CN1452139A - 快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法 - Google Patents

Abstract

本发明系一种快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法，以电子地图及图中全部信号灯的编号、对应路口标识点中心坐标、放行相位配置等信息数据库为基础，在地图上画出警卫线路后沿线逐步搜索，找到某一新信号灯的标识点后，将其作为入口标识点，再继续搜索，找到该信号灯的另一标识点后，将其作为出口标识点，再据该信号灯相位配置表查找到对应的放行相位，据此形成信号灯绿波控制命令。此过程自起点至终点。本发明优点是由非专业普通人员操作亦可准确、快速地自动生成所确定警卫线路所有信号灯的绿波控制方案。

Description

快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法

技术领域  本发明涉及一种用于公安交通管理中快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法。

背景技术  在现代化公安交通指挥工作中，快速反应已经成为重中之重。要从根本上提高指挥中心和下属部门的快速反应能力，首要一点就是要有一套切实可行的提高公安交通指挥快速反应能力的方法。目前，遇有大型警卫任务时，交警部门接到警卫任务行走路线的通知后，必须由一个熟悉分布在辖区内的所有信号灯的位置、编号、相位配置等信息的专业人员来制定警卫线路信号灯绿波控制方案。例如某一警卫任务从东向西途经30个信号灯，则方案制定人员首先必须完全了解全市各信号灯的位置、编号、相位配置等信息，然后根据车队行进路线、方向选择出信号灯岗及所需的放行信号相位，编制信号灯绿波控制方案。即便如此，方案制定后还必须认真核对(通常需由另一人进行)，以确保无误。

上述现有技术弊端很多：普通指挥员无法建立警卫线路信号灯绿波控制方案，必须由特定的完全熟悉辖区内所有各信号灯的位置、编号、相位配置等信息的专业人员来制定方案；而且对于大中城市来说，一般会拥有几百甚至上千个信号灯，要想完全掌握非常困难；方案制定过程复杂，容易出现错误；方案制定时间长，当警卫线路突然改变时，想对新的警卫线路在需求的时间内实施信号绿波控制是不可能实现的。

发明内容  本发明的目的就是简化警卫任务线路信号灯绿波控制方案的生成过程，提供一种使得非专业的普通指挥人员也能根据警卫线路的需要准确、方便、快捷地生成信号灯绿波控制方案的方法。

本发明提供的方法采用电子地图及相应计算机软件，只需在地图上画出警卫任务的行走路线，即可自动生成警卫任务信号灯绿波控制方案。该过程完全不需要操作人员掌握市区信号灯的位置、编号、相位配置等信息。因本方法是通过电子地图实现的，所以首先需要拥有辖区的电子地图，还需通过电子地图输入辖区交通信号灯的信息，并保存在数据库中，以备自动生成绿波控制方案时用。

本发明是这样实现的：一种快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立起地图上全部信号灯的位置名称、编号、对应各路口标识点中心坐标，放行相位配置信息数据库，(2)确定以中心坐标为中心、边长为L的正方形为路口标识点，(3)在电子地图上以折线画出警卫线路，计算出各线段的长度、斜率，然后自线路起点至终点以步长D沿线路逐步推进，此处D＜L，每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，然后搜索信号灯数据库，得出信号灯T的标识点M中心坐标(x’，y’)，判断(4)若x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，再查找信号灯标识点记录表中最后一条记录的信号灯编号T_J和标识点M_J，判断(5)若T≠T_J，令出入标志E＝Entry，若T＝T_J且M≠M_J、E_J＝Entry，令E＝Exit，将T、M、E添加到当前信号灯标识点记录中，(6)每找到一个E＝Exit的标识点M，即查询其信号灯T的放行相位配置表寻找对应放行相位P，然后生成一条该信号灯绿波控制命令添加到绿波控制命令组中。

下面对本发明做进一步详述：

1.信号灯数据库的建立：自动生成信号灯绿波控制方案的前提是首先建立信号灯数据库，其中包含信号灯的位置名称、编号、路口标识点中心坐标、放行相位配置等信息。比如图1所示的一个路口信号灯，其有两个放行相位A、B，相位A放行东西行驶的车辆，相位B放行南北行驶的车辆。也就是说，如果警卫车队从东面驶来，该路口的信号灯就应放行相位A，以保证警卫车队得到绿灯。首先将信号灯的各路口做上标识点1、2、3、4，并保存到信号灯数据库中，如图1所示。为了计算查找方便，路口标识点使用正方形图形，边长为L，数据库中仅保存标识点的中心点坐标。然后根据不同的入口点和出口点所应放行的信号灯相位填写相位配置表。这些数据建立后，当警卫车队要从标识点1进入、从标识点3离开路口时，就应该放行放行相位B；同样从标识点2进入、从标识点3离开路口时，就应该放行放行相位A，等等。

2.生成信号灯绿波控制方案的过程：基本思路：操作人员在电子地图上画出警卫线路后，本过程开始。从警卫线路的起点开始，以步长D沿警卫线路逐步推进，搜索所经过的信号灯标识点，找到某一新信号灯岗位的标识点后，将其作为入口标识点，再继续搜索，找到该信号灯岗的另一标识点后，将其作为出口标识点。确定了警卫线路经过该信号灯时的入口标识点和出口标识点后，即可根据该路口的相位配置表查找到该信号灯所应放行的相位。重复上述过程直至警卫线路的终点。执行过程：标识点的边长L通常设置为道路的平均宽度左右，搜索步长D应小于标识点的边长L。在算法执行前，需先建立一个信号灯标识点记录数据表，用以记录在执行过程中查找到的信号灯标识点的相关信息，包括信号灯编号、标识点编号、出入标志等。方案生成过程如图5所示，首先计算出警卫线路各线段的长度、斜率，然后从线路的起点出发，沿所画的路线以步长D推进一步，然后计算当前点的坐标(x，y)，然后搜索信号灯标识点数据库，得出信号灯T的标识点M的中心坐标为(x`，y`)，如果(x`，y`)满足x`-L/2＜x＜x`+L/2且y`-L/2＜y＜y`+L/2，即可断定线路穿越了信号灯T的标识点M。然后立即到信号灯标识点记录表中查找当前的信号灯标识点记录的最后一条所记录的信号灯编号T_J和标识点编号M_J。如果T＝T_J且M＝M_J，则说明该信号灯的该标识点刚被找到过，放弃。如果T≠T_J，则说明该信号灯T为新找到的信号灯，则标识点M为入口点，出入标志E＝Entry，将T、M、E添加到当前信号灯标识点记录的尾部；同时检查信号灯T_J的标识点M_J的出入标志E_J是否是Exit，如果不是则说明信号灯T_J只有入口点而没有出口点，则报告一个信号灯T_J没有出口点的错误提示，并将其从当前信号灯标识点记录中删除。如果T＝T_J且M≠M_J，则说明刚找到过该信号灯T的标识点，如果标识点M_J的出入标志E_J＝Entry，则M即为出口点，出入标志E＝Exit，将T、M、E添加到当前信号灯标识点记录的尾部；而如果标识点M_J的出入标志E_J已经为Exit，则说明该信号灯找到了多个出口点，则放弃该标识点M，并报告一个找到信号灯T多个标识点的错误提示。每找到一个出入标志E＝Exit的标识点M，则查询其信号灯T所对应的相位配置表，根据入口标识点和出口标识点查找信号灯T对应的放行相位P，如果找到则确定该信号灯应放行相位P，生成一条信号灯绿波控制命令，并添加到绿波控制命令组中；如果P是一个无效相位，则算法报告一个无效相位错误提示，表示无法确定该信号灯T应放行哪一相位，算法继续。以此递推，直至线路终点，即可查找出线路所涉及到的所有的信号灯岗并生成相应的信号灯绿波控制方案。

本发明优点：按现有方法，由熟悉掌握全市信号灯的专业方案制定人员制定和复查信号灯绿波控制方案至少需要15分钟时间；而使用本方法，由普通指挥人员操作，只需在电子地图上通过折线将从起点到终点的警卫线路画出来即可立即准确、快速地自动生成沿线所有信号灯的绿波控制方案，全过程仅需1分钟左右。

附图说明：

图1为本发明利用标识点判断放行相位示意图。

图2为实施例中一信号灯及其对应路口标识点示意图。

图3为实施例中信号灯数据库表示意图。

图4为实施例中信号灯相位配置表示意图。

图5为本发明方法流程图。

具体实施方式：本例中采用的电子地图可看作一直角坐标系，比例为1∶100，即图上1个单位，实际长度为100cm。算法执行中，所有量都以地图单位作为基准。因此算法执行前，首先将所有的米制单位转换为地图单位。设定标识点的边长为30米，即L＝30(地图单位)。设定搜索步长D＝10米，即步长D＝10(地图单位)。如图2-4所示，在电子地图上用鼠标右键点击某一路口中心弹出快捷菜单，选择打开信号灯信息窗口。在信号灯信息窗口中输入信号灯的编号“T01011”、位置名称“中山路-东北路”等信息，然后为该路口的各方向分别添加标识点1、2、3、4，并在窗口中输入从一个标识点到另一标识点时所应放行相位的相位配置表。一个信号灯岗位的数据输入完成后，信号灯的标识点信息(如信号灯编号、标识点号、中心点坐标等信息)被保存到信号灯标识点数据库中，相位配置信息被保存到信号灯相位配置表数据库中。以此类推即可建立所有的信号灯数据。操作人员在电子地图上画出警卫线路后，本方案生成过程开始。首先计算出警卫线路各线段的长度、斜率。例如某一线段的起点和终点坐标分别为(12330，25600)、(14330，27600)，则该段线段的斜率k＝(y₂-y₁)/(x₂-x₁)＝(27600-25600)/(14330-12330)＝1。从线路的出发点开始，每隔步长D＝10计算一个当前点的坐标(x，y)，然后搜索信号灯标识点数据库以查找当前点是否落在某一标识点内。假定当前点坐标为(12376，25635)，斜率k＝1，则推进步长D＝10后，当前点的坐标为(12383，25642)，而通过搜索信号灯标识点数据库，检索到信号灯T01011的标识点2的中心坐标为(12362，25648)时，其坐标满足x′-L/2＜x＜x′+L/2(即12362-50/2＜12383＜12362+50/2)且y′-L/2＜y＜y′+L/2(即25648-50/2＜25635＜25648+50/2)，因此当前点落在信号灯T01011的标识点2中，所以可断定线路经过了该标识点。找到信号灯T01011的标识点2后，查找当前信号灯标识点记录的最后一线，假定最后一条记录的信号灯T_J＝02511，则说明找到的信号灯T01011的标识点2是一个新信号灯的入口点，出入标志E＝Entry。将信号灯T、标识点M、出入标志E等信息保存到当前信号灯标识点记录中。同时检查信号灯T_J的标识点M_J的出入标志E_J是否是出口点Exit，假定E_J＝Entry，则说明信号灯T_J只有入口点而没有出口点，报告一个“信号灯02511没有出口点”的错误提示，并将其从当前信号灯标识点记录中删除。以此类推，假定下一个找到的是信号灯T＝01011的标识点M＝3，同样查找当前信号灯标识点记录的最后一条，因为最后一条记录的信号灯T_J＝01011，M_J＝2，E_J＝Entry，则M＝3即为出口点，将T＝01011、M＝3、E＝Exit添加到当前信号灯标识点记录的尾部。找到出口点后，则查询信号灯T＝01011对应的相位配置表数据库，根据入口点＝标识点2，出口点＝标识点3，可查知应放行信号灯相位A，则生成一条信号灯绿波控制命令GWAV 01011 A，并添加到绿波控制命令组中。如此循环，直至警卫线路终点，即可得到警卫线路全线所对应的信号灯的绿波控制方案。

Claims (1)

1.快速生成警卫线路信号灯绿波控制方案的方法，其特征是(1)采用电子地图，建立起地图上全部信号灯的位置名称、编号、对应各路口标识点中心坐标，放行相位配置信息数据库，(2)确定以中心坐标为中心、边长为L的正方形为路口标识点，(3)在电子地图上以折线画出警卫线路，计算出各线段的长度、斜率，然后自线路起点至终点以步长D沿线路逐步推进，此处D＜L，每推进一步即算出当前点坐标(x，y)，然后搜索信号灯数据库，得出信号灯T的标识点M中心坐标(x’，y’)，判断(4)若x′-L/2＜x＜x′+L/2且y′-L/2＜y＜y′+L/2，再查找信号灯标识点记录表中最后一条记录的信号灯编号T_J和标识点M_J，判断(5)若T≠T_J，令出入标志E＝Entry，若T＝T_J且M≠M_J E_J＝Entry，令E＝Exit，将T、M、E添加到当前信号灯标识点记录中，(6)每找到一个E＝Exit的标识点M，即查询其信号灯T的放行相位配置表寻找对应放行相位P′，然后生成一条该信号灯绿波控制命令添加到绿波控制命令组中。

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