一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法、装置、计算机设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能交通技术领域，公开了一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法、装置、计算机设备及存储介质，即可根据信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，生成各个进口车道在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流轨迹线路和与在后交通信号相位对应的进入交通流轨迹线路，并针对清空交通流轨迹线路与进入交通流轨迹线路交叉的两进口车道，计算得到对应的清空所需时间，最后汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间，由此可在规避采集数据困难和数据不准确的同时，适用于对不同类型的交叉口进行自动的、精确的和科学的绿灯间隔时间配时。

【技术实现步骤摘要】
一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法、装置、计算机设备及存储介质
本专利技术属于智能交通
，具体地涉及一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
信号控制交叉口(SignalizedCrossing)是我国1996年公布的公路交通科学技术名词，也简称交叉口，是指至少两条线路在同一平面上相交所形成的区域，其作为道路交通的咽喉，所具有的通行能力直接影响整个交通网络的承载能力。常见的两条路相交的交叉口有四个方向，也有当一条路在交叉口处到达尽头的时候，称为三向交叉口/T型交叉口，还有些交叉口超过四个方向，但由于交通运转的低效性，这样的交叉口在设计中要尽量避免。在信号灯控制的交叉口，只能通过交通信号为允许通行的交通流提供一个无干扰的安全通道(即采用让不同交通单元按交通信号顺序轮流通过的方法以分离交通冲突)。为了保证车辆能够安全有效地避免在交叉口内出现交通冲突，绿灯间隔时间是非常重要的交通信号控制参数，其是指相互冲突的一股交通流的绿灯结束时刻和下一股交通流的绿灯开始时刻之间的时间间隔。目前，我国城市道路信号控制交叉口的绿灯间隔时间配时设置存在不合理、缺乏统一的计算方法与理论依据等问题。对于这个问题，主要有如下两个方面的解决方法：一是直接取经验值，比如一些相关学者经过研究与调查，对交叉口的绿灯间隔时间取定值，如黄灯3s+全红时间2s，这种经验值不适合不同类型的交叉口，尤其不适合我国机非混合交叉口的情况；二是根据不同的交叉口几何条件和类型，通过计算车辆行驶时间来进行配时，但是该方法也存在需要实地人工采集、数据不精确、采样样本困难并且采集量大等问题。随着互联网与通信技术的进步，研究人员已能采集到大量车辆行驶的高精度车辆轨迹数据，如何利用这些精确到秒级别的车辆轨迹数据来对绿灯间隔时间进行配时，以解决现有绿灯间隔时间配时方法所存在的适用性差、采集数据困难和数据不准确等问题，是本领域技术人员亟需研究的课题。
技术实现思路
为了解决现有绿灯间隔时间配时方法所存在的适用性差、采集数据困难和数据不准确等问题，本专利技术目的在于提供一种基于高精度车辆轨迹数据配置信号控制交叉口绿灯间隔时间的新方法、装置、计算机设备及存储介质，可根据信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，生成各个进口车道在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流轨迹线路和与在后交通信号相位对应的进入交通流轨迹线路，并针对清空交通流轨迹线路与进入交通流轨迹线路交叉的两进口车道，计算得到对应的清空所需时间，最后汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间，由此可在规避采集数据困难和数据不准确的同时，适用于对不同类型的交叉口进行自动的、精确的和科学的绿灯间隔时间配时，便于实际应用和推广。第一方面，本专利技术提供了一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法，包括:获取信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，其中，所述车道基础数据包含有所述信号控制交叉口中各个进口车道的停车线坐标、车辆限速信息和转向功能描述信息，所述历史车辆轨迹数据包含有针对历史通过所述信号控制交叉口的车辆采集而得的轨迹坐标；针对所述各个进口车道，根据对应的转向功能描述信息确定在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流向和与在后交通信号相位对应的进入交通流向；针对所述各个进口车道，根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述清空交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的清空交通流轨迹线路，以及根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述进入交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的进入交通流轨迹线路；判断所述各个进口车道的所述清空交通流轨迹线路与其它进口车道的所述进入交通流轨迹线路是否交叉；若是，则针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间；汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间。基于上述
技术实现思路
，可提供一种基于高精度车辆轨迹数据配置信号控制交叉口绿灯间隔时间的新方案，即可根据信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，生成各个进口车道在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流轨迹线路和与在后交通信号相位对应的进入交通流轨迹线路，并针对清空交通流轨迹线路与进入交通流轨迹线路交叉的两进口车道，计算得到对应的清空所需时间，最后汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间，由此可在规避采集数据困难和数据不准确的同时，适用于对不同类型的交叉口进行自动的、精确的和科学的绿灯间隔时间配时，便于实际应用和推广。在一个可能的设计中，获取信号控制交叉口的历史车辆轨迹数据，包括:获取由无人机在空中对所述信号控制交叉口俯视拍摄的视频数据；将所述视频数据导入车辆轨迹提取软件，提取得到车辆的多个轨迹坐标，其中，所述轨迹坐标的采集范围包含有所述信号控制交叉口的多面停车线的延伸段合围区域；汇总所有车辆的多个轨迹坐标，得到所述历史车辆轨迹数据。基于前述可能设计，可以应用无人机技术实地采集获取历史车辆轨迹数据，保障所述历史车辆轨迹数据的真实可靠性和获取便利性。在一个可能的设计中，汇总所有车辆的多个轨迹坐标，得到所述历史车辆轨迹数据，包括:对所述所有车辆的多个轨迹坐标进行如下方式(A)～(C)中任意一种或任意组合的去噪预处理，得到所述历史车辆轨迹数据：(A)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆在进口车道上行驶至停车线前的轨迹坐标；(B)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆行驶出所述信号控制交叉口后的轨迹坐标；(C)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆右转行驶的轨迹坐标。基于前述可能设计，可通过进行去噪预处理，提前剔除无效的车辆轨迹坐标，以便后续利用诸如Matlab等软件基于所述信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，迅速得到可用的信号控制交叉口绿灯间隔时间。在一个可能的设计中，针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间，包括：针对与交叉的清空交通流轨迹线路对应的第一机动车进口车道，根据对应的第一清空交通流坐标集合，计算得到从对应的停车线坐标至交叉点的第一清空交通流轨迹路程，其中，所述第一清空交通流坐标集合包含有沿对应的清空交通流向依次排列的多个第一清空交通流坐标，所述多个第一清空交通流坐标包含有对应的停车线坐标、所述历史车辆轨迹数据中位于对应的清空交通流轨迹线路上的且位于对应的停车线坐标至所述交叉点之间的至少一个轨迹坐标和所述交叉点的坐标；针对与交叉的进入交通流轨迹线路对应的第二机动车进口车道，根据对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法，其特征在于，包括:/n获取信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，其中，所述车道基础数据包含有所述信号控制交叉口中各个进口车道的停车线坐标、车辆限速信息和转向功能描述信息，所述历史车辆轨迹数据包含有针对历史通过所述信号控制交叉口的车辆采集而得的轨迹坐标；/n针对所述各个进口车道，根据对应的转向功能描述信息确定在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流向和与在后交通信号相位对应的进入交通流向；/n针对所述各个进口车道，根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述清空交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的清空交通流轨迹线路，以及根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述进入交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的进入交通流轨迹线路；/n判断所述各个进口车道的所述清空交通流轨迹线路与其它进口车道的所述进入交通流轨迹线路是否交叉；/n若是，则针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间；/n汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间。/n...

【技术特征摘要】
1.一种信号控制交叉口绿灯间隔时间的配时方法，其特征在于，包括:
获取信号控制交叉口的车道基础数据和历史车辆轨迹数据，其中，所述车道基础数据包含有所述信号控制交叉口中各个进口车道的停车线坐标、车辆限速信息和转向功能描述信息，所述历史车辆轨迹数据包含有针对历史通过所述信号控制交叉口的车辆采集而得的轨迹坐标；
针对所述各个进口车道，根据对应的转向功能描述信息确定在相邻两交通信号相位中与在先交通信号相位对应的清空交通流向和与在后交通信号相位对应的进入交通流向；
针对所述各个进口车道，根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述清空交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的清空交通流轨迹线路，以及根据所述历史车辆轨迹数据中的且沿对应的所述进入交通流向而行的轨迹坐标，生成以对应的所述停车线坐标为起点的进入交通流轨迹线路；
判断所述各个进口车道的所述清空交通流轨迹线路与其它进口车道的所述进入交通流轨迹线路是否交叉；
若是，则针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间；
汇总计算所得的所有清空所需时间，选取数值最大的清空所需时间作为与所述相邻两交通信号相位对应的绿灯间隔时间。


2.如权利要求1所述的配时方法，其特征在于，获取信号控制交叉口的历史车辆轨迹数据，包括:
获取由无人机在空中对所述信号控制交叉口俯视拍摄的视频数据；
将所述视频数据导入车辆轨迹提取软件，提取得到车辆的多个轨迹坐标，其中，所述轨迹坐标的采集范围包含有所述信号控制交叉口的多面停车线的延伸段合围区域；
汇总所有车辆的多个轨迹坐标，得到所述历史车辆轨迹数据。


3.如权利要求2所述的配时方法，其特征在于，汇总所有车辆的多个轨迹坐标，得到所述历史车辆轨迹数据，包括:
对所述所有车辆的多个轨迹坐标进行如下方式(A)～(C)中任意一种或任意组合的去噪预处理，得到所述历史车辆轨迹数据：
(A)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆在进口车道上行驶至停车线前的轨迹坐标；
(B)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆行驶出所述信号控制交叉口后的轨迹坐标；
(C)在所述所有车辆的多个轨迹坐标中，剔除车辆右转行驶的轨迹坐标。


4.如权利要求1所述的配时方法，其特征在于，针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间，包括：
针对与交叉的清空交通流轨迹线路对应的第一机动车进口车道，根据对应的第一清空交通流坐标集合，计算得到从对应的停车线坐标至交叉点的第一清空交通流轨迹路程，其中，所述第一清空交通流坐标集合包含有沿对应的清空交通流向依次排列的多个第一清空交通流坐标，所述多个第一清空交通流坐标包含有对应的停车线坐标、所述历史车辆轨迹数据中位于对应的清空交通流轨迹线路上的且位于对应的停车线坐标至所述交叉点之间的至少一个轨迹坐标和所述交叉点的坐标；
针对与交叉的进入交通流轨迹线路对应的第二机动车进口车道，根据对应的第一进入交通流坐标集合，计算得到从对应的停车线坐标至交叉点的第一进入交通流轨迹路程，其中，所述第一进入交通流坐标集合包含有沿对应的进入交通流向依次排列的多个第一进入交通流坐标，所述多个第一进入交通流坐标包含有对应的停车线坐标、所述历史车辆轨迹数据中位于对应的进入交通流轨迹线路上的且位于对应的停车线坐标至所述交叉点之间的至少一个轨迹坐标和所述交叉点的坐标；
按照如下公式计算得到与所述交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路对应的清空所需时间gapmv→mv：



式中，tmv表示预设的机动车驾驶员反应时间，表示所述第一清空交通流轨迹路程，i表示自然数，M1表示所述第一清空交通流坐标集合中的坐标总数，Δdi,i+1表示在所述第一清空交通流坐标集合中第i个坐标至第i+1个坐标的距离，lmv表示机动车辆平均长度，表示所述第一进入交通流轨迹路程，j表示自然数，N1表示所述第一进入交通流坐标集合中的坐标总数，Δdj,j+1表示在所述第一进入交通流坐标集合中第j个坐标至第j+1个坐标的距离，vmv表示从所述车辆限速信息中提取的机动车限制速度。


5.如权利要求1所述的配时方法，其特征在于，针对交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路，根据所述车道基础数据和所述历史车辆轨迹数据计算得到对应的清空所需时间，包括：
针对与交叉的清空交通流轨迹线路对应的第一非机动车进口车道，根据对应的第二清空交通流坐标集合，计算得到从对应的停车线坐标至交叉点的第二清空交通流轨迹路程，其中，所述第二清空交通流坐标集合包含有沿对应的清空交通流向依次排列的多个第二清空交通流坐标，所述多个第二清空交通流坐标包含有对应的停车线坐标、所述历史车辆轨迹数据中位于对应的清空交通流轨迹线路上的且位于对应的停车线坐标至所述交叉点之间的至少一个轨迹坐标和所述交叉点的坐标；
针对与交叉的进入交通流轨迹线路对应的第二非机动车进口车道，根据对应的第二进入交通流坐标集合，计算得到从对应的停车线坐标至交叉点的第二进入交通流轨迹路程，其中，所述第二进入交通流坐标集合包含有沿对应的进入交通流向依次排列的多个第二进入交通流坐标，所述多个第二进入交通流坐标包含有对应的停车线坐标、所述历史车辆轨迹数据中位于对应的进入交通流轨迹线路上的且位于对应的停车线坐标至所述交叉点之间的至少一个轨迹坐标和所述交叉点的坐标；
按照如下公式计算得到与所述交叉的清空交通流轨迹线路和进入交通流轨迹线路对应的清空所需时间gapnmv→nmv：



式中，tnmv表示预设的非机动车驾驶员反应时间，表示所述第二清空交通流轨迹路程，i表示自然数，M2表示所述第二清空交通流坐标集合中的坐标总数，Δd′i,i+1表示在所述第二清空交通流坐标集合中第i个坐标至第i+1个坐标的距离，lnmv表示非机动车辆平均车长，表示所述第二进入交通流轨迹路程，j表示自然数，N2表示所述第二进入交通流坐标集合中的坐标总数，Δd′j,j+1表示在所述第二进入交通流坐标集合中第j个坐标至第j+1个坐标的...

【专利技术属性】
技术研发人员：游权，王嘉文，
申请(专利权)人：上海旷途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31