[发明专利]一种交叉路口信号灯及可变车道联合控制系统和方法

说明书

本发明属于智能交通技术领域，具体为一种交叉路口信号灯及可变车道联合控制系统和方法。本发明系统包括车道信息收集模块、交叉路口信号决策节点以及信号灯及可变车道控制指示模块；车道信息收集模块用于采集当前交叉路口及其相邻道路的交通数据；交叉路口信号决策节点收集并记录这些交通数据，结合历史数据记录，使用强化学习算法，训练得到信号决策策略；信号灯及可变车道控制指示模块从交叉路口信号决策节点获取交叉路口实时相位，并根据当前信号灯及可变车道指示，设置未来信号灯及可变车道指示。本发明系统可以根据路况变化对信号灯及可变车道实时联合控制，适用于不同岔路数的交叉路口，极大提升交叉路口车辆的通行效率。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，具体涉及适用于不同岔路数交叉路口的信号灯及可变车道联合控制系统和方法。

背景技术

随着全国机动车保有量屡创新高，造成城市中的交通环境每况愈下，居民出行效率降低，社会资源被浪费。在人口密度高、市区面积广的超大型城市中，交通拥堵已经成为了影响城市居民生活质量、制约城市快速发展的重要原因之一。

随着电气化交通设施的普及，几乎每个路口都配备有交通信号灯。同时，在一些繁忙的路口，为了应对不同时刻车流方向不同的特点，使用了可变车道。可变车道为一些驶入路口的车道，在不同时间沿该车道驶入路口的车辆驶离路口方向不同。信号灯和可变车道对改善交通起到了一定效果，但是目前信号灯和可变车道的控制策略多为预先设置的切换时间，对于一个交叉路口的信号灯和可变车道配置难以用于其它岔路数不同的交叉路口中，同时信号灯和可变车道的控制相互独立。这些问题导致了目前的信号灯和可变车道控制策略无法最优化交叉路口的车辆通行效率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种交叉路口信号灯及可变车道联合控制系统和方法，以解决目前信号灯和可变车道算法不能根据实时车流进行信号灯切换，同时信号灯和可变车道的控制策略无法协同优化的缺陷。

本发明的一个方面提供了一种交叉路口信号灯及可变车道联合控制系统，该系统包括：车道信息收集模块，交叉路口信号决策节点，以及信号灯及可变车道控制指示模块；所述交叉路口信号决策节点一端与所述车道信息收集模块连接，另一端与所述信号灯及可变车道控制指示模块连接；其中：

所述车道信息收集模块，用于采集当前交叉路口及其相邻道路的交通数据，将交通数据按照不同车道划分，并传递给交叉路口信号决策节点；所述交通数据包括地磁线圈数据、道路交通摄像头数据、信号灯及可变车道相位数据；所述信号灯及可变车道相位为信号灯所指示的车道通行状态及可变车道所指示的可变车道通行方向；

所述交叉路口信号决策节点，包括：历史数据记录模块，信号决策模块；其中：

历史数据记录模块，用于收集并记录所述车道信息收集模块传递的交通数据，同时提供历史数据的查询；

信号决策模块，用于从所述历史数据记录模块和所述车道信息收集模块获取交通数据，使用强化学习算法，训练得到信号决策策略，计算选择交叉路口实时相位，并传递给信号灯及可变车道控制指示模块；

所述信号灯及可变车道控制指示模块，用于从所述交叉路口信号决策节点获取交叉路口实时相位，并根据当前信号灯及可变车道指示，设置未来信号灯及可变车道指示。

进一步地，所述车道信息收集模块，具体包括：数据获取单元，数据划分单元，车道特征融合单元；其中：

数据获取单元，用于采集当前交叉路口及其相邻道路的交通数据；数据获取单元包括交通摄像头、地磁感应器等；

数据划分单元，用于从所述数据获取单元获取交通数据，根据数据是否能够按车道划分，将数据分类为总体数据和车道数据两类；总体数据包含信号灯及可变车道相位数据，车道数据包含基于地磁感应器线圈数据和道路交通摄像头数据得到的每条车道的车辆数量，以及基于所述信号灯及可变车道相位数据得到的每条车道的通行状态和可变车道的通行方向；