CN117079480B - 一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法及装置，由于本说明书提供的快速路上匝道交通信号灯的控制方法是基于真实的交通状态数据来确定的，并且，通过构建出的交通状态变化因果图，明确确定出除上匝道以外的会对目标主干道的上游路段拥堵产生影响的混淆因子，以此来准确的确定出触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量，从而通过这一临界车流量，可以对交通信号灯进行有效控制，使得目标主干道的上匝道的车流量维持在该临界车流量以下，以保证目标主干道的上游路段尽可能的不会出现拥堵情况，进而保证了交通的正常运行。

Description

一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法及装置

技术领域

本说明书涉及计算机技术领域，尤其涉及一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法及装置。

背景技术

快速路是城市道路中关键的封闭式道路系统，它通过上下匝道和地面道路相连接，车辆通过上匝道驶入快速路，上匝道车流量的大小对主干道的拥堵，尤其是主主干道上游路段的拥堵有很大的影响，因此，人们可以通过控制上匝道车流量来减少主干道的拥堵现象。

现有技术中，人们常通过仿真模拟的方式来预测车流的变化情况，这种方法对计算资源需求太大，且预测出的车流量变化情况也与现实生活中有较大差距。

因此，如何对上匝道的车流量进行控制，以更好地预防主干道拥堵，则是个亟待解决的问题。

发明内容

本说明书提供一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法及装置，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

本说明书采用下述技术方案：

本说明书提供了一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法，包括：

通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据，所述目标路段至少包括目标主干道的上游路段，所述目标主干道的下游路段和进入所述目标主干道的上匝道；

根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图；

根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子；

根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量；

根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长；

基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

可选地，根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体包括：

根据所述交通状态数据，确定所述目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，确定在所述第一时间点之前所述目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点，以及确定在所述第二时间点之前所述目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点；

从所述交通状态数据中筛选出在所述第一时间点的第一状态数据、所述第二时间点的第二状态数据和所述第三时间点的第三状态数据；

根据所述混淆因子对应的交通状态数据以及筛选出的所述第一状态数据、所述第二状态数据和所述第三状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

可选地，根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体包括：

在消除所述混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定所述目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据；

根据所述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定所述目标主干道的上匝道处的状态数据表征值；

根据所述状态数据表征值，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

可选地，根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体包括：

以最大化不同的匝道交通状态数据触发所述目标主干道的上游路段拥堵的概率之间的概率差值为约束目标，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

可选地，根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长，具体包括：

获取所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据；

根据所述临界车流量以及所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据，确定所述上匝道处设置的交通信号灯在所述预设时间段的下一时段的控制时长。

本说明书提供了一种快速路上匝道交通信号灯的控制装置，包括：

采集模块，用于通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据，所述目标路段至少包括目标主干道的上游路段，所述目标主干道的下游路段和进入所述目标主干道的上匝道；

构建模块，用于根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图；

第一确定模块，用于根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子；

第二确定模块，用于根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量；

第三确定模块，用于根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长；

控制模块，用于基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

可选地，所述第二确定模块具体用于，根据所述交通状态数据，确定所述目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，确定在所述第一时间点之前所述目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点，以及确定在所述第二时间点之前所述目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点；从所述交通状态数据中筛选出在所述第一时间点的第一状态数据、所述第二时间点的第二状态数据和所述第三时间点的第三状态数据；根据所述混淆因子对应的交通状态数据以及筛选出的所述第一状态数据、所述第二状态数据和所述第三状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

可选地，所述第二确定模块具体用于，在消除所述混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定所述目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据；根据所述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定所述目标主干道的上匝道处的状态数据表征值。

本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述快速路上匝道交通信号灯的控制方法。

本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述快速路上匝道交通信号灯的控制方法。

本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本说明书提供的快速路上匝道交通信号灯的控制方法，可以先通过设置在目标路段上的采集设备采集该目标路段上的交通状态数据，而后，可以根据获取到的交通状态数据，构建用于表征目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图，可以根据该交通状态变化因果图，确定除目标主干道的上匝道以外会对目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子，并根据该混淆因子对应的交通状态数据，确定触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量，然后，根据确定出的临界车流量，确定出在上匝道处设置的交通信号灯的控制时长，进而基于该控制时长，向设置在上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对该交通信号灯进行控制。

从上述方法中可以看出，由于本说明书提供的快速路上匝道交通信号灯的控制方法是基于真实的交通状态数据来确定的，并且，通过构建出的交通状态变化因果图，明确确定出除上匝道以外的会对目标主干道的上游路段拥堵产生影响的混淆因子，以此来准确的确定出触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量，从而通过这一临界车流量，可以对交通信号灯进行有效控制，使得目标主干道的上匝道的车流量维持在该临界车流量以下，以保证目标主干道的上游路段尽可能的不会出现拥堵情况，进而保证了交通的正常运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：

图1为本说明书中提供的一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法的流程示意图；

图2为本说明书提供的主干道的上游路段、主干道的下游路段以及主干道的上匝道之间的关系示意图；

图3为本说明书提供的交通状态变化因果图的示意图；

图4为本说明书提供的一种快速路上匝道交通信号灯的装置结构的示意图；

图5为本说明书提供的一种对应于图1的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

图1为本说明书中提供的一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法的流程示意图，包括以下步骤：

S101：通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据。

S102：根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图。

本申请的执行主体可以是服务器，也可以是诸如平板电脑，笔记本电脑，台式电脑等终端设备。为了便于说明，下面仅以终端设备为执行主体，对本说明书提供的快速路上匝道交通信号灯的控制方法进行说明。

在实际应用中，主干道的上游路段、主干道的下游路段以及进入主干道的上匝道会形成一个Y字形路段，这一路段受诸多因素影响，众多因素的叠加可能会导致主干道的上游路段出现拥堵情况，导致车辆行进缓慢，其中，主干道的上游路段、主干道的下游路段以及主干道的上匝道之间的关系如图2所示。

图2为本说明书提供的主干道的上游路段、主干道的下游路段以及主干道的上匝道之间的关系示意图。

从图2中可以看出，车辆在主干道的上游路段行驶后将到达主干道的下游路段，整个主干道处于连通状态，有一处出现拥堵，则可以触发主干道的多处拥堵的情况出现，而对于能够使车辆进入主干道的上游路段的上匝道来说，上匝道处的车流量也会对主干道的拥堵情况产生较大的影响。

而为了能够在后续过程中，实现对交通信号灯的有效控制，以尽可能的保证主干道的通畅，则需要对引发主干道拥堵的各种因素进行分析。

为此，在本说明书中，终端设备可以通过设置在目标路段上的采集设备采集目标路段上的交通状态数据，其中，目标路段可以至少包括目标主干道的上游路段、目标主干道的下游路段以及进入目标主干道的上匝道，当然也将包括除这三种路段以外的其他会对目标路段的目标主干道的交通状态产生影响的其他路段。目标主干道即可以理解需要保证交通通畅的主干道。而设置在目标路段上的采集设备可以是诸如摄像机、探测雷达等设备。

在本说明书中，采集到的目标路段上的交通状态数据主要包括两个类型的数据，一个是车流量，一个是车流速，车流量可以用于表示单位时间内经过的车辆的数量，而车流速则可以用于表示单位时间内车辆经过一段路段的平均速度。

而从这里可以看出，终端设备可以获取目标路段上真实的交通状态数据，这样可以保证终端设备后续能够对目标主干道的上匝道处设置的交通信号灯进行有效的控制，保证目标主干道的上游路段的通畅。

而在获取到上述交通状态数据后，需要进一步地分析出各个路段之间的交通状态数据之间的相互影响关系，为此，在本说明书中，终端设备需要根据获取到的交通状态数据，构建出用于表征目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图，其中，交通状态变化因果图如图3所示。

图3为本说明书提供的交通状态变化因果图的示意图。

从图3中可以看出，不同因子之间存在一定的相互影响关系，例如，主干道的下游路段的车流速会对主干道的上游路段的车流量产生影响，这是因为主干道的下游路段的车流速慢的话，会引发主干道的上游路段的车流速也变慢，进而在一定程度上降低主干道的上游路段的车流量；再例如，主干道的匝道的车流量会受到主干道的下游路段的车流量的影响，这是因为如果主干道的下游路段的车流量降低，说明在主干道上行驶的车辆也较少，则进一步说明通过匝道进入主干道的车辆也较少。其他因子之间的相互影响关系在此就不详细说明了。

进一步地，从图3中可以看出，终端设备获取到的交通状态变化因果图为有向图，那么，终端设备在后续过程中，可以通过交通状态变化因果图中的有向箭头，确定出除目标主干道的上匝道以外会对目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子有哪些。

在本说明书中，终端设备获取到上述交通状态数据后，可以按照各个路段，将交通状态数据进行划分，而后，可以根据每个路段的交通状态数据，确定每个路段的交通流向，进而根据各个路段的交通流向以及各个路段之间的位置关系，构建出上述交通状态变化因果图。

S103：根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子。

正如上述内容所说的一样，由于上述交通状态变化因果图可以表征出各种因子之间的相互影响关系，那么，即可以确定出哪些因子是对目标主干道的车流量产生影响的，进而在此基础上，确定触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的匝道处的临界车流量。

而由于在本说明书中，主要是确定出目标主干道的上匝道对目标主干道的上游路段的影响，所以，需要设置一些限定条件，以后续的过程中准确的确定出目标主干道的上匝道对目标主干道的上游路段的影响。

因此，在本说明书中，终端设备需要根据上述交通状态变化因果图，确定除目标主干道的上匝道以外会对目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子。

其中，这里提到的混淆因子并不是指其完全不会对目标主干道的上游路段的交通状态产生影响，而是指该混淆因子可能会对单独确定目标主干道的上匝道对目标主干道的上游路段产生的影响产生干扰。为此，需要将这些混淆因子按照一定的规则进行固定，以保证在确定目标主干道的上匝道对目标主干道的上游路段产生的影响时不会引入不必要的噪声。

在本说明书中，终端设备可以通过多种方式来确定上述混淆因子，例如，可以通过交通状态变化因果图，确定一个因子按照交通流向指向目标主干道的上游路段所形成的路径，进而通过路径的长度及路径上的因子对应节点所形成的路径特征信息（由于路径上的因子对应的节点之间的路径具有方向性，所以，该路径特征信息用于表示因子对应节点之间所形成的路径特点，如，因子对应节点之间形成的路径成对撞式、链式、叉形式等，对撞式用于表示两个路径按照流向均指向同一因子对应的节点，链式用于表示三个因子对应的节点之间所形成的两条路径的流向相一致，而叉形式则表示两个路径的流向是呈一定的角度由同一因子对应的节点流出的），来确定混淆因子；再例如，终端设备可以构建仿真环境，并在该仿真环境中按照该交通状态变化因果图执行仿真模拟，以确定出哪些属于混淆因子。其中，终端设备可以通过固定变量的方式来确定混淆因子，如，在确定一个非目标主干道的上匝道的因子是否为混淆因子时，可以固定其他因子的交通状态数据的数值，然后通过调整该因子的交通状态数据的数值，以判断该因子是否为混淆因子。其他方式在此就不一一举例说明了。

为了进一步地提高对目标主干道的上匝道处的交通信号灯的有效控制，需要考虑各个时刻的各种因子之间的相互影响关系，为此，在本说明书中，终端设备实际上可以通过采集到的多个时刻下的交通状态数据，构建出多个时刻下的交通状态变化因果图，而后，通过对这些交通状态变化因果图进行分析，以确定出每个时刻的因子可能会对其他因子的哪一时刻造成影响，从而确定出一个基于时序影响的时序交通状态变化因果图。这一时序交通状态变化因果图中可以表明哪一时刻的因子会对哪一时刻的其他影响因子产生影响。

在考虑到时序的影响下，可以保证终端设备能够准确的确定出除目标主干道的上匝道以外会对目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子，进而保证后续确定出的临界车流量的准确性。

S104：根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

为了进一步地准确的确定出触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的匝道处的临界车流量，终端设备需要从获取到的所有交通状态数据进一步地筛选出引发目标主干道的上游路段拥堵密切相关的交通状态数据。

为此，在本说明书中，终端设备需要对获取到的所有交通状态数据进行分析，以确定出各个时间点目标主干道的实际状态，并以此从中筛选出有价值的数据来确定上述临界车流量。

具体的，终端设备可以先根据获取到的交通状态数据，确定出目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，而后，终端设备可以继续基于获取到的交通状态数据，往第一时间点之前的时间点进行搜索，以确定出在第一时间点之前目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点。

进一步地，终端设备将根据获取到的交通状态数据，再从第二时间点开始向过去时间点搜索，以确定出在第二时间点之前目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点。

通过这些时间点的数据，终端设备可以明确确定出目标主干道的上游路段从通畅到缓行再到拥堵的时间过程，进而可以从最初获取到的交通状态数据中筛选出在第一时间点的第一状态数据、第二时间点的第二状态数据和第三时间点的第三状态数据，进而根据筛选出的第一状态数据、第二状态数据和第三状态数据以及混淆因子对应的交通状态数据，确定触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量。

需要说明的是，如何来确定何为拥堵的时间点，如何为缓行的时间点，可以通过设置的交通状态阈值来确定，例如，如果确定出一个时间点处的车流速度小于预设拥堵阈值（即交通状态阈值），且该时间点之前的车流速度大于该预设拥堵阈值，则说明从该时间点开始出现了拥堵情况，则该时间点即为上述确定出的第一时间点。

在本说明书中，确定临界车流量的过程实际上可以确定出获取到的交通状态数据所落入的交通状态数据范围，进而确定出相应的状态数据表征值，以通过状态数据表征值，来确定上述临界车流量，这样可以极大的降低确定临界车流量所需的运算量，提高运算效率。

具体的，终端设备首先需要在消除上述混淆因子对应交通状态数据对应目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据。

其中，终端设备可以按照目标主干道的上游路段出现不同交通状态的时间段，基于所获取到的所有交通状态数据，确定出历史上混淆因子对应的交通状态数据基本一致，但是目标主干道的上匝道处的交通状态数据不同的时间点。例如，若是在两个不同的时间点上，混淆因子对应的交通状态数据基本一致，但是目标主干道的上匝道处的交通状态数据存在一定的差别，导致这两个时间点处的目标主干道的上游路段的交通状态也不相同，则这两个时间点即为需要确定出的时间点。

而在确定上述时间点的过程中，实际上就是将混淆因子的交通状态数据进行固定，以确定出仅受目标主干道的上匝道处的交通状态数据的影响而导致目标主干道的上游路段产生不同交通状态的时间点。而确定出该时间点上目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据，即可以理解为是在消除混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下完成的。

而后，终端设备可以根据上述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定上匝道处的状态数据表征值，进而根据确定出的状态数据表征值，确定触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量。

例如，假设针对车流速，可以设置的类别间隔将车流速离散化为最小值为1的分类变量，即，每个/>即可划分出一个车流速数据范围（即交通状态数据范围），那么，对于车流速speed落入到/>这一车流速数据范围的情况来说，可以确定出的车流量表征值为1。对于车流量亦是如此，在此就不详细举例说明了。

在确定出上述状态数据表征值后，即可确定出触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体可以参考如下公式：

；

。

在上述公式中，即用于表示目标主干道的上游路段出现拥堵情况，所以，用于表示在给定的匝道交通状态数据的情况下，会引发目标主干道的上游路段出现拥堵的概率。

通过上述公式，可以确定出不同的匝道交通状态数据触发目标主干道的上游路段拥堵的概率，即，为匝道交通状态数据/>下触发目标主干道的上游路段拥堵的概率，而/>为匝道交通状态数据下触发目标主干道的上游路段拥堵的概率。

所以，通过让不同的匝道交通状态数据触发目标主干道的上游路段拥堵的概率之间的概率差值最大为约束目标，可以探索出引发目标主干道的上游路段拥堵的最低车流量值，该最低的车流量值，即为目标主干道的匝道的临界车流量。

而需要指出的是，通过上述公式确定目标主干道的上匝道的临界车流量，需要保证或是/>，/>为预设的概率阈值。这样一是为了保证探索临界车流量的效率，二是保证最终确定出的临界车流量的数值符合实际情况。

S104：根据所述临界车流量，确定所述匝道处设置的交通信号灯的控制时长。

在确定出上述临界车流量后，即可以在后续的时段中，通过设置在目标路段上的采集设备，实时监测目标路段上的交通状态数据，并基于实时监测到的交通状态数据以及该临界车流量，预估在何种情况下，可能会触发目标主干道的上游路段拥堵，进而对目标主干道的上匝道处的交通信号灯进行控制。

具体的，终端设备可以获取上述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据，而后，预先已经确定出的临界车流量以及采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据，确定目标主干道的上匝道处设置的交通信号灯在预设时间段的下一时段的控制时长。其中，确定控制时长可以基于下面的公式来实现：

。

其中，为在预设时间t时刻所观测到的交通状态数据，/>为预先确定出的临界车流量，/>为预设时间t绿灯的亮起时长。

从上述公式可以看出，若是越大，则匝道处的绿灯的亮起时长应该越短，从而保证进入到目标主干道的车辆数量得到有效的控制，进而保证目标主干道的上游路段不会产生拥堵的情况。

而需要指出的是，确定交通信号灯的控制时间的方式也不仅仅局限于上述公式，例如，可以将上述公式中的设置为预设时间t红灯的亮起时长，那么将/>和/>在分子和分母的位置相互颠倒一下，也可以确定出交通信号灯的控制时间/>。

S105：基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

终端设备在确定出上述控制时长后，即可以向设置在目标主干道的上匝道处的交通信号灯发送控制信号，该控制信号中实际上携带有上述确定出的控制时长，那么，交通信号灯在接收到该控制信号后，可以按照该控制时长，来调整各个交通信号灯的亮起时长，以保证目标主干道的上匝道处的车流量不至于过多而引发目标主干道的上游路段出现拥堵。

从上述方法中可以看出，由于本说明书提供的交通信号灯的控制方法是基于真实的交通状态数据来确定的，并且，通过构建出的交通状态变化因果图，明确确定出除上匝道以外的会对目标主干道的上游路段拥堵产生影响的混淆因子，以此来通过确定出的混淆因子，可以准确的确定出触发目标主干道的上游路段拥堵时目标主干道的匝道处的临界车流量，从而通过这一临界车流量，可以对交通信号灯进行有效控制，使得目标主干道的上匝道的车流量维持在该临界车流量以下，以保证目标主干道的上游路段尽可能的不会出现拥堵情况，进而保证了交通的正常运行。

以上为本说明书的一个或多个实施的方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的快速路上匝道交通信号灯的控制装置，如图4所示。

图4为本说明书提供的一种快速路上匝道交通信号灯的控制装置的示意图，包括：

采集模块401，用于通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据，所述目标路段至少包括目标主干道的上游路段，所述目标主干道的下游路段和进入所述目标主干道的上匝道；

构建模块402，用于根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图；

第一确定模块403，用于根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子；

第二确定模块404，用于根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量；

第三确定模块405，用于根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长；

控制模块406，用于基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

可选地，所述第二确定模块404具体用于，根据所述交通状态数据，确定所述目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，确定在所述第一时间点之前所述目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点，以及确定在所述第二时间点之前所述目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点；从所述交通状态数据中筛选出在所述第一时间点的第一状态数据、所述第二时间点的第二状态数据和所述第三时间点的第三状态数据；根据所述混淆因子对应的交通状态数据以及筛选出的所述第一状态数据、所述第二状态数据和所述第三状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

所述第二确定模块404具体用于，在消除所述混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定所述目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据；根据所述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定所述目标主干道的上匝道处的状态数据表征值。

可选地，所述第二确定模块404具体用于，以最大化不同的匝道交通状态数据触发所述目标主干道的上游路段拥堵的概率之间的概率差值为约束目标，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

可选地，所述控制模块406具体用于，获取所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据；根据所述临界车流量以及所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据，确定所述上匝道处设置的交通信号灯在所述预设时间段的下一时段的控制时长。

本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法。

本说明书还提供了图5所示的一种对应于图1的电子设备的示意结构图。如图5所示，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的快速路上匝道交通信号灯的控制方法。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进（例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进）还是软件上的改进（对于方法流程的改进）。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件（Programmable Logic Device, PLD）（例如现场可编程门阵列（Field Programmable GateArray，FPGA））就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器（logic compiler）”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL），而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL（Advanced Boolean Expression Language）、AHDL（Altera Hardware DescriptionLanguage）、Confluence、CUPL（Cornell University Programming Language）、HDCal、JHDL（Java Hardware Description Language）、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL（RubyHardware Description Language）等，目前最普遍使用的是VHDL（Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language）与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该（微）处理器执行的计算机可读程序代码（例如软件或固件）的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20 以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

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，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种快速路上匝道交通信号灯的控制方法，其特征在于，包括：

通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据，所述目标路段至少包括目标主干道的上游路段，所述目标主干道的下游路段和进入所述目标主干道的上匝道；

根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图；

根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子；

根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，其中，在消除所述混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定所述目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据；根据所述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定所述目标主干道的上匝道处的状态数据表征值；根据所述状态数据表征值，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量；

根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长；

基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体包括：

根据所述交通状态数据，确定所述目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，确定在所述第一时间点之前所述目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点，以及确定在所述第二时间点之前所述目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点；

从所述交通状态数据中筛选出在所述第一时间点的第一状态数据、所述第二时间点的第二状态数据和所述第三时间点的第三状态数据；

根据所述混淆因子对应的交通状态数据以及筛选出的所述第一状态数据、所述第二状态数据和所述第三状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，具体包括：

以最大化不同的匝道交通状态数据触发所述目标主干道的上游路段拥堵的概率之间的概率差值为约束目标，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长，具体包括：

获取所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据；

根据所述临界车流量以及所述采集设备在预设时间段内所采集到的交通状态数据，确定所述上匝道处设置的交通信号灯在所述预设时间段的下一时段的控制时长。

5.一种快速路上匝道交通信号灯的控制装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于通过设置在目标路段上的采集设备采集所述目标路段上的交通状态数据，所述目标路段至少包括目标主干道的上游路段，所述目标主干道的下游路段和进入所述目标主干道的上匝道；

构建模块，用于根据所述交通状态数据，构建用于表征所述目标路段中包含的各个路段之间影响关系的交通状态变化因果图；

第一确定模块，用于根据所述交通状态变化因果图，确定除所述目标主干道的上匝道以外会对所述目标主干道的上游路段的交通状态产生影响的混淆因子；

第二确定模块，用于根据所述混淆因子对应的交通状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量，其中，在消除所述混淆因子对应交通状态数据对所述目标主干道的上游路段的交通状态的影响的条件下，确定所述目标主干道的上匝道处的匝道交通状态数据；根据所述匝道交通状态数据所落入的交通状态数据范围，确定所述目标主干道的上匝道处的状态数据表征值；根据所述状态数据表征值，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量；

第三确定模块，用于根据所述临界车流量，确定所述上匝道处设置的交通信号灯的控制时长；

控制模块，用于基于所述控制时长，向设置在所述上匝道处的交通信号灯发送控制信号，以对所述交通信号灯进行控制。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块具体用于，根据所述交通状态数据，确定所述目标主干道的上游路段开始出现拥堵的时间点，作为第一时间点，确定在所述第一时间点之前所述目标主干道的上游路段开始出现缓行的时间点，作为第二时间点，以及确定在所述第二时间点之前所述目标主干道的上游路段保持通畅的时间点，作为第三时间点；从所述交通状态数据中筛选出在所述第一时间点的第一状态数据、所述第二时间点的第二状态数据和所述第三时间点的第三状态数据；根据所述混淆因子对应的交通状态数据以及筛选出的所述第一状态数据、所述第二状态数据和所述第三状态数据，确定触发所述目标主干道的上游路段拥堵时所述目标主干道的上匝道处的临界车流量。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1~4任一项所述的方法。

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1~4任一项所述的方法。