CN109584583A - 同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***及方法 - Google Patents

同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***，包括布置于路口的右转信号灯、行人信号灯，右转信号灯及行人信号灯由信号控制器控制，将原来行人信号灯绿灯设置所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，其特征在于，还包括：信号相位检测设备；用于检测右转车道上车辆排队长度的右转车检测设备；行人检测设备。本发明的另一个技术方案是提供了一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法。本发明精细化分割了直行依据绿灯配时时长，并合理给予右转车和过街行人通行权，不仅保障了行人过街的需求和安全，同时也考虑到右转车的通行效率。

Description

同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***及方法
技术领域
本发明涉及一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***及方法。
背景技术
随着社会经济的不断发展，机动车保有量不断攀升，城市交叉口人车抢道乱象问题日益突出，一方面，行人与右转车在空间和时间上均存在冲突，易导致交通事故频发；另一方面机动车迫于礼让行人政策及行人弱势群体地位，有时不得不频繁停车，从而影响交通通行能力，因此，人车抢道乱象不仅危害群众生命安全，同时，降低交通通行效率。
目前，城市交叉口信号控制***主要从机动车的角度出发制订信号配时方案，并且在一般情况下，交叉口右转车道不受信号灯控制，可随时完成右转进入对应出口道；而针对行人(指右转车对应出口道斑马线处的过街行人，下文同)过街信号配时，通常的做法为：依据同方向直行车道绿灯时长，设置行人绿灯时长，将此行人绿灯时长设置所参考的同方向直行车道绿灯时长定义为直行依据绿灯时长。但该做法下的行人绿灯时长较为固定，因此不能很好匹配行人过街数量的波动规律；并且在此绿灯相位中右转车与过街行人存在严重的路权冲突。
现行右转车和行人的信号配时方案存在以下问题：(1)行人信号灯绿灯启亮时，大量等待过街行人集中过街，此时右转车辆通过行人间隙过街难度较大，且个别右转车辆强行通过危及过街行人人身安全；(2)行人信号灯绿灯末期时段，过街行人较少，此时机动车易形成连续车流，极少数行人过街一方面打断右转车连续车流，降低右转车的通行能力，另一方面危机行人自身安全。
发明内容
本发明解决的技术问题是：通常情况下，交叉口进口道右转车与对应出口道斑马线过街行人在时间和空间上均存在冲突，经常影响右转车的通行效率和危机过街行人的人身安全。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***，包括布置于路口的右转信号灯、行人信号灯，右转信号灯及行人信号灯由信号控制器控制，将原来行人信号灯绿灯设置所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，其特征在于，还包括：
信号相位检测设备，用于检测右转信号灯及行人信号灯的相位是否为直行依据绿灯的启亮时刻；
用于检测右转车道上车辆排队长度的右转车检测设备，右转车检测设备将车辆排队长度发送至信号控制器，由信号控制器依据车辆排队长度确定行人间隔阈值；
行人检测设备，用于检测行人进入斑马线的进入时间并计算当前进入行人与前一个进入斑马线的行人的进入时间之间的抵达间隔时间(若有)，将进入时间及抵达间隔时间发送给信号控制器，由信号控制器将接收到的进入时间或抵达间隔时间与行人间隔阈值相比较，得到下一个绿灯周期的右转信号灯及行人信号灯的相位控制策略。
优选地，将所述直行依据绿灯相位划分为三个相位状态：相位状态一为集中过街时段：所述行人信号灯处于相位状态一时，给予行人通行权，所述右转信号灯处于相位状态一时，右转车辆禁止通行；相位状态二为离散抵达时段：所述行人信号灯处于相位状态二时，给予行人通行权，所述右转信号灯处于相位状态二时，给予右转车辆通行权；相位状态三为零星抵达阶段：所述行人信号灯处于相位状态三时，禁止行人过街，所述右转信号灯处于相位状态三时，给予右转车辆通行权。
本发明的另一个技术方案是提供了一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将行人信号灯绿灯所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，将直行依据绿灯相位划分为三个相位状态：相位状态一为集中过街时段：行人信号灯处于相位状态一时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态一时，右转车辆禁止通行；相位状态二为离散抵达时段：行人信号灯处于相位状态二时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态二时，给予右转车辆通行权；相位状态三为零星抵达阶段：行人信号灯处于相位状态三时，禁止行人过街，右转信号灯处于相位状态三时，给予右转车辆通行权；相位状态一与相位状态二之间存在分割点Cutpoint1，相位状态二与相位状态三之间存在分割点Cutpoint2；
步骤2、信号相位检测设备检测右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位是否为右转车与过街行人的直行依据绿灯的启亮时刻，若是，则右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一，且进入步骤3；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位处于直行依据绿灯期间的其他时刻，则保持当前相位状态，进入步骤5；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位不处于直行依据绿灯相位内，则右转信号灯和行人信号灯处于红灯状态，信号相位检测设备继续监测；
步骤3、右转车检测设备采集右转车道上车辆排队长度Lcar，并将车辆排队长度Lcar发送至信号控制器，信号控制器判断车辆排队长度Lcar是否超过预先设定的阈值，若超过，则进入步骤4，若未超过，则右转信号灯和行人信号灯执行现有的相位策略；
步骤4、信号控制器根据车辆排队长度Lcar确定相邻行人间隔阈值GTha和GThb，其中，相邻行人为前后进入斑马线的相邻的两个行人，且GTha＜GThb；
步骤5、由信号相位检测设备识别出直行依据绿灯的启亮时刻Tgreen，进而由行人检测设备检测行人进入斑马线的进入时间T并计算与前一个进入斑马线的行人之间的抵达间隔时间Tgap(若有)，并实时将进入时间T及抵达间隔时间Tgap发送至信号控制器；
步骤6、信号控制器依据进入时间T或抵达间隔时间Tgap与相邻行人间隔阈值GTha和GThb的对比调整相位策略，右转信号灯和行人信号灯执行调整后的相位策略。
优选地，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、预先设定不同的车辆排队长度Lcar与不同的右转车通行权比重Rcar之间的对应关系一，并预先设定不同的右转车通行权比重Rcar与不同的相邻行人间隔阈值GTha和GThb之间的对应关系二；
步骤4.2、信号控制器根据接收到的车辆排队长度Lcar查找对应关系一得到相应的右转车通行权比重Rcar，再根据查找到的右转车通行权比重Rcar查找对应关系二得到相应的相邻行人间隔阈值GTha和GThb。
优选地，步骤6中，调整相位策略包括以下步骤
步骤6.1、如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GTha或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GTha，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态二，根据启亮时刻Tgreen和行人进入斑马线的进入时间T得到分割点Cutpoint1；
如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GThb或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GThb，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态三，根据启亮时刻Tgreen和行人进入斑马线的进入时间T得到分割点Cutpoint2；
其他情况下，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一。
步骤6.2、基于调整后的相位状态及分割点Cutpoint1、分割点Cutpoint2形成新的相位策略。
本发明精细化分割了依据配时时长，并合理给予右转车和过街行人通行权，不仅保障了行人过街的需求和安全，同时也考虑到右转车的通行效率。
附图说明
图1为智能控制组成示意图；
图2为路口设备安装示意图；
图3为***逻辑流程图；
图4为优化信号配时方案图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
在本发明中，将原来行人信号灯绿灯设置所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯。
结合图1及图2，本发明提供的一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***，包括布置于路口的右转信号灯6及行人信号灯7-1、7-2。右转信号灯6及行人信号灯7-1、7-2由信号控制器5控制。信号控制器5对右转信号灯6及行人信号灯7-1、7-2进行控制时，由路口信号机3接收信号控制器5生成的信号变更指令，并将信号变更指令下发至右转信号灯6及行人信号灯7-1、7-2。
本发明还包括用于检测右转车道上车辆排队长度的右转车检测设备，右转车检测设备可采用地感环形线圈、视频检测器、地磁等实现。在本实施例中，右转车检测设备由连续排列在右转车道上的多个地感环形线圈1实现，相邻两个地感环形线圈1之间间隔一定距离。
行人检测设备2-1、2-2，用于检测行人进入斑马线的进入时间并计算与前一个进入斑马线行人之间的抵达间隔时间(若有)，将进入时间及抵达间隔时间发送给信号控制器，由信号控制器将接收到的进入时间或抵达间隔时间与行人间隔阈值相比较，得到下一个绿灯周期的右转信号灯及行人信号灯的相位控制策略。
信号相位检测设备4，用于检测右转信号灯6及行人信号灯7-1、7-2的相位是否为直行依据绿灯的启亮时刻。
本发明还提供了一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法，结合图3，包括以下步骤：
步骤1、将原来行人信号灯绿灯所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，将直行依据绿灯相位划分为三个相位状态：相位状态一为集中过街时段：行人信号灯处于相位状态一时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态一时，右转车辆禁止通行；相位状态二为离散抵达时段：行人信号灯处于相位状态二时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态二时，给予右转车辆通行权；相位状态三为零星抵达阶段：行人信号灯处于相位状态三时，禁止行人过街，右转信号灯处于相位状态三时，给予右转车辆通行权；相位状态一与相位状态二之间存在分割点Cutpoint1，相位状态二与相位状态三之间存在分割点Cutpoint2；
步骤2、信号相位检测设备检测右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位是否为右转车与过街行人的直行依据绿灯的启亮时刻，若是，则右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一，且进入步骤3；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位处于直行依据绿灯期间的其他时刻，则保持当前相位状态，进入步骤5；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位不处于直行依据绿灯相位内，则右转信号灯和行人信号灯处于红灯状态，信号相位检测设备继续监测；
步骤3、右转车检测设备采集右转车道上车辆排队长度Lcar，并将车辆排队长度Lcar发送至信号控制器，信号控制器判断车辆排队长度Lcar是否超过预先设定的阈值，若超过，则进入步骤4，若未超过，则右转信号灯和行人信号灯执行现有的相位策略；
步骤4、信号控制器根据车辆排队长度Lcar确定相邻行人间隔阈值GTha和GThb，其中，相邻行人为前后入斑马线的相邻的两个行人，且GTha＜GThb，步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、预先设定不同的车辆排队长度Lcar与不同的右转车通行权比重Rcar之间的对应关系一，并预先设定不同的右转车通行权比重Rcar与不同的相邻行人间隔阈值GTha和GThb之间的对应关系二；
在本实施例中，对应关系一如表1所示：
表1右转车的排队长度与通行权比重的对应关系
对应关系二如表2所示：
表2右转车通行权比重Rcar与相邻行人间隔阈值GTha和GThb关系表
步骤4.2、信号控制器根据接收到的车辆排队长度Lcar查找对应关系一得到相应的右转车通行权比重Rcar，再根据查找到的右转车通行权比重Rcar查找对应关系二得到相应的相邻行人间隔阈值GTha和GThb。
步骤5、由信号相位检测设备识别出直行依据绿灯的启亮时刻Tgreen，进而由行人检测设备检测行人从人行道固定位置进入斑马线的进入时间T并计算与前一个进入斑马线行人之间的抵达间隔时间Tgap(若有)，并实时将进入时间T及抵达间隔时间Tgap发送至信号控制器；
步骤6、信号控制器依据进入时间T或抵达间隔时间Tgap与相邻行人间隔阈值GTha和GThb的对比调整相位策略，右转信号灯和行人信号灯执行调整后的相位策略，调整相位策略包括以下步骤
步骤6.1、如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GTha或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GTha，相应信号灯进入闪烁状态t秒，之后变更信号灯颜色，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态二，根据启亮时刻Tgreen和行人进入时间T得到分割点Cutpoint1；
如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GThb或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GThb，相应信号灯进入闪烁状态t秒，之后变更信号灯颜色，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态三，根据启亮时刻Tgreen和行人进入时间T得到分割点Cutpoint2；
其他情况下，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一；
步骤6.2、基于调整后的相位状态及分割点Cutpoint1、分割点Cutpoint2形成新的相位策略如图4所示。

Claims (5)

1.一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***，包括布置于路口的右转信号灯、行人信号灯，右转信号灯及行人信号灯由信号控制器控制，将原来行人信号灯绿灯设置所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，其特征在于，还包括：
信号相位检测设备，用于检测右转信号灯及行人信号灯的相位是否为直行依据绿灯的启亮时刻；
用于检测右转车道上车辆排队长度的右转车检测设备，右转车检测设备将车辆排队长度发送至信号控制器，由信号控制器依据车辆排队长度确定行人间隔阈值；
行人检测设备，用于检测行人进入斑马线的进入时间或前后相邻的两个行人进入斑马线的抵达间隔时间，将进入时间及抵达间隔时间发送给信号控制器，由信号控制器将接收到的进入时间或抵达间隔时间与行人间隔阈值相比较，得到下一个绿灯周期的右转信号灯及行人信号灯的相位控制策略。
2.如权利要求1所述的一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制***，其特征在于，将所述直行依据绿灯相位划分为三个相位状态：相位状态一为集中过街时段：所述行人信号灯处于相位状态一时，给予行人通行权，所述右转信号灯处于相位状态一时，右转车辆禁止通行；相位状态二为离散抵达时段：所述行人信号灯处于相位状态二时，给予行人通行权，所述右转信号灯处于相位状态二时，给予右转车辆通行权；相位状态三为零星抵达阶段：所述行人信号灯处于相位状态三时，禁止行人过街，所述右转信号灯处于相位状态三时，给予右转车辆通行权。
3.一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将行人信号灯绿灯所参考的同方向直行车道绿灯定义为直行依据绿灯，将直行依据绿灯相位划分为三个相位状态：相位状态一为集中过街时段：行人信号灯处于相位状态一时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态一时，右转车辆禁止通行；相位状态二为离散抵达时段：行人信号灯处于相位状态二时，给予行人通行权，右转信号灯处于相位状态二时，给予右转车辆通行权；相位状态三为零星抵达阶段：行人信号灯处于相位状态三时，禁止行人过街，右转信号灯处于相位状态三时，给予右转车辆通行权；相位状态一与相位状态二之间存在分割点Cutpoint1，相位状态二与相位状态三之间存在分割点Cutpoint2；
步骤2、信号相位检测设备检测右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位是否为右转车与过街行人的直行依据绿灯的启亮时刻，若是，则右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一，且进入步骤3；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位处于直行依据绿灯期间的其他时刻，则保持当前相位状态，进入步骤5；若右转信号灯和行人信号灯的当前运行相位不处于直行依据绿灯相位内，则右转信号灯和行人信号灯处于红灯状态，信号相位检测设备继续监测；
步骤3、右转车检测设备采集右转车道上车辆排队长度Lcar，并将车辆排队长度Lcar发送至信号控制器，信号控制器判断车辆排队长度Lcar是否超过预先设定的阈值，若超过，则进入步骤4，若未超过，则右转信号灯和行人信号灯执行现有的相位策略；
步骤4、信号控制器根据车辆排队长度Lcar确定相邻行人间隔阈值GTha和GThb，其中，相邻行人为前后相进入斑马线的邻的两个行人，GTha＜GThb；
步骤5、由信号相位检测设备识别出直行依据绿灯的启亮时刻Tgreen，进而由行人检测设备检测行人进入斑马线的进入时间T并计算与前一个进入斑马线行人之间的抵达间隔时间Tgap，并实时将进入时间T及抵达间隔时间Tgap发送至信号控制器；
步骤6、信号控制器依据进入时间T或抵达间隔时间Tgap与相邻行人间隔阈值GTha和GThb的对比调整相位策略，右转信号灯和行人信号灯执行调整后的相位策略。
4.如权利要求3所述的一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：
步骤4.1、预先设定不同的车辆排队长度Lcar与不同的右转车通行权比重Rcar之间的对应关系一，并预先设定不同的右转车通行权比重Rcar与不同的相邻行人间隔阈值GTha和GThb之间的对应关系二；
步骤4.2、信号控制器根据接收到的车辆排队长度Lcar查找对应关系一得到相应的右转车通行权比重Rcar，再根据查找到的右转车通行权比重Rcar查找对应关系二得到相应的相邻行人间隔阈值GTha和GThb。
5.如权利要求3所述的一种同相位右转车与过街行人的智能精细化控制方法，其特征在于，步骤6中，调整相位策略包括以下步骤
步骤6.1、如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GTha或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GTha，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态二，根据启亮时刻Tgreen和行人进入时间T得到分割点Cutpoint1；
如果(***当下时间-进入时间T)>相邻行人间隔阈值GThb或抵达间隔时间Tgap>相邻行人间隔阈值GThb，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态三，根据启亮时刻Tgreen和行人进入时间T得到分割点Cutpoint2；
其他情况下，右转信号灯和行人信号灯进入相位状态一；
步骤6.2、基于调整后的相位状态及分割点Cutpoint1、分割点Cutpoint2形成新的相位策略。
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