一种交叉口信控配时优化方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明属于智能交通生产领域，尤其涉及一种交叉口信控配时优化方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、目前在交叉口的阶段信控配时优化时，至少根据车道流率比获得阶段绿信比，无法满足同一阶段中不同流向的绿灯时间要求。

2、而且信控周期一般为配置或从历史信控周期获得，无法进行优化,无法根据饱和程度调整信控周期，从而导致信控配时策略优化不能满足各流向的配时要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提出了一种交叉口信控配时优化方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：根据交叉口的流向评估指标，获得交叉口各阶段的阶段绿信比和交叉口绿灯利用率；根据所述阶段绿信比和所述交叉口绿灯利用率优化交叉口的信控配时方案，信控配时方案的优化内容包括信控周期时长和信控周期中各阶段的绿灯时间，优化后的信控周期时长与所述交叉口绿灯利用率正向变化。本发明实施例的技术方案根据阶段绿信比优化绿灯时间，还根据交叉口绿灯利用率调整信控周期，提高了交叉口交通的流畅性。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种交叉口信控配时优化方法，包括：根据交叉口的流向评估指标，获得交叉口各阶段的阶段绿信比和交叉口绿灯利用率；根据所述阶段绿信比和所述交叉口绿灯利用率优化交叉口的信控配时方案，信控配时方案的优化内容包括信控周期时长和信控周期中各阶段的绿灯时间，优化后的信控周期时长与所述交叉口绿灯利用率正向变化。

3、由上，根据阶段绿信比优化绿灯时间，还根据交叉口绿灯利用率调整信控周期，提高了交叉口交通的流畅性。

4、在第一方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标至少包括下列之一：流向流率比和流向调整系数，每个流向的流向调整系数随该流向的饱和程度正向变化；根据交叉口的流向评估指标，获得交叉口各阶段的阶段绿信比，包括：根据交叉口每个阶段的第一关键流向的流向流率比和流向调整系数的乘积获得该阶段的阶段流率比，并据此获得每个阶段绿信比，每个阶段的阶段流率比与该阶段的所述乘积成正比，每个阶段的第一关键流向为该阶段中流向流率比最大的流向。在一些实施例中，每个阶段的阶段绿信比等于该阶段的阶段流率比与总流率比的比值，所述总流率比等于各阶段的阶段流率比的和。

5、由上，根据每个阶段中流向流率比最大的对应流向的流向流率比和流向调整系数获得阶段流率比，进而计算阶段绿信比，该阶段绿信比可以满足各流向的绿灯时间需求，且解决饱和或拥堵时阶段绿信比导致阶段绿信比不准确问题。

6、在第一方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标还包括流向绿灯利用率；根据交叉口的流向评估指标，获得所述交叉口绿灯利用率，包括：根据所述流向绿灯利用率和所述阶段绿信比获得每个阶段的阶段绿灯利用率，每个阶段的阶段绿灯利用率等于该阶段的第二关键流向的流向绿灯利用率，每个阶段的第二关键流向为该阶段中的流向绿灯利用率的最大值对应的流向；根据所述阶段绿灯利用率获得所述交叉口绿灯利用率，所述交叉口绿灯利用率等于交叉口各阶段的阶段绿灯利用率基于阶段绿信比的加权和。

7、由上，选择每个阶段中流向绿灯利用率最大值为阶段绿灯利用率，进而交叉口绿灯利用率，使交叉口绿灯利用率可反应各饱和流向的流向绿灯利用率，据可以调整信控周期从而相对地增加绿灯时间，减少车道拥塞。

8、在第一方面的一种可能实施方式中，根据所述阶段绿信比和所述交叉口绿灯利用率优化交叉口的信控配时方案，包括：根据信控配置参数获得信控配时方案的信控周期时长，根据所述交叉口绿灯利用率调整所述信控周期时长，所述交叉口绿灯利用率大于第一阈值时，增加所述信控周期时长，当所述交叉口绿灯利用率小于第一阈值时，减小所述信控周期时长；根据优化后所述信控周期时长和所述阶段绿信比为各阶段分配绿灯时间，其中，每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段的阶段最小绿灯时间、所述信控周期时长与所述阶段绿信比乘积中大值。

9、由上，根据交叉口绿灯利用率调整信控周期，在拥堵场景通过延长信控周期相对地增加绿灯时间，减少车道拥堵。

10、在第一方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标还包括流向最小绿灯时间；所述方法还包括：根据所述流向最小绿灯时间调整优化后每个阶段的绿灯时间，使每个流向涉及所有阶段的绿灯时间之和大于等于该流向的流向最小绿灯时间。

11、由上，根据流向最小绿灯时间调整优化后每个阶段的绿灯时间，使每个流向涉及所有阶段的绿灯时间之和大于等于该流向的流向最小绿灯时间。

12、在第一方面的一种可能实施方式中，根据所述流向最小绿灯时间调整优化后每个阶段的绿灯时间，包括：根据所述流向最小绿灯时间获得每个阶段各流向的阶段流向最小绿灯时间，每个阶段的一个流向的阶段流向最小绿灯时间为该流向的流向最小绿灯时间乘以该流向在该阶段的绿灯时间比例，一个流向在一个阶段的分配绿灯时间比例为该阶段的绿灯时间除以该流向涉及所有阶段的绿灯时间和；根据所述阶段流向最小绿灯时间调整各阶段的绿灯时间，使每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段各流向的阶段流向最小绿灯时间；当一个阶段的绿灯时间增加时，在所述信控周期时长中增加该增加值。

13、由上，通过把一个流向的流向最小绿灯时间划分多个阶段流向最小绿灯时间，作为该流向涉及阶段的阶段流向最小绿灯时间，从而使每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段的阶段流向最小绿灯时间的最大值。

14、在第一方面的一种可能实施方式中，每个流向的流向最小绿灯时间等于与该流向的参考车道同流向关系的各车道中的车道最小绿灯时间的最大值；每个车道的车道最小绿灯时间为在一个信控周期内该车道的总流量按照车道饱和流量通过所需时长与车道损失时间的和；每个流向参考车道的车道绿灯利用率在与该参考车道同流向关系的车道中最大。

15、由上，通过把与每个流向的参考车道同流向关系的各车道中的车道最小绿灯时间的最大值作为该流向的流向最小绿灯时间，从而该流向最小绿灯时间满足该流向所有车道要求。

16、在第一方面的一种可能实施方式中，还包括：根据检测器数据和车道配置数据，获得各车道的车道评估指标，所述车道评估指标包括：车道流率比、车道绿灯利用率，车道空放时间、车道最小绿灯时间；根据车道评估指标和车道配置数据获得交叉口各流向的流向流率比、流向调整系数、流向最小绿灯时间和流向绿灯利用率，每个流向的流向流率比等于该流向的参考车道的车道流率比，每个流向参考车道车道绿灯利用率在与该参考车道同流向关系的各车道中最大；每个流向的流向绿灯利用率等于该流向中与该流向的述参考车道相同流向关系的各车道的车道绿灯利用率的平均值；每个流向的流向调整系数根据该流向的参考车道的车道绿灯利用率和车道空放时间获得。

17、由上，根据车道绿灯利用率确定流向的参考车道，并基于参考车道获得流向流率比、流向调整系数和流向绿灯利用率。

18、在第一方面的一种可能实施方式中，如果当一个流向中包括单流向车道，该流向的参考车道为该流向的单向车道中车道绿灯利用率最大的车道，否则，该流向的参考车道为该流向的所有车道中车道绿灯利用率最大的车道。

19、由上，优先选择车道绿灯利用率最大的单流向车道为参考车道，从而提高了基于参考车道获得的各流向指标的准确性。

20、在第一方面的一种可能实施方式中，每个流向的流向调整系数在该流向的参考车道的车道绿灯利用率大于等于第四设定值时随该车道绿灯利用率在1与第五设定值之间正向变化，且在该参考车道的空放时间小于第三设定值时为第五设定值。

21、由上，根据参考车道的车道空放时间和车道绿灯利用率提高了流向调整系数的准确性，从而提高阶段绿信比的准确性。

22、在第一方面的一种可能实施方式中，每个车道的车道流率比等于该车道的车道出发流量与车道通行能力的比值；每个车道的车道绿灯利用率用于根据该车道的车道饱和流量评估车道的绿灯时间利用效率；每个车道的车道空放时间为该车道上从绿灯亮起时到车道流量第一次降低到0的时间点到绿灯结束时间的时长；每个车道的车道最小绿灯时间为在一个信控周期内该车道的总流量按照车道饱和流量通过所需时长与车道损失时间的和，每个车道的车道饱和流量为评估周期内该车道非零的所述车道流量在从低到高的第一分位数处的值。

23、由上，根据车道饱和流量获得准确的车道绿灯利用率和车道最小绿灯时间。

24、在第一方面的一种可能实施方式中，车道评估指标还至少包括下列之一:车道出发流量、车道饱和放行时间、车道计算绿灯时间、车道最大绿灯时间；其中，每个车道的车道出发流量为在一个信控周期内该车道的车道流量均值，每个车道的车道饱和放行时间为在一个信控周期内该车道上从绿灯亮起时开始到所述车道流量第一次降低到所述车道饱和流量的时长，每个车道的车道计算绿灯时间为在一个信控周期内该车道上从绿灯亮起时开始到车道流量第一次降低到0的时长；当一个车道的车道饱和放行时间大于等于车道实际绿灯时间时，该车道的车道最大绿灯时间等于该车道的车道计算绿灯时间与保护间隔之和，否则为该车道的车道最大绿灯时间等于该车道的车道最小绿灯时间与所述保护间隔之和；每个车道的车道绿灯利用率为该车道的车道饱和放行时间与剩余饱和放行时间的和与车道最大绿灯时间的比值，所述剩余饱和放行时间为相应车道在车道饱和放行时间与车道最大绿灯时间之间的所述车道流量按照车道饱和流量通过所需要的时间。在一些实施例中，所述保护间隔与所述检测周期正向变化。

25、由上，车道饱和放行时间、车道最小绿灯时间、车道计算绿灯时间获得准确的车道最大绿灯时间，由基于车道饱和放行时间和车道计算绿灯时间进一步提高了车道绿灯利用率的准确性，从而可以提高后续流向评估指标。

26、第二方面，本发明实施例提供了一种交叉口信控配时优化装置，包括：优化指标获得模块，用于根据交叉口的流向评估指标，获得交叉口各阶段的阶段绿信比和交叉口绿灯利用率；信控配时优化模块，用于根据所述阶段绿信比、所述交叉口绿灯利用率和所述流向最小绿灯时间优化交叉口的信控配时方案，信控配时方案的优化内容包括信控周期时长和信控周期中各阶段的绿灯时间。

27、由上，根据阶段绿信比优化绿灯时间，还根据交叉口绿灯利用率调整信控周期，提高了交叉口交通的流畅性。

28、在第二方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标至少包括下列之一：流向流率比和流向调整系数，每个流向的流向调整系数随该流向的饱和程度正向变化；优化指标获得模块具体用于根据交叉口每个阶段的第一关键流向的流向流率比和流向调整系数的乘积获得该阶段的阶段流率比，并据此获得每个阶段绿信比，每个阶段的阶段流率比与该阶段的所述乘积成正比，每个阶段的第一关键流向为该阶段中流向流率比最大的流向。在一些实施例中，每个阶段的阶段绿信比等于该阶段的阶段流率比与总流率比的比值，所述总流率比等于各阶段的阶段流率比的和。

29、由上，根据每个阶段中流向流率比最大的对应流向的流向流率比和流向调整系数获得阶段流率比，进而计算阶段绿信比，该阶段绿信比可以满足各流向的绿灯时间需求，且解决饱和或拥堵时阶段绿信比导致阶段绿信比不准确问题。

30、在第二方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标还包括流向绿灯利用率；优化指标获得模块还具体用于根据所述流向绿灯利用率和所述阶段绿信比获得每个阶段的阶段绿灯利用率，每个阶段的阶段绿灯利用率等于该阶段的第二关键流向的流向绿灯利用率，每个阶段的第二关键流向为该阶段中的流向绿灯利用率的最大值对应的流向；以及根据所述阶段绿灯利用率获得所述交叉口绿灯利用率，所述交叉口绿灯利用率等于交叉口各阶段的阶段绿灯利用率基于阶段绿信比的加权和。

31、由上，选择每个阶段中流向绿灯利用率最大值为阶段绿灯利用率，进而交叉口绿灯利用率，使交叉口绿灯利用率可反应各饱和流向的流向绿灯利用率，据可以调整信控周期从而相对地增加绿灯时间，减少车道拥塞。

32、在第二方面的一种可能实施方式中，信控配时优化模块具体用于根据信控配置参数获得信控配时方案的信控周期时长，根据所述交叉口绿灯利用率调整所述信控周期时长，所述交叉口绿灯利用率大于第一阈值时，增加所述信控周期时长，当所述交叉口绿灯利用率小于第一阈值时，减小所述信控周期时长；以及根据优化后所述信控周期时长和所述阶段绿信比为各阶段分配绿灯时间，其中，每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段的阶段最小绿灯时间、所述信控周期时长与所述阶段绿信比乘积中大值。

33、由上，根据交叉口绿灯利用率调整信控周期，在拥堵场景通过延长信控周期相对地增加绿灯时间，减少车道拥堵。

34、在第二方面的一种可能实施方式中，所述流向评估指标还包括流向最小绿灯时间；所述信控配时优化模块还用于根据所述流向最小绿灯时间调整优化后每个阶段的绿灯时间，使每个流向涉及所有阶段的绿灯时间之和大于等于该流向的流向最小绿灯时间。

35、由上，根据流向最小绿灯时间调整优化后每个阶段的绿灯时间，使每个流向涉及所有阶段的绿灯时间之和大于等于该流向的流向最小绿灯时间。

36、在第二方面的一种可能实施方式中，所述信控配时优化模块还具体用于：根据所述流向最小绿灯时间获得每个阶段各流向的阶段流向最小绿灯时间，每个阶段的一个流向的阶段流向最小绿灯时间为该流向的流向最小绿灯时间乘以该流向在该阶段的绿灯时间比例，一个流向在一个阶段的分配绿灯时间比例为该阶段的绿灯时间除以该流向涉及所有阶段的绿灯时间和；以及根据所述阶段流向最小绿灯时间调整各阶段的绿灯时间，使每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段各流向的阶段流向最小绿灯时间；以及当一个阶段的绿灯时间增加时，在所述信控周期时长中增加该增加值。

37、由上，通过把一个流向的流向最小绿灯时间划分多个阶段流向最小绿灯时间，作为该流向涉及阶段的阶段流向最小绿灯时间，从而使每个阶段的绿灯时间大于等于该阶段的阶段流向最小绿灯时间的最大值。

38、在第二方面的一种可能实施方式中，每个流向的流向最小绿灯时间等于与该流向的参考车道同流向关系的各车道中的车道最小绿灯时间的最大值；每个车道的车道最小绿灯时间为在一个信控周期内该车道的总流量按照车道饱和流量通过所需时长与车道损失时间的和；每个流向参考车道的车道绿灯利用率在与该参考车道同流向关系的车道中最大。

39、由上，通过把与每个流向的参考车道同流向关系的各车道中的车道最小绿灯时间的最大值作为该流向的流向最小绿灯时间，从而该流向最小绿灯时间满足该流向所有车道要求。

40、在第二方面的一种可能实施方式中，还包括：车道指标获得模块，根据检测器数据和车道配置数据，获得各车道的车道评估指标，所述车道评估指标包括：车道流率比、车道绿灯利用率，车道空放时间、车道最小绿灯时间；流向指标获得模块，用于根据车道评估指标和车道配置数据获得交叉口各流向的流向流率比、流向调整系数、流向最小绿灯时间和流向绿灯利用率，每个流向的流向流率比等于该流向的参考车道的车道流率比，每个流向参考车道车道绿灯利用率在与该参考车道同流向关系的各车道中最大；每个流向的流向绿灯利用率等于该流向中与该流向的述参考车道相同流向关系的各车道的车道绿灯利用率的平均值；每个流向的流向调整系数根据该流向的参考车道的车道绿灯利用率和车道空放时间获得。

41、由上，根据车道绿灯利用率确定流向的参考车道，并基于参考车道获得流向流率比、流向调整系数和流向绿灯利用率。

42、在第二方面的一种可能实施方式中，如果当一个流向中包括单流向车道，该流向的参考车道为该流向的单向车道中车道绿灯利用率最大的车道，否则，该流向的参考车道为该流向的所有车道中车道绿灯利用率最大的车道。

43、由上，优先选择车道绿灯利用率最大的单流向车道为参考车道，从而提高了基于参考车道获得的各流向指标的准确性。

44、在第二方面的一种可能实施方式中，每个流向的流向调整系数在该流向的参考车道的车道绿灯利用率大于等于第四设定值时随该车道绿灯利用率在1与第五设定值之间正向变化，且在该参考车道的空放时间小于第三设定值时为第五设定值。

45、由上，根据参考车道的车道空放时间和车道绿灯利用率提高了流向调整系数的准确性，从而提高阶段绿信比的准确性。

46、在第二方面的一种可能实施方式中，每个车道的车道流率比等于该车道的车道出发流量与车道通行能力的比值；每个车道的车道绿灯利用率用于根据该车道的车道饱和流量评估车道的绿灯时间利用效率；每个车道的车道空放时间为该车道上从绿灯亮起时到车道流量第一次降低到0的时间点到绿灯结束时间的时长；每个车道的车道最小绿灯时间为在一个信控周期内该车道的总流量按照车道饱和流量通过所需时长与车道损失时间的和，每个车道的车道饱和流量为评估周期内该车道非零的所述车道流量在从低到高的第一分位数处的值。

47、由上，根据车道饱和流量获得准确的车道绿灯利用率和车道最小绿灯时间。

48、在第二方面的一种可能实施方式中，车道评估指标还至少包括下列之一:车道出发流量、车道饱和放行时间、车道计算绿灯时间、车道最大绿灯时间；其中，每个车道的车道出发流量为在一个信控周期内该车道的车道流量均值，每个车道的车道饱和放行时间为在一个信控周期内该车道上从绿灯亮起时开始到所述车道流量第一次降低到所述车道饱和流量的时长，每个车道的车道计算绿灯时间为在一个信控周期内该车道上从绿灯亮起时开始到车道流量第一次降低到0的时长；当一个车道的车道饱和放行时间大于等于车道实际绿灯时间时，该车道的车道最大绿灯时间等于该车道的车道计算绿灯时间与保护间隔之和，否则为该车道的车道最大绿灯时间等于该车道的车道最小绿灯时间与所述保护间隔之和；每个车道的车道绿灯利用率为该车道的车道饱和放行时间与剩余饱和放行时间的和与车道最大绿灯时间的比值，所述剩余饱和放行时间为相应车道在车道饱和放行时间与车道最大绿灯时间之间的所述车道流量按照车道饱和流量通过所需要的时间。在一些实施例中，所述保护间隔与所述检测周期正向变化。

49、由上，车道饱和放行时间、车道最小绿灯时间、车道计算绿灯时间获得准确的车道最大绿灯时间，由基于车道饱和放行时间和车道计算绿灯时间进一步提高了车道绿灯利用率的准确性，从而可以提高后续流向评估指标。

50、第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括，总线；通信接口，其与所述总线连接；至少一个处理器，其与所述总线连接；以及至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行第一方面任一实施方式所述的方法。

51、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行第一方面任一实施方式所述的方法。