一種交通燈的控制方法及裝置與流程

2023-04-28 16:56:39 2

本發明涉及交通安全技術領域，特別涉及一種交通燈的控制方法及裝置。

背景技術：

現有技術方案在十字路口通常採用根據該路口各方向平均交通流量計算得出的交通燈各相位時間，目的是儘可能保證路口的暢通，因此往往車流量大的方向通行時間較長。

但是現有技術中根據該路口各方向平均交通流量計算得出的交通燈各相位時間，沒有統計路邊行人的流量數據，忽略了行人的通行需求；且不同類型的交通工具載客數量不同，現有的技術方案並沒有將不同的機動車區分對待。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種交通燈的控制方法及裝置，解決了現有技術中交通燈的設置未考慮行人的通行需求導致行人通行效率低的問題。

為了達到上述目的，本發明實施例提供一種交通燈的控制方法，包括：

獲取預設時長內一路口的每個通行方向上的通行流量；所述通行流量包括每個通行方向上通過路口的行人的第一流量以及由每個通行方向上通過路口的車輛流量轉換得到的第二流量；

根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間。

其中，所述獲取預設時長內一路口的每個通行方向上的通行流量的步驟包括：

獲取預設時長內每個通行方向上通過路口的行人的第一流量；

獲取所述預設時長每個通行方向上通過路口的車輛流量；

按照預設規則將所述車輛流量轉換為第二流量。

其中，按照預設規則將車輛流量轉換為第二流量的步驟包括：

獲取通過路口的車輛的車輛信息，所述車輛信息至少包括車輛的形狀及車輛的大小；

獲取與所述車輛信息匹配的轉換參數；

根據所述車輛流量和所述轉換參數，確定所述第二流量。

其中，根據所述車輛流量和所述轉換參數，確定所述第二流量的步驟包括：

將所述車輛流量與所述轉換參數相乘，得到所述第二流量。

其中，所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間的步驟包括：

根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量以及交通燈的黃燈相位時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間。

其中，所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間的步驟包括：

根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量、交通燈的黃燈相位時間以及交通燈一個周期內的損失時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間；其中，所述損失時間為啟動延遲時間和結束滯後時間的差值，所述啟動延遲時間為看到綠燈到車輛啟動的反應時間，所述結束滯後時間為綠燈關閉到最後一輛車通過的時間。

本發明實施例還提供一種交通燈的控制裝置，包括：

獲取模塊，用於獲取預設時長內一路口的每個通行方向上的通行流量；所述通行流量包括每個通行方向上通過路口的行人的第一流量以及由每個通行方向上通過路口的車輛流量轉換得到的第二流量；

確定模塊，用於根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間。

其中，所述獲取模塊包括：

第一獲取子模塊，用於獲取預設時長內每個通行方向上通過路口的行人的第一流量；

第二獲取子模塊，用於獲取所述預設時長每個通行方向上通過路口的車輛流量；

第三獲取子模塊，用於按照預設規則將所述車輛流量轉換為第二流量。

其中，所述第三獲取子模塊包括：

信息獲取單元，用於獲取通過路口的車輛的車輛信息，所述車輛信息至少包括車輛的形狀及車輛的大小；

參數獲取單元，用於獲取與所述車輛信息匹配的轉換參數；

確定單元，用於根據所述車輛流量和所述轉換參數，確定所述第二流量。

其中，所述確定單元包括：

確定子單元，用於將所述車輛流量與所述轉換參數相乘，得到所述第二流量。

其中，所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述確定模塊包括：

第一確定子模塊，用於根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量以及交通燈的黃燈相位時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間。

其中，所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述確定模塊包括：

第二確定子模塊，用於根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量、交通燈的黃燈相位時間以及交通燈一個周期內的損失時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間；其中，所述損失時間為啟動延遲時間和結束滯後時間的差值，所述啟動延遲時間為看到綠燈到車輛啟動的反應時間，所述結束滯後時間為綠燈關閉到最後一輛車通過的時間。

本發明的上述技術方案至少具有如下有益效果：

本發明實施例的交通燈的控制方法及裝置中，通過將車輛的通行流量等效為行人的通行流量，並結合實際的行人的通行流量來設置交通燈的各個相位的時間，在保證車輛通行效率的基礎上可以使更多的行人通過路口，從而可以提升整個城市的出行效率。

附圖說明

圖1表示本發明實施例提供的交通燈的控制方法的基本步驟流程圖；

圖2表示十字路口的結構示意圖；

圖3表示本發明實施例提供的交通燈的控制裝置的組成結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本發明針對現有技術中交通燈的設置未考慮行人的通行需求導致行人通行效率低的問題，提供一種交通燈的控制方法及裝置，通過將車輛的通行流量等效為行人的通行流量，並結合實際的行人的通行流量來設置交通燈的各個相位的時間，在保證車輛通行效率的基礎上可以使更多的行人通過路口，從而可以提升整個城市的出行效率。

如圖1所示，本發明實施例提供一種交通燈的控制方法，包括：

步驟11，獲取預設時長內一路口的每個通行方向上的通行流量；所述通行流量包括每個通行方向上通過路口的行人的第一流量以及由每個通行方向上通過路口的車輛流量轉換得到的第二流量；

步驟12，根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間。

本發明的上述實施例中，交通燈通常設置於有交叉的兩條路的連接處，一般可形成十字路口(包括4條分支)及三叉路口(包括3條分支，例如T型結構的路口，Y型結構的路口等)。本發明的具體實施例中均以十字路口為例，十字路口是城市道路的重要組成部分，經過路口的車輛行人根據信號燈的指示經 過路口，避免不同方向的行人車輛發生碰撞。

一個標準的十字路口(如圖2所示)有十二種車輛運動方式，分別是直行(東-西，西-東，南-北，北-南)，右轉(東-北，西-南，北-西，南-東)，左轉(東-南，西-北，北-東，南-西)。這十二種車輛運動方式可分為兩個通信方向：

1)東西通行方向：東-西，西-東，東-北，西-南，東-南，西-北。

2)南北通行方向：南-北，北-南，南-東，北-西，北-東，南-西。

十字路口的行人主要通過斑馬線通過馬路，與車輛直行運動方式類似，即東-西，西-東，南-北，北-南四種運動方式，同樣可以劃分到上述的兩種通行方向上。即東西通行方向：東-西，西-東；南北通行方向：南-北，北南。

需要說明的是，步驟11中所述的每個通行方向上的通行流量，其通行流量包括該通行方向上的所有運動方式的流量的總和。即：東西通行方向上的通行流量包括：從東向西通過路口的行人的流量、從西向東通過路口的行人的流量、從東向西通過路口的車輛流量等效得到的流量、從西向東通過路口的車輛流量等效得到的流量、從東向北右轉通過路口的車輛流量等效得到的流量、從西向南右轉通過路口的車輛流量等效得到的流量、從東向南左轉通過路口的車輛流量等效得到的流量以及從西向北左轉通過路口的車輛流量等效得到的流量之和。

較佳的，步驟11中的第二流量是通過將車輛流量轉換為行人的通行流量得到的。其轉換規格根據不同類型的交通具體的載客數量進行估算。

十字路口需要設置兩組交通燈，兩組交通燈需要不同的信號控制，也就是兩個不同的相位，不同的相位彼此獨立，互不幹擾。相位設置信息主要是信號周期、紅燈時間、綠燈時間，其中，綠燈時間最後2-3秒為黃燈時間。各相位的周期相等，需要單獨設置。本發明實施例中根據步驟11中獲得的每個通行方向上的通行流量確定相位時間，其中，通行流量越大，則通行時間越長(即綠燈時間越長)。

進一步的，本發明的上述實施例中步驟11包括：

步驟111，獲取預設時長內每個通行方向上通過路口的行人的第一流量；

步驟112，獲取所述預設時長每個通行方向上通過路口的車輛流量；

步驟113，按照預設規則將所述車輛流量轉換為第二流量。

本發明實施例中將各種交通工具的通行效率等效為行人的通行效率，並結 合各個通行方向上通過路口的行人的流量來設置交通燈的各個相位時間。則首先本發明實施例需要通過步驟111和步驟112來獲取行人流量和車輛流量；需要說明的是，其步驟111與步驟112沒有嚴格的先後順序，可先獲取行人流量再獲取車輛流量，也可先獲取車輛流量再獲取行人流量，也可同時獲取行人流量和車輛流量，在此不作具體限定。具體的，步驟111獲得的行人流量即為本申請的第一流量，而步驟112獲得的車輛流量需按照預設規則進行轉換，才能得到本申請的第二流量。

其中，其轉換過程具體為，即步驟113包括：

步驟1131，獲取通過路口的車輛的車輛信息，所述車輛信息至少包括車輛的形狀及車輛的大小；

步驟1132，獲取與所述車輛信息匹配的轉換參數；

步驟1133，根據所述車輛流量和所述轉換參數，確定所述第二流量。

本發明上述實施例主要應用於一種十字路口通行策略的管理系統，該系統可以通過設置在十字路口的攝像頭來獲取通行流量信息，具體的，對於車輛而言，可以通過預先在管理系統內設置有不同車輛的形狀、大小等參數信息，根據攝像頭獲取的車輛信息，利用圖像處理算法對車輛的形狀、大小等進行識別，並與預先在管理系統內設置的車輛的形狀、大小等信息進行匹配，根據匹配的結果，對車輛賦予一轉換參數，利用該轉換參數即可將車輛流程等效為行人流量；而對於行人而言，可以通過行人的臉部的朝向來具體判斷行人究竟是從東西方向過馬路還是從南北方向過馬路。

具體的，步驟1133包括：

將所述車輛流量與所述轉換參數相乘，得到所述第二流量。

舉例說明如下：

由於不同類型的車載客量不同，為了計算通過路口的人的流量，可以將路口的車輛轉換為行人的通行流量，其中，可以將不同的車型通過轉化參數轉化為不同的行人，具體的，可以根據實際不同車型的平均載客人數將路口的車輛轉換為行人的通行流量，舉例來說，可以設置私家車的行人通過轉換參數為1.73；公交車的行人通過轉換參數為63.3，電動車的行人通過轉換參數為1.1。

具體的，根據如下公式獲取預設時長C內從東西方向通過路口的通行流量：

東西方向通過路口的通行流量等於東西方向通過路口的行人的第一流量與東西方向通過路口的車輛轉換為行人的第二流量之和，即：

E1＝qp+Σqvi*qi

其中，E1是預設時長C內從東西方向通過路口的通行流量，qp為東西方向通過路口行人的第一流量，qvi為東西方向通過路口的類型為i的車輛流量，qi為該類型車輛的行人通過轉換參數。

同理，根據如下公式獲取預設時長C內從南北方向通過路口的通行流量：

南北方向通過路口的通行流量等於南北方向通過路口行人的第一流量與南北方向通過路口的車輛轉換為行人的第二流量之和，即：

E2＝qs+∑qsi*qi

E2是預設時長C內從南北方向通過路口的通行流量，qs為南北方向通過路口的行人的第一流量，qsi為南北方向通過路口的類型為i的車輛流量，qi為該類型車輛的行人通過轉化參數。

進一步的，本發明的上述實施例中所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向(東西通行方向)和第二通行方向(南北通行方向)；

具體的，步驟12包括：

步驟121，根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量以及交通燈的黃燈相位時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間。

為了使得更多的人通過，若東西方向通過路口的人的流量大則相應的東西方向的綠燈時間應設置的稍長。

在一個紅綠燈周期T內南北方向綠燈(東西方向紅燈)的時間C1，與東西方向綠燈(南北方向紅燈)的時間C2的比值等於預設時長C內從南北方向通過路口的人的流量E2與預設時長C內從東西方向通過路口的人的流量E1的比值。

具體的，在一個紅綠燈周期T內南北方向綠燈(東西方向紅燈)的時間C1，與東西方向綠燈(南北方向紅燈)的時間C2的比值滿足如下等式：

其中，C1為在一個紅綠燈周期T內南北方向綠燈(東西方向紅燈)的時間，C2為東西方向綠燈(南北方向紅燈)的時間。

需要說明的是，由於交通燈的設置中還包括一個黃燈的設置，其黃燈設置於綠燈之後，其中黃燈時間即為兩個通行方向上的綠燈之間的間隔時間R。一般情況下，對應於50km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取3s；對應於60km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取4s；對應於70km/h容許最高速度，過渡的黃燈時間取5s。

那麼在整個周期內紅綠燈的時間分配還滿足如下條件：C1+C2＝T-R；

繼而根據

C1+C2＝T-R

可得到一個周期T內南北方向綠燈(東西方向紅燈)的時間和東西方向綠燈(南北方向紅燈)的時間。

需要說明的，上述計算紅綠燈的發那個方法僅為理想狀態下的算法，本發明實施例還提供一種考慮損失時間的算法，具體如下：

所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

步驟12包括：

步驟122，根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量、交通燈的黃燈相位時間以及交通燈一個周期內的損失時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間；其中，所述損失時間為啟動延遲時間和結束滯後時間的差值，所述啟動延遲時間為看到綠燈到車輛啟動的反應時間，所述結束滯後時間為綠燈關閉到最後一輛車通過的時間。

具體地，L為一個周期內總的損失時間，該損失時間等於啟動延遲時間與結束滯後時間的差值，其中，啟動延遲時間即為司機看到綠燈到車子啟動的反應時間，結束滯後時間即綠燈關閉到最後一輛車通過的時間。

整個周期的總損失時間為各個相位總損失時間的和加上各個綠燈間隔時間R，即L＝∑I+R。那麼在整個周期內紅綠燈的時間分配還滿足如下條件：

C1+C2＝T-L；

繼而根據

C1+C2＝T-L

可得到一個周期T內南北方向綠燈(東西方向紅燈)的時間和東西方向綠燈(南北方向紅燈)的時間。

需要說明的是，預設時長C可以為5-10分鐘，當前十字路口的紅綠燈可以每隔1至2個小時變化，從而可以根據上下班的高峰期或者節假日人流量的不同對紅綠燈的時長進行改變。

綜上，本發明的上述實施例提供的交通燈的控制方法，基於行人通行效率的十字路口通行策略可以根據交通流量調整紅綠燈各相位時間，同時考慮了十字路口的行人通過效率。需要說明的是，本技術方案中通過路口的行人不完全是實際的在路上行走的行人，其中還包括了將車輛等效成行人後的行人，通過將車輛等效成行人至少代表了在某一方向上可能通過的人流量的趨勢，根據這一趨勢來對紅綠燈的相位進行動態的變化，可以使更多的行人通過十字路口，因而可以提升整個城市的出行效率。

為了更好的實現上述目的，如圖3所示，本發明實施例還提供一種交通燈的控制裝置，包括：

獲取模塊31，用於獲取預設時長內一路口的每個通行方向上的通行流量；所述通行流量包括每個通行方向上通過路口的行人的第一流量以及由每個通行方向上通過路口的車輛流量轉換得到的第二流量；

確定模塊32，用於根據所述每個通行方向上的通行流量，確定每個通行方向上的交通燈的相位時間。

具體的，本發明的上述實施例中所述獲取模塊31包括：

第一獲取子模塊，用於獲取預設時長內每個通行方向上通過路口的行人的第一流量；

第二獲取子模塊，用於獲取所述預設時長每個通行方向上通過路口的車輛流量；

第三獲取子模塊，用於按照預設規則將所述車輛流量轉換為第二流量。

具體的，本發明的上述實施例中所述第三獲取子模塊包括：

信息獲取單元，用於獲取通過路口的車輛的車輛信息，所述車輛信息至少 包括車輛的形狀及車輛的大小；

參數獲取單元，用於獲取與所述車輛信息匹配的轉換參數；

確定單元，用於根據所述車輛流量和所述轉換參數，確定所述第二流量。

具體的，本發明的上述實施例中所述確定單元包括：

確定子單元，用於將所述車輛流量與所述轉換參數相乘，得到所述第二流量。

具體的，本發明的上述實施例中所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述確定模塊32包括：

第一確定子模塊，用於根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量以及交通燈的黃燈相位時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間。

具體的，本發明的上述實施例中所述路口為十字路口，所述通行方向包括：相互垂直的第一通行方向和第二通行方向；

所述確定模塊32包括：

第二確定子模塊，用於根據所述第一通行方向上的通行流量、第二通行方向上的通行流量、交通燈的黃燈相位時間以及交通燈一個周期內的損失時間，確定所述第一通行方向和第二通行方向上的紅燈相位時間和綠燈相位時間；其中，所述損失時間為啟動延遲時間和結束滯後時間的差值，所述啟動延遲時間為看到綠燈到車輛啟動的反應時間，所述結束滯後時間為綠燈關閉到最後一輛車通過的時間。

需要說明的是，本發明實施例提供的交通燈的控制裝置的是應用上述交通燈的控制方法的控制裝置，則上述交通燈的控制方法的所有實施例均適用於該控制裝置，且均能達到相同或相似的有益效果。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。