一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及交通绿波控制技术领域，尤其涉及一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

绿波协调控制一直以来都是城市交通管理的重要手段，也是交通管理者的青睐。在Morgan首次提出绿波的概念后，世界各地学者对绿波协调控制都做了大量的研究。Little等以双向绿波带宽最大为目标，提出了MAXBAND模型，但该模型在不同路段得到的带宽相同，这与实际不符，因此存在局限性。Gartner等针对MAXBAND模型不足，提出了可变绿波带宽的MULTIBAND模型。

MAXBAND模型和MULTIBAND模型是绿波协调控制领域经典的两个模型，近些年来，在这两个模型的基础上，学者们针对不同交通特点和应用场景进行优化研究。陈宁宁等考虑动态红灯车辆排队消散时间，对MAXBAND模型进行优化，荆彬彬等根据干线路口公共周期不同，提出一种适用双周期的干线绿波信号控制模型，常玉林等考虑相交道路左转饱和交通量，对MULTIBAND模型进行了改进，荣彧等考虑右转汇入车辆影响，提出了一种基于干扰的干道绿波协调控制模型，曲大义等基于交通波理论，提出了精准计算干线相位差的绿波协调控制模型。

这类优化研究较多，但都是在经典绿波控制模型的基础上，在不同交通情景下的优化问题，其控制对象都是城市干道且均为直线。在实际的城市道路网中，由于过江过海通道、新老城区连接通道等单一通道交通强吸引的缘故，其主要交通流向不仅仅只存在某条干道上，也可能在路网中的路径中，且不一定是直线路径，而现有绿波协调控制研究的控制对象均为城市中某干道，且控制路径为直线。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中不能实现非直线绿波控制路径的问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种非直线路径绿波控制方法，包括：

获取路网信息，路网信息包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息；

根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径；

根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制。

优选的，路网结构信息包括车流在路口的干扰相位信息以及相邻路口的相位差，路口车道物理信息包括车流在路口的行驶方向；

根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径，包括：

根据车流在路口的行驶方向、车流在路口的干扰相位信息以及相邻路口的相位差确定绿波协调控制路径矩阵；

根据绿波协调控制路径矩阵确定绿波协调控制路径。

优选的，当绿波协调控制路径矩阵中干扰相位信息为存在干扰相位时，修正相邻路口有干扰相位的协调相位红灯时间，具体为：

其中，

优选的，当绿波协调控制路径矩阵中干扰相位信息为不存在干扰相位时，进一步判断路口的协调相位是否为左转相位；

当路口的协调相位为左转相位时，构建虚拟路口，虚拟路口的上下行协调相位为路口的左转相位；

当路口的协调相位不为左转相位时，相邻路口的协调相位为双向直线相位。

优选的，路网车流时空信息包括相邻路口的路段绿波带宽需求的权重，路口车道物理信息包括相邻路口的路段绿波带宽；

根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制，包括：

根据相邻路口的路段绿波带宽需求的权重以及相邻路口的路段绿波带宽，计算绿波协调控制路径在不同路网车流时空信息下的最大绿波带宽，具体为：

其中，N为绿波协调控制路径的路口数，

优选的，路网车流时空信息包括车流实际交通量以及路段的饱和流量；

基于车流实际交通量以及路段的饱和流量，计算路段绿波带宽需求权重，具体为：

其中，

优选的，路网车流时空信息还包括绿波带限制车速以及相邻路口的行程时间，路口车道物理信息还包括绿波需求比例以及相邻路口的空间距离；

基于绿波带限制车速、相邻路口的行程时间、绿波需求比例以及相邻路口的空间距离对绿波协调控制路径的绿波带宽进行约束，具体为：

其中，γ为上行、下行绿波需求比例，

第二方面，本发明还提供了一种非直线路径绿波控制装置，包括：

获取模块，用于获取路网信息，路网信息包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息；

路径规划模块，用于根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径；

控制模块，用于根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，

存储器，用于存储程序；

处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的非直线路径绿波控制方法中的步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的非直线路径绿波控制方法中的步骤。

采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质，通过采集路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息，根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径，可以根据道路的实际情况规划非直线的绿波控制路径，根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制，可以根据不同时空下的交通情况对绿波的带宽进行控制，从而实现了面向T型路口的非直线路径绿波控制。

附图说明

图1为本发明提供的一种非直线路径绿波控制方法的一实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的非直线路径绿波控制装置的一实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的非直线路径绿波控制方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供了一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质，以下分别进行说明。

请参阅图1，图1为本发明提供的一种非直线路径绿波控制方法的一实施例的流程示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种非直线路径绿波控制方法，包括：

S101、获取路网信息，路网信息包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息；

S102、根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径；

S103、根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制。

在步骤S101中，为了实现绿波控制，首先需要获取路网的实时信息，主要包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息三种，通过路网信息，实现了规划绿波控制路径，并对绿波控制路径进行控制。

在步骤S102中，通过路网结构信息以及路口车道物理信息可以知道道路的结构以及交通情况，根据实际的道路交通情况确定绿波协调控制路径。

在步骤S103中，通过路网车流实时的时空信息以及路口车道物理信息，了解各个不同时空下的道路的交通情况，针对不同情况下的交通状况，对绿波协调控制路径进行控制。

在上述实施例中，首先获取城市道路的路网信息，其中，路网信息包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息，根据路网信息确定城市交通的绿波控制路径，并对绿波控制路径进行控制，以实现对非直线路径的绿波控制。

与现有技术相比，本实施例提供的一种非直线路径绿波控制方法、装置、设备及存储介质，通过采集路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息，根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径，可以根据道路的实际情况规划非直线的绿波控制路径，根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制，可以根据不同时空下的交通情况对绿波的带宽进行控制，从而实现了面向T型路口的非直线路径绿波控制。

在本发明的一些实施例中，路网结构信息包括车流在路口的干扰相位信息以及相邻路口的相位差，路口车道物理信息包括车流在路口的行驶方向；

根据路网结构信息以及路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径，包括：

根据车流在路口的行驶方向、车流在路口的干扰相位信息以及相邻路口的相位差确定绿波协调控制路径矩阵；

根据绿波协调控制路径矩阵确定绿波协调控制路径。

在上述实施例中，通过路网结构信息中的车流在路口的干扰相位信息以及相邻路口的相位差，路口车道物理信息中的车流在路口的行驶方向，可以确定绿波协调控制路径矩阵，规避绕行仅考虑干扰相位的数量和所处路口差异，协调路径可用矩阵

表1协调路径参数及其含义

通过矩阵可以直观得到被控路径转向、干扰相位和路口间距，当路网和被控路径愈加复杂，其对应矩阵数量愈多，再根据绿波协调控制路径矩阵进一步确定需要绿波协调控制的路径。

需要说明的是，本发明提供的非直线路径绿波控制方法适用在相邻路口转向车道数匹配的情形，即左转车道数小于或等于转向道路的直线车道数，且考虑的对象均为机动车(不包括公交车和特种车辆)，不考虑行人和非机动车的影响，路口信号方案均采用美国NEMA双环相位结构且协调相位置于非协调相位后。

在本发明的一些实施例中，当绿波协调控制路径矩阵中干扰相位信息为存在干扰相位时，修正相邻路口有干扰相位的协调相位红灯时间，具体为：

其中，

在上述实施例中，干扰相位是非绿波协调控制路径中的车流驶入绿波协调控制路径，对绿波协调控制路径会存在干扰，当绿波协调控制路径矩阵中干扰相位信息为存在干扰相位时，调整并修正相邻路口有干扰相位的协调相位红灯时间，以避免路口出现拥堵。

为保证绿波带的连续性，还需要对

其中，

在本发明的一些实施例中，当绿波协调控制路径矩阵中干扰相位信息为不存在干扰相位时，进一步判断路口的协调相位是否为左转相位；

当路口的协调相位为左转相位时，构建虚拟路口，虚拟路口的上下行协调相位为路口的左转相位；

当路口的协调相位不为左转相位时，相邻路口的协调相位为双向直线相位。

在上述实施例中，若绿波协调控制路径不存在干扰相位时，路口的协调相位为双向直线相位或者左转相位，进一步判断路口的协调相位的情况，以便对不同的协调相位采取不同的控制方式。

当路口的协调相位为左转相位时，通过假设一个虚拟路口，它的上下行协调相位即为路口的左转信号，这样有机将路口的信号耦合为一个虚拟路口的双向协调相位,当T型路口数量>2时需要依次耦合，得到若干个双向可协调的虚拟路口，那么其上、下行车流到达下游路口的行程时间按

进行计算。

将虚拟路口的耦合信号组嵌入模型中，再修正汇入干扰相位车流后的红灯时间，需将

当

式(2)、(4)中，Δ

在本发明的一些实施例中，路网车流时空信息包括相邻路口的路段绿波带宽需求的权重，路口车道物理信息包括相邻路口的路段绿波带宽；

根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制，包括：

根据相邻路口的路段绿波带宽需求的权重以及相邻路口的路段绿波带宽，计算绿波协调控制路径在不同路网车流时空信息下的最大绿波带宽，具体为：

其中，N为绿波协调控制路径的路口数，

在上述实施例中，通过相邻路口的路段绿波带宽需求的权重以及相邻路口的路段绿波带宽，计算出不同路口的绿波带宽长度，从而得到绿波协调控制路径在不同路网车流时空信息下的最大总绿波带宽，实现了对非直线路径的绿波协调控制。

在本发明的一些实施例中，路网车流时空信息包括车流实际交通量以及路段的饱和流量；

基于车流实际交通量以及路段的饱和流量，计算路段绿波带宽需求权重，具体为：

其中，

在上述实施例中，不同时空下的车流实际交通量以及路段的饱和流量是不同的，也即路段的绿波带宽需求也是不同的，根据车流实际交通量以及路段的饱和流量可以计算出路段绿波带宽的需求权重，从而可以计算整个绿波协调控制路径的带宽。

在本发明的一些实施例中，路网车流时空信息还包括绿波带限制车速以及相邻路口的行程时间，路口车道物理信息还包括绿波需求比例以及相邻路口的空间距离；

基于绿波带限制车速、相邻路口的行程时间、绿波需求比例以及相邻路口的空间距离对绿波协调控制路径的绿波带宽进行约束，具体为：

其中，γ为上行、下行绿波需求比例，

在上述实施例中，绿波协调控制路径的绿波带宽不能任意设置，要使得系统能够获得较稳定的绿波，需要根据实际交通需求确定绿波带宽，约束绿波带速和周期时长，通过绿波带限制车速、相邻路口的行程时间、绿波需求比例以及相邻路口的空间距离对绿波协调控制路径的绿波带宽进行约束。

为了更好实施本发明实施例中的非直线路径绿波控制方法，在非直线路径绿波控制方法基础之上，对应的，请参阅图2，图2为本发明提供的非直线路径绿波控制装置的一实施例的结构示意图，本发明实施例提供了一种非直线路径绿波控制装置200，包括：

获取模块201，用于获取路网信息，所述路网信息包括路网结构信息、路网车流时空信息以及路口车道物理信息；

路径规划模块202，用于根据所述路网结构信息以及所述路口车道物理信息，确定绿波协调控制路径；

控制模块203，用于根据路网车流时空信息以及路口车道物理信息对所述绿波协调控制路径的绿波带宽进行控制。

这里需要说明的是：上述实施例提供的装置200可实现上述各方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的非直线路径绿波控制方法的电子设备的结构示意图。基于上述非直线路径绿波控制方法，本发明还相应提供了一种非直线路径绿波控制设备，非直线路径绿波控制设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该非直线路径绿波控制设备包括处理器310、存储器320及显示器330。图3仅示出了电子设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

存储器320在一些实施例中可以是非直线路径绿波控制设备的内部存储单元，例如非直线路径绿波控制设备的硬盘或内存。存储器320在另一些实施例中也可以是非直线路径绿波控制设备的外部存储设备，例如非直线路径绿波控制设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器320还可以既包括非直线路径绿波控制设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器320用于存储安装于非直线路径绿波控制设备的应用软件及各类数据，例如安装非直线路径绿波控制设备的程序代码等。存储器320还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器320上存储有非直线路径绿波控制程序340，该非直线路径绿波控制程序340可被处理器310所执行，从而实现本申请各实施例的非直线路径绿波控制方法。

处理器310在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器320中存储的程序代码或处理数据，例如执行非直线路径绿波控制方法等。

显示器330在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器330用于显示在非直线路径绿波控制设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。非直线路径绿波控制设备的部件310-330通过系统总线相互通信。

在一实施例中，当处理器310执行存储器320中非直线路径绿波控制程序340时实现如上的非直线路径绿波控制方法中的步骤。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。