2‑Tx1时间；以及在X向车道反向左转绿灯Dxy2切换为红灯后，开启Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Txy1‑Txy2时间，或者在X向车道正向左转绿灯Dxy1切换为红灯后，开启Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Txy2‑Txy1时间。本发明能够充分的利用绿灯亮起时间，实现在最少的时间内，让通过交叉路口的车辆数量最多。
Description
技术领域
本发明属于智能交通技术领域，尤其涉及一种基于红绿灯的交通调整方法。
背景技术
随着车辆的增多，交通拥堵问题越来越严重，如何解决交通拥堵，一直是研究的重点。
红绿灯作为交通中的枢纽调节装置，对交通的运行状态具有很重要的影响，目前红绿灯指挥交通，存在浪费时间的问题，即当绿灯亮起时，可能存在无车辆通行的情况，无法充分的对绿灯亮起时间进行利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于红绿灯的交通调整方法，能够充分的利用绿灯亮起时间，实现在最少的时间内，让通过交叉路口的车辆数量最多。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于红绿灯的交通调整方法，包括以下步骤：
步骤1、获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，所述车道包括X向车道和Y向车道；所述X向车道和Y向车道的交叉处为红绿灯的设置位置；所述车辆数据包括：在X向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx1、在X向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx2、在Y向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy1、在Y向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy2、从X向车道需正向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy1、从X向车道需反向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy2、从Y向车道需正向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx1和从Y向车道需反向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx2；
步骤2、取当前时间下Qx1辆车通过交叉路口的时间Tx1、Qx2辆车通过交叉路口的时间Tx2；
步骤3、若Tx1＞Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道反向直行绿灯Dx2切换为红灯后，开启X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Tx1-Tx2时间，然后进入下一步；
若Tx1≤Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道正向直行绿灯Dx1切换为红灯后，开启X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Tx2-Tx1时间，然后进入下一步；
步骤4、取当前时间下Qxy1辆车通过交叉路口的时间Txy1、Qxy2辆车通过交叉路口的时间Txy2；
步骤5、若Txy1＞Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道反向左转绿灯Dxy2切换为红灯后，开启Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Txy1-Txy2时间，然后进入下一步；
若Txy1≤Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道正向左转绿灯Dxy1切换为红灯后，开启Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Txy2-Txy1时间，然后进入下一步；
步骤6、取当前时间下Qy1辆车通过交叉路口的时间Ty1、Qy2辆车通过交叉路口的时间Ty2；
步骤7、若Ty1＞Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道反向直行绿灯Dy2切换为红灯后，开启Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Ty1-Ty2时间，然后进入下一步；
若Ty1≤Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道正向直行绿灯Dy1切换为红灯后，开启Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Ty2-Ty1时间，然后进入下一步；
步骤8、取当前时间下Qyx1辆车通过交叉路口的时间Tyx1、Qyx2辆车通过交叉路口的时间Tyx2；
步骤9、若Tyx1＞Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道反向左转绿灯Dyx2切换为红灯后，开启X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tyx1-Tyx2时间，然后进入下一步；
若Tyx1≤Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道正向左转绿灯Dyx1切换为红灯后，开启X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tyx2-Tyx1时间，然后进入下一步；
步骤10、重复步骤2—步骤9。
上述基于红绿灯的交通调整方法，所述步骤1获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，通过车联网技术实时定位车辆位置信息或通过图像识别技术对距离红绿灯一定范围内进行拍摄获得车辆数据。
上述基于红绿灯的交通调整方法，所述步骤2、步骤6和步骤8中，获取若干车辆通过交叉路口的时间T采用以下步骤：
步骤A、获取当前车道中第一辆车通过交叉路口所需距离S1和当前车速V1；
步骤B、根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2；
步骤C、获取当前车道最后一辆车通过交叉路口所需距离S2和当前车速V3；
步骤D、若干车辆通过交叉路口的时间T＝(2S)/ⅠV3-V2Ⅰ。
上述基于红绿灯的交通调整方法，所述步骤B根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2，包括以下步骤：
步骤a、调取当前交叉路口车辆通行最高限制速度Vm；
步骤b、判断当前车速V1是否为0，若否，则V2＝Vm，若是，则进入下一步；
步骤c、获取当前车辆历史起步加速度的平均值a，计算
若Vn＞Vm，则V2＝Vm，若Vn≤Vm，则V2＝Vn。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明能够根据车辆的数量决定绿灯亮起的通行时间，并且充分利用每次绿灯亮起的时间，尽可能多的让更多的车辆通过交叉路口，从而实现缓解交通拥堵的问题。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明交叉路口的示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于红绿灯的交通调整方法，包括以下步骤：
步骤1、获取距离红绿灯一定范围内，例如距离交叉路口50米内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，所述车道包括X向车道和Y向车道；所述X向车道和Y向车道的交叉处为红绿灯的设置位置；如图2所示，所述车辆数据包括：在X向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx1、在X向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx2、在Y向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy1、在Y向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy2、从X向车道需正向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy1、从X向车道需反向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy2、从Y向车道需正向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx1和从Y向车道需反向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx2；
步骤2、取当前时间下Qx1辆车通过交叉路口的时间Tx1、Qx2辆车通过交叉路口的时间Tx2；
步骤3、若Tx1＞Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道反向直行绿灯Dx2切换为红灯后，开启X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Tx1-Tx2时间，然后进入下一步；
需要说明的是，通过利用Tx1-Tx2时间，可以在不影响其他车道正常通行的情况下，让X向车道正向左转的车辆通过的更多；
若Tx1≤Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道正向直行绿灯Dx1切换为红灯后，开启X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Tx2-Tx1时间，然后进入下一步；
需要说明的是，通过利用Tx2-Tx1时间，可以在不影响其他车道正常通行的情况下，让X向车道反向左转的车辆通过的更多；
需要注意的是，因为在X向车道直行绿灯结束后，准备开启的绿灯是X向车道左转绿灯，所以实际中X向车道正向左转绿灯相当于多亮了Tx1-Tx2时间，X向车道反向左转绿灯相当于多亮了Tx2-Tx1时间。
步骤4、取当前时间下Qxy1辆车通过交叉路口的时间Txy1、Qxy2辆车通过交叉路口的时间Txy2；
步骤5、若Txy1＞Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道反向左转绿灯Dxy2切换为红灯后，开启Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Txy1-Txy2时间，然后进入下一步；
若Txy1≤Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道正向左转绿灯Dxy1切换为红灯后，开启Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Txy2-Txy1时间，然后进入下一步；
需要注意的是，因为在X向车道左转绿灯结束后，准备开启的绿灯是Y向车道直行绿灯，所以实际中Y向车道正向直行绿灯相当于多亮了Txy1-Txy2时间，Y向车道反向直行绿灯相当于多亮了Txy2-Txy1时间。
步骤6、取当前时间下Qy1辆车通过交叉路口的时间Ty1、Qy2辆车通过交叉路口的时间Ty2；
步骤7、若Ty1＞Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道反向直行绿灯Dy2切换为红灯后，开启Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Ty1-Ty2时间，然后进入下一步；
若Ty1≤Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道正向直行绿灯Dy1切换为红灯后，开启Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Ty2-Ty1时间，然后进入下一步；
需要注意的是，因为在Y向车道直行绿灯结束后，准备开启的绿灯是Y向车道左转绿灯，所以实际中Y向车道正向左转绿灯相当于多亮了Ty1-Ty2时间，Y向车道反向左转绿灯相当于多亮了Txy2-Txy1时间。
步骤8、取当前时间下Qyx1辆车通过交叉路口的时间Tyx1、Qyx2辆车通过交叉路口的时间Tyx2；
步骤9、若Tyx1＞Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道反向左转绿灯Dyx2切换为红灯后，开启X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tyx1-Tyx2时间，然后进入下一步；
若Tyx1≤Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道正向左转绿灯Dyx1切换为红灯后，开启X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tyx2-Tyx1时间，然后进入下一步；
需要注意的是，因为在Y向车道左转绿灯结束后，准备开启的绿灯是X向车道直行绿灯，所以实际中X向车道正向直行绿灯相当于多亮了Tyx1-Tyx2时间，Y向车道反向直行绿灯相当于多亮了Tyx2-Tyx1时间。
步骤10、重复步骤2—步骤9。
综上所述，本发明所述的基于红绿灯的交通调整方法，第一方面能够基于车辆数量设定绿灯亮起时间，第二方面在一次红绿灯指挥循环过程中，多出了一部分额外的绿灯亮起时间，让车辆通行，实现了在最短时间内通行最多数量车辆的目的，减少了交通拥堵的压力。
需要说明的是，所述步骤1获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，通过车联网技术实时定位车辆位置信息或通过图像识别技术对距离红绿灯一定范围内进行拍摄获得车辆数据，本领域技术人员应当理解，车辆数据还可以通过其他如参考车声、视觉技术，大数据分析等手段的组合获得。
需要说明的是，所述步骤2、步骤6和步骤8中，获取若干车辆通过交叉路口的时间T采用以下步骤：
步骤A、获取当前车道中第一辆车通过交叉路口所需距离S1和当前车速V1；
步骤B、根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2；
步骤C、获取当前车道最后一辆车通过交叉路口所需距离S2和当前车速V3；
步骤D、若干车辆通过交叉路口的时间T＝(2S)/ⅠV3-V2Ⅰ。
通过采用步骤A-步骤D的方法预估时间，精确到最高，因为实际中第一辆车通过交叉路口时的末速度会导致后续车辆通过的末速度，故采用步骤A-步骤D能够得到比较精确的时间。
需要说明的是，所述步骤B根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2，包括以下步骤：
步骤a、调取当前交叉路口车辆通行最高限制速度Vm；
步骤b、判断当前车速V1是否为0，若否，则V2＝Vm，若是，则进入下一步；
步骤c、获取当前车辆历史起步加速度的平均值a，计算
若Vn＞Vm，则V2＝Vm，若Vn≤Vm，则V2＝Vn。车辆历史起步加速度的平均值a可通过调取第三方车辆行驶数据获得。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于红绿灯的交通调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，所述车道包括X向车道和Y向车道；所述X向车道和Y向车道的交叉处为红绿灯的设置位置；所述车辆数据包括：在X向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx1、在X向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qx2、在Y向车道正向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy1、在Y向车道反向直行需要穿过交叉路口的车辆数量Qy2、从X向车道需正向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy1、从X向车道需反向左转进入到Y向车道的车辆数量Qxy2、从Y向车道需正向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx1和从Y向车道需反向左转进入到X向车道的车辆数量Qyx2；
步骤2、取当前时间下Qx1辆车通过交叉路口的时间Tx1、Qx2辆车通过交叉路口的时间Tx2；
步骤3、若Tx1＞Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道反向直行绿灯Dx2切换为红灯后，开启X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Tx1-Tx2时间，然后进入下一步；
若Tx1≤Tx2，则X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tx1时间后切换为红灯，X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tx2时间后切换为红灯，在X向车道正向直行绿灯Dx1切换为红灯后，开启X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Tx2-Tx1时间，然后进入下一步；
步骤4、取当前时间下Qxy1辆车通过交叉路口的时间Txy1、Qxy2辆车通过交叉路口的时间Txy2；
步骤5、若Txy1＞Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道反向左转绿灯Dxy2切换为红灯后，开启Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Txy1-Txy2时间，然后进入下一步；
若Txy1≤Txy2，则X向车道正向左转绿灯Dxy1亮起Txy1时间后切换为红灯，X向车道反向左转绿灯Dxy2亮起Txy2时间后切换为红灯，在X向车道正向左转绿灯Dxy1切换为红灯后，开启Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Txy2-Txy1时间，然后进入下一步；
步骤6、取当前时间下Qy1辆车通过交叉路口的时间Ty1、Qy2辆车通过交叉路口的时间Ty2；
步骤7、若Ty1＞Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道反向直行绿灯Dy2切换为红灯后，开启Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Ty1-Ty2时间，然后进入下一步；
若Ty1≤Ty2，则Y向车道正向直行绿灯Dy1亮起Ty1时间后切换为红灯，Y向车道反向直行绿灯Dy2亮起Ty2时间后切换为红灯，在Y向车道正向直行绿灯Dy1切换为红灯后，开启Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Ty2-Ty1时间，然后进入下一步；
步骤8、取当前时间下Qyx1辆车通过交叉路口的时间Tyx1、Qyx2辆车通过交叉路口的时间Tyx2；
步骤9、若Tyx1＞Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道反向左转绿灯Dyx2切换为红灯后，开启X向车道反向直行绿灯Dx2亮起Tyx1-Tyx2时间，然后进入下一步；
若Tyx1≤Tyx2，则Y向车道正向左转绿灯Dyx1亮起Tyx1时间后切换为红灯，Y向车道反向左转绿灯Dyx2亮起Tyx2时间后切换为红灯，在Y向车道正向左转绿灯Dyx1切换为红灯后，开启X向车道正向直行绿灯Dx1亮起Tyx2-Tyx1时间，然后进入下一步；
步骤10、重复步骤2—步骤9；
所述步骤2、步骤6和步骤8中，获取若干车辆通过交叉路口的时间T采用以下步骤：
步骤A、获取当前车道中第一辆车通过交叉路口所需距离S1和当前车速V1；
步骤B、根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2；
步骤C、获取当前车道最后一辆车通过交叉路口所需距离S2和当前车速V3；
步骤D、若干车辆通过交叉路口的时间T＝(2S)/ⅠV3-V2Ⅰ。
2.按照权利要求1所述的一种基于红绿灯的交通调整方法，其特征在于，所述步骤1获取距离红绿灯一定范围内，需通过红绿灯的车道内的车辆数据，通过车联网技术实时定位车辆位置信息或通过图像识别技术对距离红绿灯一定范围内进行拍摄获得车辆数据。
3.按照权利要求1所述的一种基于红绿灯的交通调整方法，其特征在于，所述步骤B根据距离S1和当前车速V1预估当前第一辆车行驶完距离S1后的速度V2，包括以下步骤：
步骤a、调取当前交叉路口车辆通行最高限制速度Vm；
步骤b、判断当前车速V1是否为0，若否，则V2＝Vm，若是，则进入下一步；
步骤c、获取当前车辆历史起步加速度的平均值a，计算
若Vn＞Vm，则V2＝Vm，若Vn≤Vm，则V2＝Vn。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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