一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法

摘要

本发明公开了一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法，涉及智能交通技术领域，包括如下步骤：检测沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量和沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量，将L1与L2进行比对，根据比对结果并结合预设绿灯时长、预设等待时长，自适应跳转红绿灯的时间，使得车辆通行效率更高；检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目，避免导致两个方向的车辆都滞留在十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵，使车辆通行效率更高；检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目，避免有行人在红路灯转换时滞留在斑马线，而相对方向车辆驶来造成交通事故，保护行人安全。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体为一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法。

背景技术

现在社会(尤其是一二线城市)中的车辆数量与日俱增，随之而来的是道路的拥堵，尤其是十字路口的拥堵，严重影响出行体验、降低社会工作效率、降低民众幸福指数。

目前，各个道路口的红绿灯均采用红绿灯隔多少秒交替变换一次的规则，这种规则虽然保证了各个道路的公平，但是一方面，在主要干道与辅助支道相交的路口，这种规则会导致主要干道堵塞有大量的车辆，但是另一侧过红绿灯的车辆却没有多少，导致时间的浪费；

另一方面，在主要干道，例如当南北方向绿灯时，由于需要经过十字路口的车辆较多而又行驶缓慢，可能有些南北方向的车辆在进入十字路口中间、但还未完全经过十字路口时，南北方向绿灯已经变红灯，在现有技术的红绿灯控制下，此时对面方向(东西方向)由红灯变为绿灯，东西方向的车辆也进入十字路口中，导致两个方向的车辆都滞留在十字路口；接下来南北方向再次变为绿灯时候，将有更多的车辆进入十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵。为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法。本发明结合第一方向和第二方向的车道容纳车量，自适应跳转红绿灯的时间，使得车辆通行效率更高；同时检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目；在第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；避免导致两个方向的车辆都滞留在十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵；使车辆通行效率更高；该方法还包括检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目；在第一滞留行人数目大于0时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留行人数目等于0；避免有行人在红路灯转换时滞留在斑马线，而相对方向车辆驶来造成交通事故，保护行人安全。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法，路口为只有南北直行机动车道、东西直行机动车道和斑马线组成的路口，包括如下步骤：

步骤一：在十字路口四周和距离十字路口预设距离的机动车道上设置若干个车辆传感器，所述车辆传感器用于感测十字路口和/或十字路口附近的各个通行方向上的车辆数目；

在斑马线两端设置若干个行人传感器，所述行人传感器用于感测十字路口四周斑马线的各个通行方向上的行人数目；

在人行道两端的等候区分别设置用于感应等候区是否有人的热释电传感器；

步骤二：检测沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L1，检测沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L2；所述第一方向为南北方向，第二方向为东西方向；

步骤三：当第一方向绿灯时，从第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时开始计时，将绿灯持续时长标记为TLi；

将绿灯持续时长TLi与预设绿灯时长相比对；

步骤四：若TLi≤预设绿灯时长，将L1与L2进行比对，根据比对结果，自适应跳转红绿灯的时间；具体为：

S21：若L1≥L2且L2＝0，表明第二方向无车，则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，继续观察L2，当L2>0时开始计时，将L2>0的时长标记为相对车辆等待时长T1，继续将L1与L2进行比对；

若L1≥L2，则相对车辆等待时长T1达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号；

若L1

S22：若L1≥L2且L2>0；则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，继续将L1与L2进行比对；

若L1≥L2，则TLi达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号，所述预设等待时长大于预设绿灯时长；

若L1

S23：若L1

S24：若L10，则TLi达到预设绿灯时长时，将绿灯信号转变为红灯信号；

步骤五：当第一方向红灯时，从第一方向的红绿灯最近一次变为红灯状态时开始计时，将红灯持续时长标记为THi；将红灯持续时长THi与预设红灯时长相比对；所述预设红灯时长＝预设绿灯时长；

步骤六：若THi≤预设红灯时长，将L1与L2进行比对；根据比对结果，自适应跳转红绿灯的时间；具体为：

S61：若L1>L2且L2＝0，则将红灯信号转变为绿灯信号；

S62：若L1>L2且L2>0，则THi达到预设红灯时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

S63：若L1≤L2且L1＝0，则THi达到预设红灯时长时，保持红灯信号不变；继续观察L1，当L1>0时开始计时，将L1>0的时长标记为相向车辆等待时长T2，继续将L1与L2进行比对；

若L1≤L2，则相向车辆等待时长T2达到预设等待时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

若L1>L2且L1>L2的时长超过第一阈值，则将红灯信号转变为绿灯信号；

S64：L1≤L2且L1>0；则THi达到预设红灯时长时，保持红灯信号不变，继续将L1与L2进行比对；

若L1≤L2，则THi达到预设等待时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

若L1>L2且L1>L2的时长超过第一阈值，则将红灯信号转变为绿灯信号。

进一步地，沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量为：从初始时刻起，沿第一方向向十字路口行驶的车辆数量数目与沿第一方向进入十字路口的车辆数量数目之差；

沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量为：从初始时刻起，沿第二方向向十字路口行驶的车辆数量数目与沿第二方向进入十字路口的车辆数量数目之差；所述初始时刻为与十字路口相连通的各个车道上均无车的时刻。

进一步地，该方法还包括：检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目；

在第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；

所述第一滞留车辆数目为从十字路口的第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第一方向进入十字路口的车辆数目与离开十字路口的车辆数目之差；其中，第二主阈值小于第一主阈值。

进一步地，该方法还包括：检测沿第二方向进入十字路口并滞留的第二滞留车辆数目；

在第二滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第一方向的绿灯点亮，直到第二滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；

所述第二滞留车辆数目为从十字路口的第二方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第二方向进入十字路口的车辆数目与离开十字路口的车辆数目之差。

进一步地，该方法还包括：检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目；在第一滞留行人数目大于0时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留行人数目等于0；第一滞留行人数目为从十字路口的第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第一方向进入斑马线的行人数目与离开斑马线的行人数目之差；

检测沿第二方向进入斑马线并滞留的第二滞留行人数目；在第二滞留行人数目大于0时，禁止第一方向的绿灯点亮，直到第二滞留行人数目等于0；第二滞留行人数目为从十字路口的第二方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第二方向进入斑马线的行人数目与离开斑马线的行人数目之差。

进一步地，当第一方向绿灯时，检测第二方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将绿灯信号转变为红灯信号；

当第一方向红灯时，检测第一方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将红灯信号转变为绿灯信号。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过检测沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量和沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量，将L1与L2进行比对，并结合预设绿灯时长和预设等待时长，根据比对结果自适应跳转红绿灯的时间，使得车辆通行效率更高；

2、本发明通过检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目在第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；避免导致两个方向的车辆都滞留在十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵；

3、本发明通过检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目；在第一滞留行人数目大于0时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留行人数目等于0，避免有行人在红路灯转换时滞留在斑马线，而相对方向车辆驶来造成交通事故，保护行人安全；

4、当第一方向绿灯时，本发明通过检测第二方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将绿灯信号转变为红灯信号；使得行人和车辆通行效率更高，同时体现了交通规则中车辆礼让行人的准则，共同维护交通安全。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的流程示意图。

图2为本发明实施例中十字路口的车辆行驶方向示意图。

图2中的附图标记清单如下：

1--沿第一方向向十字路口行驶的第一车辆计数；

2--沿第一方向进入十字路口的第一车辆计数；

3--沿第一方向离开十字路口的第一车辆计数；

4--沿第一方向驶离车道的第一车辆计数；

5--沿第一方向驶离车道的第二车辆计数；

6--沿第一方向离开十字路口的第二车辆计数；

7--沿第一方向进入十字路口的第二车辆计数；

8--沿第一方向向十字路口行驶的第二车辆计数；

9--沿第二方向离开十字路口的第一车辆计数；

10--沿第二方向驶离车道的第一车辆计数；

11--沿第二方向向十字路口行驶的第一车辆计数；

12--沿第二方向进入十字路口的第一车辆计数；

13--沿第二方向离开十字路口的第二车辆计数；

14--沿第二方向驶离车道的第二车辆计数；

15--沿第二方向向十字路口行驶的第二车辆计数；

16--沿第二方向进入十字路口的第二车辆计数。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法，路口为只有南北直行机动车道、东西直行机动车道和斑马线组成的路口，包括如下步骤：

步骤一：在十字路口四周和距离十字路口预设距离的机动车道上设置若干个车辆传感器，所述车辆传感器用于感测十字路口和/或十字路口附近的各个通行方向上的车辆数目；

步骤二：检测沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L1，检测沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L2；所述第一方向为南北方向，第二方向为东西方向；

步骤三：当第一方向绿灯时，从第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时开始计时，将绿灯持续时长标记为TLi；

将绿灯持续时长TLi与预设绿灯时长相比对；

步骤四：若TLi≤预设绿灯时长，将L1与L2进行比对，根据比对结果，自适应跳转红绿灯的时间；具体为：

S21：若L1≥L2且L2＝0，表明第二方向无车，则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，避免红绿灯转换造成第一方向车辆空等，继续观察L2，当L2>0时开始计时，将L2>0的时长标记为相对车辆等待时长T1，继续将L1与L2进行比对；

若L1≥L2，则相对车辆等待时长T1达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号，避免第二方向车辆等待时间过长，影响车辆通行效率；

若L1

S22：若L1≥L2且L2>0；则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，继续将L1与L2进行比对；

若L1≥L2，则TLi达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号，避免第二方向车辆等待时间过长，影响车辆通行效率；所述预设等待时长大于预设绿灯时长；

若L1

S23：若L1

S24：若L10,则TLi达到预设绿灯时长时，将绿灯信号转变为红灯信号；

步骤五：当第一方向红灯时，从第一方向的红绿灯最近一次变为红灯状态时开始计时，将红灯持续时长标记为THi；将红灯持续时长THi与预设红灯时长相比对；所述预设红灯时长＝预设绿灯时长；

步骤六：若THi≤预设红灯时长，将L1与L2进行比对；根据比对结果，自适应跳转红绿灯的时间；具体为：

S61：若L1>L2且L2＝0，则将红灯信号转变为绿灯信号；

S62：若L1>L2且L2>0，则THi达到预设红灯时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

S63：若L1≤L2且L1＝0，则THi达到预设红灯时长时，保持红灯信号不变；继续观察L1，当L1>0时开始计时，将L1>0的时长标记为相向车辆等待时长T2，继续将L1与L2进行比对；

若L1≤L2，则相向车辆等待时长T2达到预设等待时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

若L1>L2且L1>L2的时长超过第一阈值，则将红灯信号转变为绿灯信号；

S64：L1≤L2且L1>0；则THi达到预设红灯时长时，保持红灯信号不变，继续将L1与L2进行比对；

若L1≤L2，则THi达到预设等待时长时，将红灯信号转变为绿灯信号；

若L1>L2且L1>L2的时长超过第一阈值，则将红灯信号转变为绿灯信号；

沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量为：从初始时刻起，沿第一方向向十字路口行驶的车辆数量数目与沿第一方向进入十字路口的车辆数量数目之差；

沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量为：从初始时刻起，沿第二方向向十字路口行驶的车辆数量数目与沿第二方向进入十字路口的车辆数量数目之差；所述初始时刻为与十字路口相连通的各个车道上均无车的时刻；

车道容纳车量可以通过在十字路口四周和距离十字路口预设距离的机动车道上设置若干个车辆传感器来统计，例如通过在距离十字路口预设距离的机动车道上设置的车辆传感器来记录向十字路口行驶的车辆数量，通过在十字路口四周设置的车辆传感器来记录进入十字路口的车辆数量；

如图2所示，沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量L1可以通过公式L1＝1+8-7-2计算得到；沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量L2可以通过公式L2＝15+11-16-12计算得到；

该方法还包括：检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目；在第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值，其中，第二主阈值小于第一主阈值；

第一滞留车辆数目为从十字路口的第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第一方向进入十字路口的车辆数目与离开十字路口的车辆数目之差；如图2所示，第一滞留车辆数目＝7+2-6-3；当第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，在第一方向的绿灯结束后保持红灯，停止第一方向的车辆进入十字路口，同时将原本将要变绿灯的第二方向红绿灯保持红灯，停止第二方向的车辆进入十字路口，直到十字路口中的第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值，点亮第二方向的绿灯，允许第二方向的车辆进入十字路口；避免导致两个方向的车辆都滞留在十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵；

该方法还包括：检测沿第二方向进入十字路口并滞留的第二滞留车辆数目；

在第二滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第一方向的绿灯点亮，直到第二滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；

第二滞留车辆数目为从十字路口的第二方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第二方向进入十字路口的车辆数目与离开十字路口的车辆数目之差；如图2所示，第二滞留车辆数目＝16+12-9-13；当第二滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，在第二方向的绿灯结束后保持红灯，停止第二方向的车辆进入十字路口，同时将原本将要变绿灯的第一方向红绿灯保持红灯，停止第一方向的车辆进入十字路口，直到十字路口中的第二滞留车辆数目小于预定的第二主阈值，点亮第一方向的绿灯，允许第一方向的车辆进入十字路口；

该方法还包括：在斑马线两端设置若干个行人传感器，所述行人传感器用于感测十字路口四周斑马线的各个通行方向上的行人数目；

在人行道两端的等候区分别设置用于感应等候区是否有人的热释电传感器；检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目；在第一滞留行人数目大于0时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留行人数目等于0；第一滞留行人数目为从十字路口的第一方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第一方向进入斑马线的行人数目与离开斑马线的行人数目之差；

当第一滞留行人数目大于0时，在第一方向的绿灯结束后保持红灯，停止第一方向的行人进入斑马线，同时将原本将要变绿灯的第二方向红绿灯保持红灯，停止第二方向的车辆进入十字路口，直到斑马线中的第一滞留行人数目等于0，点亮第二方向的绿灯，允许第二方向的车辆进入十字路口；避免有行人在红路灯转换时滞留在斑马线，而相对方向车辆驶来造成交通事故，保护行人安全；

该方法还包括：检测沿第二方向进入斑马线并滞留的第二滞留行人数目；在第二滞留行人数目大于0时，禁止第一方向的绿灯点亮，直到第二滞留行人数目等于0；第二滞留行人数目为从十字路口的第二方向的红绿灯最近一次变为绿灯状态时起，沿第二方向进入斑马线的行人数目与离开斑马线的行人数目之差；

当第二滞留行人数目大于0时，在第二方向的绿灯结束后保持红灯，停止第二方向的行人进入斑马线，同时将原本将要变绿灯的第一方向红绿灯保持红灯，停止第一方向的车辆进入十字路口，直到斑马线中的第二滞留行人数目等于0，点亮第一方向的绿灯，允许第一方向的车辆进入十字路口；

该方法还包括：当第一方向绿灯时，检测第二方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将绿灯信号转变为红灯信号；

当第一方向红灯时，检测第一方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将红灯信号转变为绿灯信号；本发明自适应跳转红绿灯的时间，使得行人和车辆通行效率更高，同时体现了交通规则中车辆礼让行人的准则，共同维护交通安全。

一种红绿灯路口分段区间实时数值的自适应计算方法，在工作时，检测沿第一方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L1，检测沿第二方向向十字路口行驶的车道容纳车量，并标记为L2；当第一方向绿灯时，将绿灯持续时长TLi与预设绿灯时长相比对，若TLi≤预设绿灯时长，将L1与L2进行比对，若L1≥L2且L2＝0；则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，避免第一方向的车辆空等，然后继续观察L2，当L2>0时开始计时，将L2>0的时长标记为相对车辆等待时长T1，继续将L1与L2进行比对；若L1≥L2，则相对车辆等待时长T1达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号，避免第二方向的车辆等待时间过长；若L10；则TLi达到预设绿灯时长时，保持绿灯信号不变，继续将L1与L2进行比对；若L1≥L2，则TLi达到预设等待时长时，将绿灯信号转变为红灯信号，若L10,则TLi达到预设绿灯时长时，将绿灯信号转变为红灯信号；当第一方向红灯时，即第二方向为绿灯，与第一方向为绿灯时应用相同原理，对红绿灯转换进行调控，本发明结合第一方向和第二方向的车道容纳车量，自适应跳转红绿灯的时间，使得车辆通行效率更高；

该方法还包括检测沿第一方向进入十字路口并滞留的第一滞留车辆数目；在第一滞留车辆数目大于预定的第一主阈值时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留车辆数目小于预定的第二主阈值；避免导致两个方向的车辆都滞留在十字路口，造成路口车辆积压和严重交通拥堵；使车辆通行效率更高；

该方法还包括检测沿第一方向进入斑马线并滞留的第一滞留行人数目；在第一滞留行人数目大于0时，禁止第二方向的绿灯点亮，直到第一滞留行人数目等于0；避免有行人在红路灯转换时滞留在斑马线，而相对方向车辆驶来造成交通事故，保护行人安全；

该方法还包括当第一方向绿灯时，检测第二方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将绿灯信号转变为红灯信号，当第一方向红灯时，检测第一方向人行道两端的等候区是否有人，当人行道两端等候区中任一一个热释电传感器感应到有人时，行人等候时间开始计时；当行人等候时间达到预设的第二阈值时，将红灯信号转变为绿灯信号；本发明自适应跳转红绿灯的时间，使得行人和车辆通行效率更高，同时体现了交通规则中车辆礼让行人的准则，共同维护交通安全。

上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。