交通灯信号配时方法、装置、设备及介质

本技术涉及智能交通信号领域，尤其涉及一种交通灯信号配时方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、近几年来，国内外学者就降低机动车延误、提高交叉口处车辆通行效率方向和降低车辆尾气排放量角度展开了多维度、多角度的探讨与研究，提出了许多较为有效的优化模型。传统的交叉口信号配时大多只从提高车辆的通行效率这一角度出发，未考虑交叉口处的行人因素以及车辆尾气排放，容易造成交通事故，加剧环境污染。

2、从目前国内外研究来看，虽然众多学者对城市道路交叉口的信号配时优化进行了多方面的研究，但在这些研究中仍存在欠缺和不足之处：

3、其一，在有关城市道路交叉口信号配时优化的研究方面，国内外的学者更注重于降低车辆的排队延误和提高车辆的通行效率，较少考虑有关行人的通行效率问题。

4、其二，在有关城市道路交叉口车辆尾气排放方面的研究中，国内外的学者们虽然提出了诸多模型以降低车辆的尾气排放量，但并未考虑过街行人的健康问题，未考虑行人在过街过程中的污染物暴露问题。

5、综上所述，适应现有技术中比较重视优化城市道路交叉口处的车辆体验，但是并未聚焦于对过街行人的污染物暴露特性研究，对于城市道路交叉口信号配时优化，较少考虑有关行人的通行效率问题以及未考虑行人在过街过程中的污染物暴露等问题，本技术人出于解决该问题的考虑作出相应的探索。

技术实现思路

1、本技术的目的在于解决上述问题而提供一种交通灯信号配时方法、相应的装置、电子设备及计算机可读存储介质。

2、为满足本技术的各个目的，本技术采用如下技术方案：

3、适应本技术的目的之一而提出的一种交通灯信号配时方法，包括：

4、响应交通灯信号配时指令，在目标交叉路口的特定路口的交通信号灯显示第i相位交通灯信号的持续时间内，计算确定所述持续时间内的目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，所述第i相位交通灯信号为用于指示特定路口通行或等待的信号；

5、基于所述目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，计算确定机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量；

6、基于所述机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量构建所述目标交叉路口的交通灯信号配时模型；

7、确定所述机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量相对应的权重比值，基于所述交通灯信号配时模型根据所述权重比值确定所述第i相位交通灯信号相对应的信号时长，以完成交通灯信号的配时。

8、可选的，基于所述目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，计算确定机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量的步骤，包括：

9、目标交叉路口的机动车尾气排放量的计算公式为：

10、

11、ei表示目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的机动车尾气排放量，qj表示目标交叉路口中路段j上的交通流量，lj表示目标交叉路口中路段j的长度，dj表示车辆在信号目标交叉路口的延误,efpcu表示标准小汽车单位排放因子，efipcu表示标准小汽车单位怠速排放因子；

12、机动车延误的计算公式为：

13、

14、其中，di表示目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的机动车延误，c表示信号周期时长，λi为特定路口显示第i相位交通灯信号的绿信比，yij为特定路口显示第i相位交通灯信号的j进口道的机动车流量比，zij为特定路口显示第i相位交通灯信号的j进口道的饱和度，qij为特定路口显示第i相位交通灯信号的j进口道的机动车流量，nij为特定路口显示第i相位交通灯信号的j进口道单位时间内的平均流溢车辆数；

15、行人过街延误的计算公式为：

16、

17、其中，p为行人过街延误时间，ti为绿灯(包括黄灯)损失时间，th为红灯时间，ts为过街行人疏散时间，c表示信号周期时长。

18、可选的，基于所述目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，计算确定机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量的步骤,包括：

19、机动车平均延误的计算公式为：

20、

21、其中，dave为目标交叉路口的机动车平均延误，di为目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的机动车延误，qi为目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的机动车流量；

22、机动车尾气平均排放量的计算公式为：

23、

24、其中，eave为目标交叉路口的平均机动车尾气排放量，ei为目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的机动车尾气排放量，qi为目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通灯信号的交通流量；

25、行人过街平均延误的计算公式为：

26、

27、其中，pave表示目标交叉路口的平均行人过街延误，pi表示目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通信号灯的行人过街延误，ri表示目标交叉路口的特定路口显示第i相位交通信号灯的行人交通流量。

28、可选的，基于所述机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量构建所述目标交叉路口的交通灯信号配时模型的步骤，包括：

29、所述交通灯信号配时模型为：

30、

31、

32、其中，cmin表示最短信号周期，cmax表示最长信号周期，c表示信号周期长，gmin表示有效绿灯最短时间，gi表示有效绿灯时间，gmax表示有效绿灯最长时间，xi表示目标交叉路口的实际到达交通量与通行能力之比，l表示信号周期总损失时间。

33、可选的，所述第i相位交通灯信号表征一股或几股车流在任何时刻都获得完全相同的信号灯色显示，获得绿灯、黄灯以及红灯的连续时序的信号。可选的，基于所述交通灯信号配时模型根据所述权重比值确定所述第i相位交通灯信号相对应的信号时长的步骤之后，包括：

34、确定目标交叉路口的特定路口的交通信号灯显示第i相位交通灯信号相对应的信号时长，检测所述第i相位交通灯信号相对应的信号时长是否超过预设的时长范围，若超过，则将特定路口的交通信号灯切换为其他相位的交通灯信号，所述i表征相位的顺序。

35、可选的，在目标交叉路口的特定路口的交通信号灯显示第i相位交通灯信号的持续时间内，计算确定所述持续时间内的目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量的步骤之后，包括：

36、采集目标交叉路口中的人行横道等待区域图像；

37、基于预训练的目标检测模型对所述人行横道等待区域图像进行目标检测，确定所述人行横道等待区域图像中的行人等待数量；

38、当所述行人等待数量超过预设的人数阈值时，将该路口的机动车道的交通灯信号切换为红灯信号。

39、适应本技术的另一目的而提供的一种交通灯信号配时装置，包括：

40、数据获取模块，设置为响应交通灯信号配时指令，在目标交叉路口的特定路口的交通信号灯显示第i相位交通灯信号的持续时间内，计算确定所述持续时间内的目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，所述第i相位交通灯信号为用于指示特定路口通行或等待的信号；

41、数据处理模块，设置为基于所述目标交叉路口的机动车延误、行人过街延误以及机动车尾气排放量，计算确定机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量；

42、配时模型确定模块，设置为基于所述机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量构建所述目标交叉路口的交通灯信号配时模型；

43、信号时长确定模块，设置为确定所述机动车平均延误、行人过街平均延误以及机动车尾气平均排放量相对应的权重比值，基于所述交通灯信号配时模型根据所述权重比值确定所述第i相位交通灯信号相对应的信号时长，以完成交通灯信号的配时。

44、适应本技术的另一目的而提供的一种电子设备，包括中央处理器和存储器，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行本技术所述交通灯信号配时方法的步骤。

45、适应本技术的另一目的而提供的一种计算机可读存储介质，其以计算机可读指令的形式存储有依据所述交通灯信号配时方法所实现的计算机程序，该计算机程序被计算机调用运行时，执行相应的方法所包括的步骤。

46、相对于现有技术，本技术针对现有技术中对于城市道路交叉口信号配时优化，较少考虑有关行人的通行效率问题以及未考虑行人在过街过程中的污染物暴露等问题，本技术包括但不限于如下有益效果：

47、其一，本技术综合考虑城市道路交叉口处行人健康效益、机动车通行效益和行人过街效益，根据机动车尾气排放量、机动车延误和行人过街延误构建交通灯信号配时模型，从而降低机动车在通过城市道路交叉口时的延误以及机动车的尾气排放量，进而降低过街行人在通过城市道路交叉口时的污染物暴露的健康风险；

48、其二，本技术能够保证机动车通行效率的同时，大大提高行人的通行效率，同时还大大减少行人通过人行横道时所吸入的污染物，保障了行人的身心健康；

49、其三，本技术同时兼顾了车辆通行效率、行人通行需求以及过街行人在通过城市道路交叉口时的污染物暴露的健康风险，能够有效地应用于旅游景点、商业区等人流量较大的路口，提高了路口车辆与行人的通行效率，科学、合理地解决了路口车辆及行人的通行需求。