面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 信號(hào)交叉口進(jìn)口道上，存在這樣一個(gè)區(qū)域，即黃燈兩難區(qū)，陷入其中的車輛在黃燈 間隔內(nèi)既不能安全地停在停車線前，也不能安全地通過交叉口。如果選擇停車，則需緊急制 動(dòng)，易導(dǎo)致追尾事故。如果選擇繼續(xù)行駛，則不能在紅燈啟亮前通過交叉口，甚至闖紅燈，易 導(dǎo)致側(cè)面碰撞事故。
[0003] 為應(yīng)對(duì)黃燈兩難問題，延長黃燈信號(hào)時(shí)長、施劃黃燈停車提示線、安裝黃燈停車警 示標(biāo)志、設(shè)置黃燈停車警示燈、布設(shè)綠燈延長系統(tǒng)、設(shè)置黃燈緩行區(qū)控制系統(tǒng)、應(yīng)用車載黃 燈兩難區(qū)警示系統(tǒng)等措施相繼被提出。盡管這些措施在一定程度上縮短了黃燈兩難區(qū)的 范圍，并減少了車輛陷入黃燈兩難區(qū)的可能性，但它們均是以一個(gè)固定不變的黃燈兩難區(qū) 為基礎(chǔ)而被提出來的，難以有效地規(guī)避黃燈兩難區(qū)，難以充分地保護(hù)陷入黃燈兩難區(qū)的車 輛，且難以在保障交通安全的前提下實(shí)現(xiàn)信號(hào)交叉口通行效率的最大化。實(shí)際上，受駕駛?cè)?感知反應(yīng)能力、車輛類型、交通流狀態(tài)、交通控制設(shè)施及交通信號(hào)配時(shí)方案等眾多因素的影 響，黃燈兩難區(qū)始終是客觀存在的。隨著進(jìn)口道上車輛在黃燈啟亮?xí)r速度的不同，兩難區(qū)的 分布也呈現(xiàn)出較大的差異。
[0004] 陷入黃燈兩難區(qū)的車輛必然要做出選擇：或緊急制動(dòng)停車，或繼續(xù)行駛通過交叉 口。事實(shí)上，絕大多數(shù)車輛習(xí)慣使然在面臨黃燈兩難區(qū)時(shí)會(huì)選擇繼續(xù)行駛通過交叉口，即便 存在側(cè)面碰撞事故風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何有效地保護(hù)那些陷入黃燈兩難區(qū)且選擇繼續(xù)行駛通過 交叉口的車輛是交通安全領(lǐng)域亟待解決的難題。
[0005] 在部分信號(hào)交叉口處設(shè)有固定時(shí)長的全紅信號(hào)（即所有相位的信號(hào)燈均顯示紅 燈），以保證本相位黃燈結(jié)束前進(jìn)入交叉口的車輛能夠在下一相位綠燈啟亮前完全地駛離 交叉口。這種全紅信號(hào)存在以下兩個(gè)方面的不足：一是，沒有考慮黃燈兩難區(qū)車輛選擇繼續(xù) 行駛通過交叉口的問題；二是，采用固定時(shí)長的方式，易造成綠燈時(shí)間浪費(fèi)，降低交叉口通 行效率，特別是對(duì)于黃燈結(jié)束時(shí)沒有車輛進(jìn)入交叉口的情況。因此，如何面向黃燈兩難區(qū)實(shí) 現(xiàn)全紅信號(hào)智能控制是交通控制領(lǐng)域亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有解決信號(hào)交叉口兩難的措施存在難以有效地規(guī)避 黃燈兩難區(qū)，難以充分地保護(hù)陷入黃燈兩難區(qū)的車輛，且難以在保障交通安全的前提下實(shí) 現(xiàn)信號(hào)交叉口通行效率最大化的問題，而提出一種面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法。
[0007] 一種面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法，所述控制方法包括以下步驟：
[0008] 步驟一：判斷交叉口是否形成黃燈兩難區(qū)，對(duì)于形成黃燈兩難區(qū)的交叉口進(jìn)行步 驟二的操作；
[0009] 步驟二：根據(jù)步驟一形成的黃燈兩難區(qū)在不同速度條件下的分布，確定智能傳感 器的檢測范圍[0, Xsmax]，其中&_表示所有最小停車距離X 3中最大的一個(gè)；
[0010] 步驟三：自黃燈啟亮?xí)r開始，利用智能傳感器持續(xù)采集步驟二確定的檢測范圍 [0, XsmaJ內(nèi)全部直行車道上首車i，i = 1，2,…，η的速度Vti和首車i至停車線距離D ti;其 中，t表示采集周期；i表示直行車道的序號(hào)，η表示直行車道總數(shù)；
[0011] 步驟四：判斷黃燈啟亮?xí)r是否所有首車i速度條件下均不能形成兩難區(qū)；若是，則 無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若否，則進(jìn)行步驟五；
[0012] 步驟五：確定黃燈啟亮?xí)r速度條件下所有能形成兩難區(qū)的首車j, j = 0, 1，···，m ; m < η是否均不陷于兩難區(qū)；若是，則無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若否，則進(jìn)行步驟六；
[0013] 步驟六：針對(duì)所有陷入兩難區(qū)的首車k，k = 0, 1，…，q ;q彡m，根據(jù)智能傳感器持 續(xù)采集的陷入兩難區(qū)的首車k的速度Vtk以及陷入兩難區(qū)的首車k至停車線距離D tk，判斷 陷入兩難區(qū)的首車k至停車線距離Dtk小于Im時(shí)，陷入兩難區(qū)的首車k的速度V tk是否均 小于10km/h ;若是，則表明陷入兩難區(qū)的首車k選擇減速停車，無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若 否，則表明陷入兩難區(qū)的首車k選擇繼續(xù)行駛，進(jìn)行步驟七；
[0014] 步驟七：計(jì)算所有陷入兩難區(qū)且選擇繼續(xù)行駛以通過交叉口的首車h，h = 0, 1，…，p ;p彡q的最大全紅信號(hào)時(shí)長tAK;
[0015] 步驟八：將最大全紅信號(hào)時(shí)長tAK反饋給交通信號(hào)控制器，待黃燈信號(hào)結(jié)束時(shí)啟亮 全紅信號(hào)；
[0016] 步驟九：重復(fù)步驟一至步驟八的控制過程，進(jìn)入下一個(gè)黃燈啟亮的控制周期。
[0017] 本發(fā)明的有益效果為：
[0018] 本發(fā)明提供的一種面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法，采用動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)依次 判斷黃燈啟亮?xí)r車輛速度條件下是否能形成兩難區(qū)、車輛是否陷入兩難區(qū)及車輛陷入兩 難區(qū)狀態(tài)下是否選擇繼續(xù)行駛，并根據(jù)安全通過交叉口的需要啟亮全紅信號(hào)以保障陷入 兩難區(qū)且選擇繼續(xù)行駛的車輛能夠安全地通過交叉口。本發(fā)明的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩個(gè)方 面：一是，考慮兩難區(qū)的范圍隨黃燈啟亮?xí)r不同車輛速度的差異性，保障陷入兩難區(qū)且選 擇繼續(xù)行駛的所有車輛能夠安全地通過交叉口；二是，根據(jù)安全通過交叉口的需要來確定 是否啟亮全紅信號(hào)及全紅信號(hào)時(shí)長，避免采用固定時(shí)長式全紅信號(hào)所造成的綠燈時(shí)間浪 費(fèi)，提高了交叉口的通行效率。本發(fā)明只需在已有交通信號(hào)控制設(shè)施的基礎(chǔ)上添加一個(gè) SmartSensor Advance檢測器及少量管線，具有計(jì)算方便、操作簡單、工程投資少的優(yōu)點(diǎn)，既 能保障交叉口交通安全，又能將交叉口通行效率提高15-20%左右，體現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[0019] 與已有的黃燈兩難區(qū)規(guī)避方法僅考慮固定不變的兩難區(qū)相比，本發(fā)明充分考慮了 兩難區(qū)的范圍隨黃燈啟亮?xí)r不同車輛速度的差異性，還通過全紅信號(hào)智能控制來保護(hù)那些 陷入兩難區(qū)且選擇繼續(xù)行駛通過交叉口的車輛的安全。與現(xiàn)行的固定時(shí)長式全紅信號(hào)控制 方案相比，本發(fā)明所述的方法充分考慮了黃燈兩難區(qū)客觀存在的事實(shí)，根據(jù)黃燈兩難區(qū)車 輛安全通過交叉口的需要來確定是否啟亮全紅信號(hào)及全紅信號(hào)時(shí)長，避免下一相位綠燈時(shí) 間的浪費(fèi)，提高交叉口的通行效率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的總體流程圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】一涉及的硬件設(shè)施布置圖；圖中，1為智能傳感器，2為 交通信號(hào)控制器，3為交叉口信號(hào)燈，4為直通車道上首車，5為檢測范圍；
[0022] 圖3為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】一涉及的形成黃燈兩難區(qū)的示意圖；圖中，Xs表示最 小停車距離，X c表示最大通過距離，X %表示選擇區(qū)，X dz表示選擇區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0023] 一：
[0024] 本實(shí)施方式的面向黃燈兩難區(qū)的全紅信號(hào)控制方法，所述面向黃燈兩難區(qū)的全紅 信號(hào)控制方法中，包括黃燈時(shí)長內(nèi)不同狀態(tài)下首車的速度及首車至停車線距離持續(xù)采集， 兩難區(qū)車輛行駛行為判斷，以及最大全紅信號(hào)時(shí)長的確定四個(gè)關(guān)鍵的操作步驟，綜合四個(gè) 關(guān)鍵操作步驟實(shí)現(xiàn)的所述控制方法包括以下步驟：
[0025] 步驟一：判斷交叉口是否形成黃燈兩難區(qū)，對(duì)于形成黃燈兩難區(qū)的交叉口進(jìn)行步 驟二的操作；
[0026] 步驟二：根據(jù)步驟一形成的黃燈兩難區(qū)在不同速度條件下的分布，確定智能傳感 器的檢測范圍[0, Xsmax]，其中&_表示所有最小停車距離X 3中最大的一個(gè)；
[0027] 步驟三：自黃燈啟亮?xí)r開始，利用智能傳感器持續(xù)采集步驟二確定的檢測范圍 [0, XsmaJ內(nèi)全部直行車道上首車i，i = 1，2,…，η的速度Vti和首車i至停車線距離D ti;其 中，t表示采集周期；i表示直行車道的序號(hào)，η表示直行車道總數(shù)；
[0028] 步驟四：判斷黃燈啟亮?xí)r是否所有首車i速度條件下均不能形成兩難區(qū)；若是，則 無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若否，則進(jìn)行步驟五；
[0029] 步驟五：確定黃燈啟亮?xí)r速度條件下所有能形成兩難區(qū)的首車j, j = 0, 1，···，m ; m < η是否均不陷于兩難區(qū)；若是，則無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若否，則進(jìn)行步驟六；
[0030] 步驟六：針對(duì)所有陷入兩難區(qū)的首車k，k = 0, 1，…，q ;q彡m，根據(jù)智能傳感器持 續(xù)采集的陷入兩難區(qū)的首車k的速度Vtk以及陷入兩難區(qū)的首車k至停車線距離D tk，判斷 陷入兩難區(qū)的首車k至停車線距離Dtk小于Im時(shí)，陷入兩難區(qū)的首車k的速度V tk是否均 小于10km/h ;若是，則表明陷入兩難區(qū)的首車k選擇減速停車，無需全紅信號(hào)，停止運(yùn)算；若 否，則表明陷入兩難區(qū)的首車k選擇繼續(xù)行駛，進(jìn)行步驟七；
[0031] 步驟七：計(jì)算所有陷入兩難區(qū)且選擇繼續(xù)行駛以