一种交通信号灯动态配时方法及装置与流程

1.本发明一般地涉及交通信号控制领域，更具体地，本发明涉及一种交通信号灯动态配时方法及装置。


背景技术：

2.交通系统是城市繁荣、有序和高速发展的主要支撑条件，现如今交通拥堵已成为众多城市面临的最严重的问题之一，而导致交通拥堵的主要原因是交通信号灯时间分配不合理。合理科学的信号配时方案可以有效提高城市交通系统的运营效率和缓解城市交通拥堵两难问题，而信号配时方案不合理的设置会导致停车换乘系统总体性能变差，不仅会造成一些交叉口时间资源的浪费，更是对整个交通系统的损失。
3.因此，交通信号灯动态配时优化问题的研究，不仅对城市交通控制实施的效果起着重要作用，而且对于提高整个交通系统的运行效率也具有十分重要的意义。当下已经有些信号机支持自适应控制模式，可以根据路口各方向流量情况调整信号灯的控制。信号机一般会根据流量数据制定合适的配时方案，下发信号机执行，但这种做法存在延迟问题，不能针对当前流量情况马上调整。


技术实现要素：

4.为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出一种交通信号灯动态配时方法及装置，用于减少交通信号灯的空放时间，提高路口的通行效率。
5.为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。
6.在一个实施例中，一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，包括以下步骤：设定绿灯的最大时间和绿灯的最小时间；获取当前相位的绿灯执行时间a、当前相位对应的车流量b和下一相位对应的车流量c，其中所述当前相位是指当前处于绿灯的车道，下一相位是指下一个处于绿灯的车道；判断当前相位的绿灯执行时间a是否为绿灯的最大时间；响应于当前相位的绿灯执行时间等于绿灯的最大时间，使信号灯执行下一相位的指令；判断当前相位的绿灯执行时间a是否大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量b是否为零，下一相位的车流量c是否大于零；响应于当前相位的绿灯执行时间a大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量b为零，下一相位车流量c大于零，使信号灯执行下一相位的指令。
7.在一个实施例中，还获取当前相位对应的车流量b、下一相位对应的车流量c和人行道行人流量d；判断当前相位的绿灯执行时间a是否大于最小绿灯时间，当前相位对应的车流量b是否为零，下一相位对应的车流量c是否大于零，人行道行人流量d是否为零；响应于当前相位的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间，当前相位对应的车流量b为零，下一相位对应的车流量c大于零，人行道行人流量d为零，使信号灯执行下一相位的指令。
8.在一个实施例中，还响应于当前相位的绿灯执行时间a大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量b为零，下一相位车流量c大于零，使信号灯增加当前相位的绿灯执行时间f。
9.在一个实施例中，所述信号灯增加绿灯执行时间f后，执行下一相位的指令。
10.在一个实施例中，所述绿灯执行时间f为3s-6s。
11.在一个实施例中，所述绿灯的最大时间和绿灯的最小时间根据信号灯所在的路况设定。
12.在一个实施例中，所述信号灯的相位包括直行、右转和左转。
13.在一个实施例中，所述相位的变化顺序为直行到右转，右转到左转，左转到直行。
14.在一个实施例中，一种交通信号灯动态配时装置包括：处理器以及存储器，所述存储器存储有用于交通信号灯动态配时的计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现权利要求1-8任一所述的交通信号灯动态配时方法。
15.本发明提出的一种交通信号灯动态配时方法及装置，根据各相位实时车流量数据和当前相位信号灯的放行时间，动态控制各相位信号灯的放行时间。动态配时模式时，根据当前相位的绿灯执行时间、当前相位车流量、下相位车流量的大小，控制信号灯是否执行下相位指令。当前相位的绿灯执行时间大于最小绿灯时间，当前相位的车流量为零，下相位的车流量大于零时或者当前相位的绿灯执行时间等于绿灯的最大时间时，控制信号灯执行下相位指令。通过动态配时的方法，可以控制信号灯直行、右转和左转的通行时间，减少路口信号的空放时间，提高路口的通行效率。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：图1是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第一流程图；图2是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第二流程图；图3是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第三流程图；图4是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时装置的示意框图。
具体实施方式
17.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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.下面结合附图来详细描述本发明的具体实施方式。
19.图1是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第一流程图。
20.本发明的实施例1提供了一种交通信号灯动态配时方法包括以下步骤：步骤s1，用户手动设置是否启动动态配时模式，如果是则转步骤s2，否则转步骤s6；步骤s2，获取当前相位的绿灯执行时间a、当前相位的车流量b和下相位的车流量c，并转到步骤s3；步骤s3，判断当前相位的绿灯执行时间是否为绿灯的最大时间，如果是则转到步骤s5，否则转到步骤s4；
步骤s4，判断当前相位的绿灯执行时间a是否大于最小绿灯时间，当前相位的车流量b是否为零，下相位的车流量c是否大于零，当且仅当当前相位的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间，当前相位的车流量b为零，下相位车流量c大于零时，转到步骤s5，否则转到步骤s2；步骤s5，执行下相位的指令，执行后转到s2；步骤s6，结束动态配时模式。
21.本发明的一种信号灯的动态配时方法，根据本相位和下相位的实时车流量数据、人行道行人流量数据以及本相位的放行时间，动态控制相位信号的放行时间。本发明所适用信号灯的相位信息包括直行、右转和左转。相序之间的转换符合信号灯的转变规律，即直行通行后右转通行，右通行后左转通行，左转通行后直行通行。通过动态配时的方法，可以控制信号灯直行、右转和左转的放行时间，减少路口信号的空放时间，有效提升路口的通行效率。
22.以下具体说明直行通行变为右转通行的配时过程。
23.在步骤s1中，用户可以通过按钮或者遥控器控制是否启动动态配时模式，是则转到步骤s2，否则转到步骤s6。
24.在步骤s2中，信号灯的相位包括直行、左转和右转，相位之间的优先级为直行优先于右转，右转优先于左转，当前相位为直行时，通过步骤s2获取直行信号灯的绿灯执行时间a，直行车道的车流量b，右转车道的车流量c。
25.在步骤s3中，判断直行信号灯绿灯的执行时间a是否为绿灯的最大时间（绿灯的最大时间可以根据信号灯所在的具体路况设定），如果是则信号灯执行下相位指令即右转的指令，直行信号灯变为红色，右转信号灯变为绿色；否则转到步骤s4。
26.在步骤s4中，当且仅当直行信号灯的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间（绿灯的最小时间可以根据信号灯所在的具体路况设定），直行车道的车流量b为零，右转车道的车流量c大于零时，转到步骤s5；否则转到步骤s2继续获取直行信号灯的绿灯时间a，直行车道的车流量b，右转车道的车流量c，人行道的行人流量d，此时直行信号灯仍为绿色，右转信号灯为红色。
27.在步骤s5中，只有当直行信号灯的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间，直行车道的车流量b为零，右转车道的车流量c大于零或直行信号灯绿灯的执行时间a等于绿灯的最大时间时，才执行右转的指令并转到步骤s2。此时直行信号灯为红色，右转信号灯为绿色。通过步骤s2获取右转的绿灯执行时间a、右转车道的车流量b、左转车道的车流量c，并进入步骤s3。
28.在步骤s6中，用户未启动动态配时模式，此时信号灯正常运行。
29.基于此，可以实现动态分配信号灯直行通行的时间和右转通行的时间，减少路口信号的空放时间，有效提升路口的通行效率。此外右转通行变为左转通行和左转通行变为直行通行的过程与上述直行通行变为右转通行的配时过程相同，在这里不做赘述。
30.图2是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第二流程图。
31.如图2所示，与图1的不同点在于，在步骤s2中获取当前相位的绿灯执行时间a、当前相位的车流量b、当前相位的人行道行人流量d和下相位的车流量c，并转到步骤s3；在步骤s4中当且仅当当前相位的绿灯执行时间a大于绿灯最小时间，当前相位的车流量b为零，
当前相位的人行道行人流量d为零和下相位的车流量c大于零时，执行下相位的指令。
32.在一个实施例中，在步骤s2中增加当前相位的人行道行人流量d作为信号灯相位变化的参考指标，当且仅当当前相位的绿灯执行时间a大于绿灯最小时间，当前相位的车流量b为零，当前相位人行道行人流量d为零和下相位的车流量c大于零时，执行下相位的指令。其作用是避免行人与车道的交通冲突，减少拥堵和交通事故的发生。
33.在一个实施例中，在步骤s2中当且仅当直行信号灯的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间，直行车道的车流量b为零，人行道的行人流量d等于零，右转车道的车流量c大于零时，转到步骤s5；否则转到步骤s2继续获取直行信号灯的绿灯时间a，直行车道的车流量b，右转车道的车流量c，人行道的行人流量d，此时直行信号灯仍为绿色，右转信号灯为红色。
34.基于此，增加人行道行人的流量d作为信号相位变化的判断因素，从而对交通流量大的交叉口进行有效的控制和管理，使路权分配更加公平、合理、高效。
35.图3是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时方法的第三流程图。
36.如图3所示，与图1的不同点在于，在步骤s4和步骤s5之间增加了一个步骤，该步骤为增加当前相位绿灯的执行时间f。
37.在一个实施例中，在执行下相位指令前增加当前相位绿灯的执行时间f，保护路口中正在执行本相位指令的车辆和行人的安全。增加的绿灯时间f可由用户自行设定，一般可设定为3s-6s。
38.在一个实施例中，为了保护路口中正在直行的车辆和行人的安全，当直行信号灯的绿灯执行时间a大于最小绿灯时间，直行车道的车流量b为零，右转车道的车流量c大于零时，直行的绿灯时间可以增加3s后转到步骤s6，此时直行信号灯为绿色，右转信号灯变为黄色提示车辆与行人右转即将通行。直行的绿灯时间增加3s结束后，直行信号灯变为红色，右转信号灯变为绿色。
39.基于此，增加当前相位绿灯的时间，能够有效地疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故。
40.图4是根据本实施例的一种交通信号灯动态配时装置的示意框图。
41.如图4所示，交通信号灯动态配时装置可以包括处理器和存储器。其中存储器存储有执行本技术实施方式所述的配时方法的计算机指令，当所述计算机指令由处理器运行时，使得设备执行前文一个或多个实施例所述的交通信号灯动态配时方法。基于此，通过交通信号灯动态配时装置，减少了交通信号灯的空放时间，提高了信号灯路口的通行效率。虽然本说明书已经示出和描述了本发明的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本发明思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本发明的过程中，可以采用对本文所描述的本发明实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本发明的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

技术特征：
1.一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，包括以下步骤：设定绿灯的最大时间和绿灯的最小时间；获取当前相位的绿灯执行时间（a）、当前相位对应的车流量（b）和下一相位对应的车流量（c），其中所述当前相位是指当前处于绿灯的车道，下一相位是指下一个处于绿灯的车道；判断当前相位的绿灯执行时间（a）是否为绿灯的最大时间；响应于当前相位的绿灯执行时间等于绿灯的最大时间，使信号灯执行下一相位的指令；判断当前相位的绿灯执行时间（a）是否大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量（b）是否为零，下一相位的车流量（c）是否大于零；响应于当前相位的绿灯执行时间（a）大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量（b）为零，下一相位车流量（c）大于零，使信号灯执行下一相位的指令。2.根据权利要求1所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，还获取当前相位对应的车流量（b）、下一相位对应的车流量（c）和人行道行人流量（d）；判断当前相位的绿灯执行时间（a）是否大于最小绿灯时间，当前相位对应的车流量（b）是否为零，下一相位对应的车流量（c）是否大于零，人行道行人流量（d）是否为零；响应于当前相位的绿灯执行时间（a）大于最小绿灯时间，当前相位对应的车流量（b）为零，下一相位对应的车流量（c）大于零，人行道行人流量（d）为零，使信号灯执行下一相位的指令。3.根据权利要求1所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，还响应于当前相位的绿灯执行时间（a）大于绿灯的最小时间，当前相位的车流量（b）为零，下一相位车流量（c）大于零，使信号灯增加当前相位的绿灯执行时间（f）。4.根据权利要求3所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，所述信号灯增加绿灯执行时间（f）后，执行下一相位的指令。5.根据权利要求4所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，所述绿灯执行时间（f）为3s-6s。6.根据权利要求1所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，所述绿灯的最大时间和绿灯的最小时间根据信号灯所在的路况设定。7.根据权利要求1所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，所述相位包括直行、右转和左转。8.根据权利要求7所述的一种交通信号灯动态配时方法，其特征在于，所述相位的变化顺序为直行到右转，右转到左转，左转到直行。9.一种交通信号灯动态配时装置，其特征在于，包括：处理器以及存储器，所述存储器存储有用于交通信号灯动态配时的计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时，实现权利要求1-8任一所述的交通信号灯动态配时方法。

技术总结
本发明的一种交通信号灯动态配时方法及装置，根据当前相位和下一相位的实时车流量数据和当前相位的绿灯执行时间，动态控制信号灯当前相位与下一相位的通行时间。动态配时模式时，根据当前相位的绿灯执行时间、当前相位车流量、下相位车流量的大小，控制信号灯是否执行下一相位的指令，当前相位的绿灯执行时间大于最小绿灯时间，当前相位的车流量为零，下一相位的车流量大于零时或者当前相位的绿灯执行时间等于绿灯的最大时间时，控制信号灯执行下一相位的指令。本发明提出的一种交通信号灯动态配时方法及装置解决了交通信号灯资源的浪费，减少了交通信号灯的空放时间，有效的提高了路口的通行效率。高了路口的通行效率。高了路口的通行效率。


技术研发人员：吴建波 库亚博 赵佳 刘怡琳 徐雨晴
受保护的技术使用者：顼龙科技（濮阳）有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/9