一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明所提供的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法，通過視頻跟蹤單元對(duì)排隊(duì)車輛的連續(xù)跟蹤，能夠準(zhǔn)確的獲得當(dāng)前排隊(duì)的車輛需要經(jīng)過幾個(gè)綠燈周期才能通過路口，根據(jù)當(dāng)前排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈周期數(shù)，定量的判斷當(dāng)前時(shí)段通行狀況是屬于高峰時(shí)段、平峰時(shí)段還是低峰時(shí)段，進(jìn)而調(diào)整信號(hào)燈控制策略。由于上述過程是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，因此對(duì)信號(hào)燈的控制策略的調(diào)整也是根據(jù)排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈時(shí)間來實(shí)時(shí)進(jìn)行的。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中以固定時(shí)間劃分信號(hào)燈控制的高峰、平峰和低峰控制策略來說，能夠更有效的減緩路口排隊(duì)車輛長度。
【專利說明】—種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量快速增長，機(jī)動(dòng)車高峰時(shí)間，在交叉路口排隊(duì)等綠燈信號(hào)，已成常態(tài)。要提高路口信號(hào)燈控制效率，關(guān)鍵是要確定當(dāng)前的交通狀態(tài)是高峰時(shí)段，還是平峰時(shí)段、低峰時(shí)段，這樣就可以采用不同的控制策略，緩解信號(hào)燈控制路口的因車輛排隊(duì)等綠燈導(dǎo)致的交通擁堵。
[0003]國外發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)70年代，就開發(fā)了有代表性的SCOOT、SCATS等自適應(yīng)控制系統(tǒng)，在減少停車次數(shù)，提高路口通行效率方面取得了一定效果。現(xiàn)有技術(shù)中，緩解信號(hào)燈控制路口車輛排隊(duì)長度的方法如下:將高峰時(shí)段、平峰時(shí)段和低峰時(shí)段的預(yù)案確定好；分別針對(duì)高峰時(shí)段、平峰時(shí)段和低峰時(shí)段出現(xiàn)的時(shí)間規(guī)律，設(shè)定信號(hào)燈在什么時(shí)間采用什么控制策略預(yù)案，以減小排隊(duì)車輛的長度，提高路口通行效率。
[0004]但是，高峰時(shí)段、平峰時(shí)段和低峰時(shí)段出現(xiàn)的時(shí)間并不是固定不變的。比如，設(shè)定早上7點(diǎn)到9點(diǎn)、晚上5點(diǎn)到7點(diǎn)為高峰時(shí)段，但是每一天的情況都會(huì)略有不同。有可能早上七點(diǎn)半才真正到達(dá)高峰時(shí)段，那么從7點(diǎn)到7點(diǎn)半這段時(shí)間采用高峰時(shí)段的信號(hào)燈控制策略就是不合適的。同樣的道理，有可能在上午9點(diǎn)半時(shí)車輛依然很多，應(yīng)該屬于高峰時(shí)段，但是其已經(jīng)被定義為平峰時(shí)段的話，就會(huì)按照平峰時(shí)段的信號(hào)燈控制策略來控制信號(hào)燈。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)中按照固定時(shí)間段劃分信號(hào)燈控制的高峰時(shí)段、平峰時(shí)段和低峰時(shí)段的方法不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活調(diào)整，在一些時(shí)段采用了不合適的信號(hào)燈控制策略，這樣不但不能緩解車輛排隊(duì)長度，有可能還會(huì)加重這一情況，甚至造成擁堵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中按照固定時(shí)間劃分信號(hào)燈控制的高峰時(shí)段、平峰時(shí)段和低峰時(shí)段的方法可能會(huì)加長車輛排隊(duì)長度的這一情況，甚至造成擁堵的問題，從而提供一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]本發(fā)明提供一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，包括:
[0009]視頻跟蹤單元，用于對(duì)紅燈亮起時(shí)排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N ;并且獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M ；
[0010]分析單元，用于獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M ；
[0011]信號(hào)燈控制單元，若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈；若I < L < 2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈；gL > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0012]所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為:實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛能先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈，放行該方向等待綠燈的車輛。
[0013]所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián):若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。
[0014]所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為:加大信號(hào)的周期時(shí)間和排隊(duì)長的方向的綠燈信號(hào)的時(shí)間，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的損失時(shí)間。
[0015]本發(fā)明還提供一種能減少路口排 隊(duì)長度的路口控制方法，包括如下步驟:
[0016]S1:利用視頻跟蹤方法，對(duì)紅燈亮起時(shí)排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N;
[0017]S2:獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M ；
[0018]S3:獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M ；
[0019]S4:若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈；
[0020]若I < L≤2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈；
[0021]若L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0022]所述步驟S4中，所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為:
[0023]實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛能先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈，放行該方向等待綠燈的車輛。
[0024]所述步驟S4中，所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián):
[0025]若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。
[0026]所述步驟S4中，所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為:
[0027]加大信號(hào)的周期時(shí)間和排隊(duì)長的方向的綠燈信號(hào)的時(shí)間，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的損失時(shí)間。
[0028]本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0029]本發(fā)明所提供的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)及方法，通過視頻跟蹤單元對(duì)排隊(duì)車輛的連續(xù)跟蹤，能夠準(zhǔn)確的獲得當(dāng)前排隊(duì)的車輛需要經(jīng)過幾個(gè)綠燈周期才能通過路口，根據(jù)當(dāng)前排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈周期數(shù)，定量的判斷當(dāng)前時(shí)段通行狀況是屬于高峰時(shí)段、平峰時(shí)段還是低峰時(shí)段，進(jìn)而調(diào)整信號(hào)燈控制策略。由于上述過程是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，因此對(duì)信號(hào)燈的控制策略的調(diào)整也是根據(jù)排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈時(shí)間來實(shí)時(shí)進(jìn)行的。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中以固定時(shí)間劃分信號(hào)燈控制的高峰、平峰和低峰控制策略來說，能夠更有效的減緩路口排隊(duì)車輛長度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中[0031]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)的原理框圖；
[0032]圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例所述能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法的流程圖；
[0033]圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中在十字路口設(shè)置視頻跟蹤單元的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]實(shí)施例1
[0035]本實(shí)施例提供一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括:
[0036]視頻跟蹤單元，用于對(duì)紅燈亮?xí)r排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N ;并且獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M。
[0037]分析單元，用于獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M。
[0038]信號(hào)燈控制單元，若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈；若I < L < 2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈；gL > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0039]本實(shí)施例中，采用視頻跟蹤單元對(duì)進(jìn)入視頻跟蹤范圍內(nèi)的車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，是現(xiàn)有技術(shù)中常用的手段。作為一種實(shí)現(xiàn)方法，視頻跟蹤單元的視頻跟蹤畫面可以看做一個(gè)平面坐標(biāo)系，其橫軸為X軸，縱軸為y軸。對(duì)于該視頻畫面內(nèi)的每一個(gè)位置點(diǎn)來說都可以確定其位置。視頻跟蹤單元對(duì)路口內(nèi)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，在視頻跟蹤畫面上能夠準(zhǔn)確區(qū)分出路面上設(shè)置的標(biāo)識(shí)物以及施劃的標(biāo)線。因此，被監(jiān)控路口處施劃的停止線可以在視頻跟蹤畫面中有確定的位置坐標(biāo)。而進(jìn)入視頻跟蹤范圍內(nèi)的每一輛車，被連續(xù)跟蹤后，可以視為一個(gè)矩形框，矩形框的中心所對(duì)應(yīng)的X、y值可以作為確定其在視頻畫面中位置的依據(jù)。為了將不同車輛進(jìn)行區(qū)分，視頻監(jiān)控單元還可以為每一輛車設(shè)置一編號(hào)。例如，編號(hào)001、002、003……。因此，每一個(gè)時(shí)刻，視頻跟蹤單元都能夠準(zhǔn)確得知每一個(gè)編號(hào)的車輛在視頻畫面內(nèi)的具體位置。另外，視頻跟蹤單元的工作時(shí)鐘與信號(hào)燈控制單元的工作時(shí)鐘保持一致，視頻跟蹤單元能夠準(zhǔn)確獲得監(jiān)控路口的信號(hào)燈狀態(tài)，當(dāng)信號(hào)燈為紅燈時(shí)，準(zhǔn)確獲得在停止線后排隊(duì)的車輛數(shù)量，當(dāng)綠燈亮?xí)r，開始計(jì)算通過路口停止線的車輛的數(shù)量。
[0040]例如,一個(gè)路口當(dāng)前信號(hào)燈狀態(tài)為:東西相位為紅燈，南北相位為綠燈。則獲得當(dāng)前東西相位停止線后排隊(duì)車輛的數(shù)量，本實(shí)施例中是以排隊(duì)長度長的一側(cè)為準(zhǔn)。例如從東向西行駛的車輛排隊(duì)數(shù)量為25輛，而從西向東行駛的車輛排隊(duì)數(shù)量為15輛，則視頻跟蹤單元獲得的排隊(duì)車輛的總數(shù)量為N = 25輛。這一點(diǎn)很好理解，因?yàn)?，?dāng)綠燈亮?xí)r這兩個(gè)行駛方向的車輛均獲得了通行信號(hào)，排隊(duì)車輛數(shù)量少的車輛一定能夠先于排隊(duì)車輛數(shù)量多的一個(gè)方向通過路口。
[0041]當(dāng)這一個(gè)紅燈相位過去后即當(dāng)東西相位為綠燈，南北相位為紅燈期間，得到從東向西行駛的車輛有8輛車通過了路口，即M = 8。顯然，L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0042]本實(shí)施例中，所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為:實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛能先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈，放行該方向等待綠燈的車輛。視頻跟蹤單元能夠?qū)崟r(shí)獲得每一車輛的位置，進(jìn)一步能夠獲得每一車輛的行駛速度和車輛距離路口停止線的距離。因此，根據(jù)視頻跟蹤結(jié)果，就能夠得到車輛到達(dá)路口停止線所需要的時(shí)間，從而能夠判斷哪一個(gè)方向上的車輛能夠先到達(dá)路口。此處東向西行駛和西向東行駛的車輛算作是東西方向，南向北行駛和北向南行駛的車輛算作是南北方向。如果東西方向上的車輛先到達(dá)路口停止線則先為東西相位提供綠燈信號(hào)。待東西方向上的連續(xù)車輛均通過路口之后，再控制南北方向?yàn)榫G燈。本實(shí)施例中所說的連續(xù)車輛，是指此處所述的連續(xù)車輛，是指兩輛車之間的間距很小，前一輛車通過路口時(shí)，后一輛車也可隨即通過路口，具體實(shí)施時(shí)可以判斷兩輛車到達(dá)停止線的時(shí)間差是否小于或者等于4秒鐘，否則則此時(shí)便認(rèn)為非連續(xù)。
[0043]本實(shí)施例中，所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián):若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。具體可以采用如下方法:
[0044]Al:視頻跟蹤單元能夠?qū)Ω鱾€(gè)方向的行駛車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲取每一向路口中心行駛的車輛的車速和位置。
[0045]Α2:判斷每一方向上是否都有向路口中心行駛的車輛,若每一個(gè)方向上都沒有向路口中心行駛的車輛時(shí)則控制信號(hào)燈以最小綠燈時(shí)間順次轉(zhuǎn)換；若只有一個(gè)方向上有向路口中心行駛的車輛時(shí)則控制信號(hào)燈為該方向上的車輛提供綠燈信號(hào)，否則為至少有兩個(gè)方向上有向路口中心行駛的車輛則進(jìn)入步驟A3。
[0046]A3:根據(jù)每一車輛的車速和當(dāng)前位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛會(huì)先到達(dá)路口停止線；若至少兩個(gè)方向上的車輛會(huì)同時(shí)到達(dá)路口停止線或者當(dāng)前綠燈方向上的車輛會(huì)先到達(dá)路口停止線則保持當(dāng)前綠燈信號(hào)，否則為先到達(dá)路口停止線的車輛提供綠燈信號(hào)。
[0047]Α4:判斷優(yōu)先到達(dá)路口停止線方向上的最后一臺(tái)車是否到達(dá)停止線，若是則進(jìn)入步驟Α6，否則進(jìn)入步驟Α5。
[0048]Α5:判斷當(dāng)前方向上綠燈時(shí)間是否到達(dá)最大綠燈時(shí)間，若是則進(jìn)入步驟Α6，否則返回步驟Al。
[0049]Α6:設(shè)置其他方向?yàn)榫G燈。
[0050]圖3給出了在十字路口處設(shè)置四個(gè)視頻跟蹤單元的示意圖。其中每一視頻跟蹤單元可以只跟蹤車輛行駛方向車道上的車輛。設(shè)圖2所示的路口分為兩個(gè)方向，一個(gè)方向?yàn)闁|西方向(包括西向東、東向西)和南北方向(包括北向南、南向北)，在某些路口處，圖2所示的路口還會(huì)包括兩個(gè)方向的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的信號(hào)燈，為了方便描述，在本實(shí)施例中不考慮轉(zhuǎn)向的信號(hào)燈情況，但是本實(shí)施例所描述的原理可以應(yīng)用于任何路口。
[0051]對(duì)于上述路口來說，有以下幾種情況:(1)兩個(gè)方向上都沒有車輛向路口中心方向行駛。這時(shí)，路口信號(hào)燈可以按照最小綠燈時(shí)間順次轉(zhuǎn)換，即東西方向綠燈時(shí)間為最小綠燈時(shí)間后，南北方向綠燈時(shí)間為最小綠燈時(shí)間，依次轉(zhuǎn)換。
[0052](2)只有一個(gè)方向上有車輛向路口中心方向行駛。這時(shí)，分為兩種情況，即該車輛所行駛的方向上當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)是綠燈狀態(tài)還是紅燈狀態(tài)。由于此時(shí)只有這一個(gè)方向上有車輛行駛，則只需要為該方向上的車輛提供綠燈信號(hào)即可。如果當(dāng)前該方向上是綠燈信號(hào)，則維持該綠燈信號(hào)；如果當(dāng)前該方向上是紅燈信號(hào)，則將其轉(zhuǎn)換為綠燈信號(hào)。其目的是保證該方向上的車輛能夠即時(shí)通過。
[0053](3)當(dāng)兩個(gè)方向上都有車輛向路口中心行駛時(shí)，根據(jù)每一車輛的車速和當(dāng)前位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛會(huì)先到達(dá)路口停止線。此時(shí)，為了確保接近路口的車輛能夠綠燈通過路口，則進(jìn)一步判斷先到達(dá)路口停止線的車輛行駛方向上是否是綠燈信號(hào)，如果是的話則維持該綠燈信號(hào)即可，如果不是的話，則為先到達(dá)路口停止線的車輛提供綠燈信號(hào)。
[0054]在第三種情況下，雖然為某一個(gè)方向上的車輛提供了綠燈信號(hào)，但是這一綠燈信號(hào)的時(shí)間也需要做進(jìn)一步的限定:
[0055](I)如果該方向上的連續(xù)車輛中，最后一臺(tái)車也到達(dá)了停止線，則為另一方向提供綠燈信號(hào)。此處所述的連續(xù)車輛，是指兩輛車之間的間距很小，前一輛車通過路口時(shí)，后一輛車也可隨即通過路口，之間的時(shí)間差小于或者等于4秒鐘可判斷為連續(xù)否則此時(shí)便認(rèn)為非連續(xù)。
[0056](2)即使該方向上的連續(xù)車輛中，最后一臺(tái)車還未到達(dá)停止線，但是當(dāng)前綠燈持續(xù)時(shí)間已經(jīng)到達(dá)了最大綠燈時(shí)間，則也應(yīng)該為對(duì)方車輛提供綠燈信號(hào)。
[0057]采用上述控制策略能夠保證車流量大的方向上的車輛能夠在通過各個(gè)路口時(shí)遇到的紅燈最少，即實(shí)現(xiàn)停車次數(shù)最少的目標(biāo)。
[0058]本實(shí)施例中，所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為:加大信號(hào)的周期時(shí)間和排隊(duì)長的方向的綠燈信號(hào)的時(shí)間，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的損失時(shí)間。依然以N = 25,M = 8為例。這種情況下，說明東西方向上排隊(duì)的車輛需要經(jīng)過三個(gè)綠燈周期才能通過路口，此時(shí)為了減小東西方向上排隊(duì)車輛的長度，則控制東西方向上的綠燈時(shí)間延長，例如可以延長至原綠燈周期的三倍-四倍，使得25輛車均能夠通過該路口。
[0059]本實(shí)施例所提供 方案，通過視頻跟蹤單元對(duì)排隊(duì)車輛的連續(xù)跟蹤，能夠準(zhǔn)確的獲得排隊(duì)車輛需要經(jīng)過幾個(gè)綠燈周期才能通過路口，根據(jù)排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈周期數(shù)，定量的判斷當(dāng)前時(shí)段通行狀況是屬于高峰時(shí)段、平峰時(shí)段還是低峰時(shí)段，進(jìn)而調(diào)整信號(hào)燈控制策略。由于上述過程是實(shí)時(shí)進(jìn)行的，因此對(duì)信號(hào)燈的控制策略的調(diào)整也是根據(jù)排隊(duì)車輛通過路口所需要的綠燈時(shí)間來實(shí)時(shí)進(jìn)行的。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中以固定時(shí)間確定當(dāng)前信號(hào)要執(zhí)行的高峰、平峰和低峰控制策略來說，能夠更有效的減緩路口排隊(duì)車輛長度。
[0060]實(shí)施例2
[0061]本實(shí)施例提供一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0062]S1:利用視頻跟蹤方法，對(duì)紅燈亮?xí)r排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N。
[0063]S2:獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M。
[0064]S3:獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M。
[0065]S4:若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈；
[0066]若1 < L≤2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈；
[0067]若L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0068]本實(shí)施例中,所述步驟S4中,所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為:
[0069]實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈。例如，一個(gè)路口當(dāng)前信號(hào)燈狀態(tài)為:東西相位為紅燈，南北相位為綠燈。則獲得當(dāng)前東西相位停止線后排隊(duì)車輛的數(shù)量，本實(shí)施例中是以排隊(duì)長度長的一側(cè)為準(zhǔn)。例如從東向西行駛的車輛排隊(duì)數(shù)量為25輛，而從西向東行駛的車輛排隊(duì)數(shù)量為15輛,則視頻跟蹤單元獲得的排隊(duì)車輛的總數(shù)量為N = 25輛。這一點(diǎn)很好理解，因?yàn)?，?dāng)綠燈亮起時(shí)這兩個(gè)行駛方向的車輛均獲得了通行信號(hào)，排隊(duì)車輛數(shù)量少的車輛一定能夠先于排隊(duì)車輛數(shù)量多的一個(gè)方向。
[0070]當(dāng)這一個(gè)紅燈相位過去后即當(dāng)東西相位為綠燈，南北相位為紅燈期間，得到從東向西行駛的車輛有8輛車通過了路口，即M = 8。顯然，L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
[0071]本實(shí)施例中，所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為:實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈。視頻跟蹤單元能夠?qū)崟r(shí)獲得每一車輛的位置，進(jìn)一步能夠獲得每一車輛的行駛速度和車輛距離路口停止線的距離。因此，根據(jù)視頻跟蹤結(jié)果，就能夠得到車輛到達(dá)路口停止線所需要的時(shí)間，從而能夠判斷哪一個(gè)方向上的車輛能夠先到達(dá)路口。此處東向西行駛和西向東行駛的車輛算作是東西方向，南向北行駛和北向南行駛的車輛算作是南北方向。如果東西方向上的車輛先到達(dá)路口停止線則先為東西相位提供綠燈信號(hào)。待東西方向上的連續(xù)車輛均通過路口之后，再控制南北方向?yàn)榫G燈。本實(shí)施例中所說的連續(xù)車輛，是指此處所述的連續(xù)車輛，是指兩輛車之間的間距很小，前一輛車通過路口時(shí)，后一輛車也可隨即通過路口，如果兩輛車之間到達(dá)停止線的時(shí)間差小于或者等于4秒鐘則認(rèn)為連續(xù)，否則便認(rèn)為非連續(xù)。
[0072]本實(shí)施例中，所述步驟S4中，所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián):
[0073]若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。
[0074]圖3給出了在十字路口處設(shè)置四個(gè)視頻跟蹤單元的示意圖。其中每一視頻跟蹤單元可以只跟蹤車輛行駛方向車道上的車輛。設(shè)圖2所示的路口分為兩個(gè)方向，一個(gè)方向?yàn)闁|西方向(包括西向東、東向西)和南北方向(包括北向南、南向北)，在某些路口處，圖2所示的路口還會(huì)包括兩個(gè)方向的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的信號(hào)燈，為了方便描述，在本實(shí)施例中不考慮轉(zhuǎn)向的信號(hào)燈情況，但是本實(shí)施例所描述的原理可以應(yīng)用于任何路口。
[0075]對(duì)于上述路口來說，有以下幾種情況:
[0076](I)兩個(gè)方向上都沒有車輛向路口中心方向行駛。這時(shí)，路口信號(hào)燈可以按照最小綠燈時(shí)間順次轉(zhuǎn)換，即東西方向綠燈時(shí)間為最小綠燈時(shí)間后，南北方向綠燈時(shí)間為最小綠燈時(shí)間，依次轉(zhuǎn)換。而所謂最小綠燈時(shí)間，每一個(gè)路口均有自己的計(jì)算模型，例如有些路口可以按照行人以正常步行速度通過路口所需要的時(shí)間，或者機(jī)動(dòng)車以某一低于限速值的車速通過路口所需要的時(shí)間再加上一定的冗余時(shí)間，例如機(jī)動(dòng)車以20km/小時(shí)的速度通過路口所需要的時(shí)間再加上5秒鐘的冗余時(shí)間。
[0077](2)只有一個(gè)方向上有車輛向路口中心方向行駛。這時(shí)，分為兩種情況，即該車輛所行駛的方向上當(dāng)前的信號(hào)燈狀態(tài)是綠燈狀態(tài)還是紅燈狀態(tài)。由于此時(shí)只有這一個(gè)方向上有車輛行駛，則只需要為該方向上的車輛提供綠燈信號(hào)即可。如果當(dāng)前該方向上是綠燈信號(hào)，則維持該綠燈信號(hào)；如果當(dāng)前該方向上是紅燈信號(hào)，則將其轉(zhuǎn)換為綠燈信號(hào)。其目的是保證該方向上的車輛能[0078](3)當(dāng)兩個(gè)方向上都有車輛向路口中心行駛時(shí)，根據(jù)每一車輛的車速和當(dāng)前位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛會(huì)先到達(dá)路口停止線。此時(shí)，為了確保接近路口的車輛能夠綠燈通過路口，則進(jìn)一步判斷先到達(dá)路口停止線的車輛行駛方向上是否是綠燈信號(hào)，如果是的話則維持該綠燈信號(hào)即可，如果不是的話，則為先到達(dá)路口停止線的車輛提供綠燈信號(hào)。在這里，有一種特殊的情況，即兩個(gè)方向上的車輛可能會(huì)同時(shí)到達(dá)路口停止線，此處所說的同時(shí)到達(dá)是指，至少兩個(gè)方向上的車輛到達(dá)路口中心所需要的時(shí)間之差在設(shè)定閾值Th范圍之內(nèi)，所述設(shè)定閾值O秒< Th < 5秒。如果兩個(gè)方向上的車輛同時(shí)到達(dá)路口停止線的話，則無需對(duì)信號(hào)燈做調(diào)整，維持當(dāng)前綠燈信號(hào)即可。
[0079]在第三種情況下，雖然為某一個(gè)方向上的車輛提供了綠燈信號(hào)，但是這一綠燈信號(hào)的時(shí)間也需要做進(jìn)一步的限定:(I)如果該方向上的連續(xù)車輛中，最后一臺(tái)車也到達(dá)了停止線，則為另一反向提供綠燈信號(hào)。此處所述的連續(xù)車輛，是指兩輛車之間的間距很小，前一輛車通過路口時(shí)，后一輛車也可隨即通過路口，如果兩輛車到達(dá)停止線的時(shí)間差小于或者等于4秒鐘則認(rèn)為是連續(xù)，否則此時(shí)便認(rèn)為非連續(xù)。
[0080](2)即使該方向上的連續(xù)車輛中，最后一臺(tái)車還未到達(dá)停止線，但是當(dāng)前綠燈持續(xù)時(shí)間已經(jīng)到達(dá)了最大綠燈時(shí)間，則也應(yīng)該為對(duì)方車輛提供綠燈信號(hào)。
[0081]本實(shí)施例中，所述步驟S4中，所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為:加大綠燈信號(hào)的時(shí)間。依然以N = 25,M = 8為例。這種情況下，說明東西方向上排隊(duì)的車輛需要經(jīng)過三個(gè)綠燈周期才能通過路口，此時(shí)為了減小東西方向上排隊(duì)車輛的長度，則控制東西方向上的綠燈時(shí)間延長，例如可以延長至原綠燈周期的三倍-四倍，使得25輛車均能夠通過該路口。
[0082]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 視頻跟蹤單元，用于對(duì)紅燈亮起時(shí)排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N ;并且獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M ； 分析單元，用于獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M ； 信號(hào)燈控制單元，若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈；若I< L < 2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈；若L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，其特征在于，所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為: 實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛能先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈，放行該方向等待綠燈的車輛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，其特征在于，所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián): 若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為: 加大信號(hào)的周期時(shí)間和排隊(duì)長的方向的綠燈信號(hào)的時(shí)間，減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的損失時(shí)間。
5.一種能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 51:利用視頻跟蹤方法，對(duì)紅燈亮?xí)r排隊(duì)等待通過路口的每一車輛進(jìn)行連續(xù)跟蹤，獲得排隊(duì)車輛的總數(shù)量N; 52:獲取該路口綠燈時(shí)間內(nèi)通過路口的車輛數(shù)M ； 53:獲取排隊(duì)車輛全部通過路口所需的綠燈周期數(shù):L = N/M ； 54:若L = 1，則調(diào)用低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略控制該路口信號(hào)燈； 若I < L < 2，則調(diào)用平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈； 若L > 2，則調(diào)用高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略控制該路口信號(hào)燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述低峰時(shí)段的感應(yīng)控制策略為: 實(shí)時(shí)檢測每一個(gè)方向上的車輛的位置，判斷哪一個(gè)方向上的車輛能先到達(dá)路口停止線，按照先到達(dá)先得到綠燈的原則控制路口信號(hào)燈，當(dāng)先到達(dá)的方向上最后一臺(tái)車輛通過停止線后，就立即置另一個(gè)方向上的信號(hào)燈為綠燈，放行該方向等待綠燈的車輛。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述平峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為，將車流量大的方向的路口之間的綠燈起始時(shí)間進(jìn)行關(guān)聯(lián): 若從上游η號(hào)路口到達(dá)η+1號(hào)路口需要時(shí)間T秒，則η+1號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間在η號(hào)路口的綠燈起始時(shí)間之后的T秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的能減少路口排隊(duì)長度的路口控制方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述高峰時(shí)段的協(xié)調(diào)控制策略為: 加大信號(hào)的周 期時(shí)間和排隊(duì)長的方向的綠燈信號(hào)的時(shí)間，以減少信號(hào)轉(zhuǎn)換過程的損失時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G08G1/08GK103985264SQ201410240268
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】姜廷順, 李占宏, 張吉輝, 翟戰(zhàn)強(qiáng), 李穎宏, 冉學(xué)均 申請(qǐng)人:北京易華錄信息技術(shù)股份有限公司, 姜廷順