一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法及系统

技术领域

本发明涉及智能交通管理领域，特别涉及一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法及系统。

背景技术

车路协同技术的推广和使用为车辆的安全、顺畅通行提供了新的保障手段和方法，其主要服务对象为搭载车载通信终端的车辆或具备通信功能的自动驾驶车辆。随着汽车保有量和交通出行需求的逐步增长，在城市交通系统管理中，行人及非机动车为主的弱势出行群体的通行权益时常被侵占，例如由于信号控制不合理导致的过长的过街等待时间等，由此导致的行人闯红灯或违规穿行等安全隐患问题屡禁不止。

针对此现象，目前常用做法为在行人过街处布置感应式行人过街或交互式行人过街装置，通过行人检测设备对识别区内是否存在待过街行人，同时结合等待时间、机动车流的检测数据及机动车信号保障时间等实现对行人过街信号的主动计算和按需放行。

然而上述方式只考虑了已经在行人过街区域等候的行人，且待过街行人需要站在检测类设备的覆盖范围内；其次，此类方法中，行人的需求属于被动式响应，行人无法得知过街需求是否已经或还需要等待的时长，同样容易造成行人违规闯红灯的行为。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法及系统，可以解决现有行人过街信号控制精准度较低，容易造成行人违规闯红灯的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法，所述方法包括：

根据行人移动终端设备定位信息获取行人过街位置信息；

根据所述行人移动终端设备定位信息、行人过街位置信息获取行人过街时间信息；

根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息；

将所述信号实时控制信息发送至所述行人移动终端设备。

进一步地，所述根据行人移动终端设备定位信息获取行人过街位置信息的步骤包括：

以行人移动终端设备点位为圆心，计算预置时间范围内行人可触达的信号灯范围；

将所述行人可触达的信号灯作为所述行人过街的起始点位。

进一步地，所述根据所述行人移动终端设备定位信息、行人过街位置信息获取行人过街时间信息的步骤包括：

根据公式

进一步地，所述根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息的步骤包括：

当t

当T

当t

当T

进一步地，根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息的步骤之前，所述方法还包括：

根据公式

根据公式T

根据公式

另一方面，本发明提供一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制系统，所述系统包括：获取模块，用于根据行人移动终端设备定位信息获取行人过街位置信息；

所述获取模块，还用于根据所述行人移动终端设备定位信息、行人过街位置信息获取行人过街时间信息；

配置模块，用于根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息；

输出模块，用于将所述信号实时控制信息发送至所述行人移动终端设备。

进一步地，所述获取模块，具体用于以行人移动终端设备点位为圆心，计算预置时间范围内行人可触达的信号灯范围；将所述行人可触达的信号灯作为所述行人过街的起始点位。

进一步地，所述获取模块，具体还用于根据公式

进一步地，所述配置模块，具体用于当t

进一步地，所述配置模块，具体还用于根据公式

本发明提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法及系统，基于行人移动终端设备定位信息和过街需求，以行人手持可移动通讯类设备为过街需求触发端，路侧信号控制端对行人的通行需求进行接收，同时路侧检测设备对行人的到达进行监测，根据需求接收情况及行人实际到达情况实时计算行人过街需求，计算结果用于对路段上行人过街信号灯的控制策略生成，同时计算及响应结果反馈于触发端，从而实现了基于人路协同的响应式行人过街信号控制，提升了行人过街信号控制的精准度。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法的流程图一；

图2是本发明提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制系统的结构示意图；

图3是本发明提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制场景示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法，包括如下步骤：

101、根据行人移动终端设备定位信息获取行人过街位置信息。

具体地，以行人移动终端设备点位为圆心，计算预置时间范围内行人可触达的信号灯范围；将所述行人可触达的信号灯作为所述行人过街的起始点位。

需要说明的是，获取行人移动端设备定位，系统展示响应式控制的路段行人过街点位。行人过街点位以组出现，即人行横道通行方向两端的信号灯设备为一组，行人在设定的时间范围内能抵达人行横道的任意一端即视为此行人过街点位处于行人可达范围。

102、根据所述行人移动终端设备定位信息、行人过街位置信息获取行人过街时间信息。

具体地，根据公式

103、根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息。

具体地，当t

需要说明的是，定义信号控制灯态t

当行人触发过街需求时，信号灯实时状态为绿灯时：

①当：

t

行人到达过街点位时可直接通过，行人绿灯时间T

T

②当：

T

行人到达过街点位时，需等待至下次绿灯时间，本轮绿灯时间T

T

行人需要等待时间T

T

③当：

T

由于行人到达行人过街时间较长，暂无法判定行人的等待状态。

当行人触发过街需求时，信号灯实时状态为红灯时：

①当：

t

行人无法在抵达行人过街时立刻通行，但即时响应行人过街需求，行人等待时间为：

T

②当：

T

系统即时响应行人过街需求，行人在抵达行人过街时刻绿灯亮起，行人不需要等待，本轮红灯时间T

T

③当：

T

由于行人到达行人过街时间较长，暂无法判定行人的等待状态。

对于本发明实施例，步骤103之前，还可以包括：根据公式

需要说明的是，基础信号控制策略配置以交通工程理论为基础，融合并考虑交通管理经验和驾驶员、行人行为和情绪因素，对车辆、行人的通行时间、等待时间进行配置，此配置参数可根据不同城市进行地域性配置。

①行人基础信号控制配置，包括最小通行时间和最长等待时间，最小通行时间指的是行人刚好能够安全通过人行横道的时间，定义行人过街长度为L，行人速度为V

行人速度为系统可配置项，可根据不同的人群占比、不同的通行时段等因素进行综合考量。

最长等待时间为综合条件考量下，行人最长能够忍受的等待时间，超过此等待时间，行人闯红灯或违规穿行的概率明显上升定义行人最长等待时间T

T

②车辆基础信号控制配置，包括车辆最小绿灯通行时间和车辆最长红灯时间：

在考虑行人通行需求的同时，需要降低由于响应行人需求而造成的过大车流延误，减少车辆在路段中的额外停车次数，以任一车辆通行此路段时最多由于行人过街控制停车一次为服务限制，则车辆最小绿灯时间应至少能够满足行人通行时间内路段排队等候的所有车辆。

定义TH

Vol

TH

定义饱和交通流条件下的平均车头时距TH，计算饱和车头时距下，理想情况下将行人通行时间内累计车辆放完的最小绿灯时间T

T

车辆最长红灯时间即为饱和流量情况下，满足车辆最多停车一次的车辆累积时长，即超过此红灯时间，会有车辆在此行人过街处停车等候2次或以上，定义最长红灯时间T

其中，理想情况视为车辆在停止线上从启动到车队形成自由流速度的时间为0，即在行人过街处车辆除了信号控制延误外没有其他类型的延误时间。

104、将所述信号实时控制信息发送至所述行人移动终端设备。

具体地，上述信号控制策略通常会产生三类结果，即响应行人过街需求、提供行人等待倒计时和无法判定行人过街响应情况，根据不同的计算结果，系统向行人移动端提供不同的提示字样以辅助行人提前了解此行人过街信号灯的状态并适当调整过街预期。行人通过行人过街后，可在系统中反馈针对此次过街需求的实际过街情况，例如顺利过街、绿灯时间较短等，此类信息用于辅助行人过街控制系统后续算法优化。

对于本发明实施例，具体的应用场景可以如图3所示，但不限于此，包括：定义行人过街路段双向五车道且双向最外侧无非机动车道，单车道宽度3.5米。设定行人平均过街速度为1.2米/秒；

定义图中的红色有向实线箭头为行人从需求点抵达行人过街点位的实际路径；

定义道路饱和车流情况下的平均车头时距为2.5秒；

某日上午11点至12点，此道路交通流量较大的一侧平均车头时距离为6秒；

设定行人过街需求发起时间如下表所示：

设定此行人过街行人通行方向绿灯从11：00：00开始；

Step 1行人过街需求触发

系统获取到有三个需求需要通过行人过街点位，需求A、需求B、需求C在发出过街需求时分别距离过街点位距离为200米、20米和60米。

Step 2基础信号控制配置

①行人基础信号控制配置(最小通行时间，最长等待时间)

计算行人最小通行时间如下，计算结果向上取整数：

根据Step 2中的说明，

T

②车辆基础信号控制配置(车辆最小绿灯通行时间、车辆最长红灯时间)

根据案例场景，此道路交通流量较大的一侧平均车头时距离为6秒，即

TH

计算此时段内行人最长等待时间内到达路段停止线的车辆数，计算结果向上取整数：

计算饱和车头时距下，理想情况下将行人通行时间内累计车辆放完的最小绿灯时间，计算结果向上取整：

T

计算此行人过街点位最长红灯时间：

Step 3路侧设备采集并计算行人过街需求

根据场景定义，三个需求点行人到达行人过街点位的行程时间分别为：

Step 4信号控制策略判断

根据场景设定，需求B最先到达行人过街点位，其次是需求C，最后是需求A，按照此到达顺序对三个需求进行计算。

①计算需求B的相应情况：

需求B的过街需求触发时间为11：00：05，此时信号灯为绿灯，计算：

t

T

满足需求B过街的绿灯时长为

T

故此行人信号控制响应需求B的过街需求。

②在此基础上，计算需求C：

需求C的过街需求触发时间为11：00：20，此时信号灯为绿灯，计算t

T

满足需求C过街的绿灯时长为

T

故此行人信号控制响应需求C的过街需求。

③在此基础上，计算需求A：

t

T

T

满足

T

即在满足需求C和B的过街需求之后，由于车辆最长红灯时间的控制，本轮行人过街绿灯相位不满足需求A的通行，行人过街变为红灯。

故本轮行人过街绿灯时间持续时间为：

T

需求A需要等待的时间为：

T

Step 5需求反馈及服务完整度评估

根据Step 4中的计算结果，三个需求的响应情况如下：

本发明实施例提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法，基于行人移动终端设备定位信息和过街需求，以行人手持可移动通讯类设备为过街需求触发端，路侧信号控制端对行人的通行需求进行接收，同时路侧检测设备对行人的到达进行监测，根据需求接收情况及行人实际到达情况实时计算行人过街需求，计算结果用于对路段上行人过街信号灯的控制策略生成，同时计算及响应结果反馈于触发端，从而实现了基于人路协同的响应式行人过街信号控制，提升了行人过街信号控制的精准度。

为实现本发明实施例提供的方法，本发明实施例提供一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制系统，如图2所示，该系统包括：获取模块21、配置模块22、输出模块23。

获取模块21，用于根据行人移动终端设备定位信息获取行人过街位置信息；

所述获取模块21，还用于根据所述行人移动终端设备定位信息、行人过街位置信息获取行人过街时间信息；

配置模块22，用于根据行人基础信号控制配置信息、车辆基础信号控制配置信息、以及行人过街时间信息，获取信号实时控制信息；

输出模块23，用于将所述信号实时控制信息发送至所述行人移动终端设备。

进一步地，所述获取模块21，具体用于以行人移动终端设备点位为圆心，计算预置时间范围内行人可触达的信号灯范围；将所述行人可触达的信号灯作为所述行人过街的起始点位。

进一步地，所述获取模块21，具体还用于根据公式

进一步地，所述配置模块22，具体用于当t

进一步地，所述配置模块22，具体还用于根据公式

本发明提供的一种基于人路协同的响应式行人过街信号控制方法及系统，基于行人移动终端设备定位信息和过街需求，以行人手持可移动通讯类设备为过街需求触发端，路侧信号控制端对行人的通行需求进行接收，同时路侧检测设备对行人的到达进行监测，根据需求接收情况及行人实际到达情况实时计算行人过街需求，计算结果用于对路段上行人过街信号灯的控制策略生成，同时计算及响应结果反馈于触发端，从而实现了基于人路协同的响应式行人过街信号控制，提升了行人过街信号控制的精准度。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。。