[发明专利]一种交叉口黄灯抓拍的自适应信号配时方法

摘要

本发明公开一种交叉口黄灯抓拍的自适应信号配时方法，该方法基于车辆检测系统，信息传输系统，中央处理系统，前端抓拍系统及信号控制系统，所述车辆检测系统包括1号车辆检测器、2号车辆检测器、3号车辆检测器和4号车辆检测器；其主要步骤如下：第一步，数据采集整理;第二步，设备安装位置及时间参数计算;第三步，设备安装;第四步，绿灯期间车辆行驶状态判别及延时;第五步，黄灯期间车速的二次判别、违章取证及延时和第六步，延时方案调整。本发明方法采用了车辆速度监测、车辆速度二次判别及黄灯时长分割等方法，具有交叉口黄灯的追尾事故率低，可将非驾驶员意愿的闯灯行为“合法化”，交叉口车辆延误率低等特点。

主权项

一种交叉口黄灯抓拍的自适应信号配时方法，该方法基于以下系统：车辆检测系统，信息传输系统，中央处理系统，前端抓拍系统及信号控制系统，所述车辆检测系统包括1号车辆检测器、2号车辆检测器、3号车辆检测器和4号车辆检测器；其主要步骤如下： 第一步，数据采集整理 (1).数据采集阶段，选取多个交叉口，测量交叉口的尺寸，利用测速仪采集绿灯结束瞬间交叉口处车辆的运行速度，利用秒表采集车辆行至交叉口的最小车头时距及车辆由停车线行至冲突点的时间； (2).数据整理阶段，对第(1)步测得的数据进行分析处理，将采集车辆行至交叉口的车头时距进行整理，选取15％位数据作为车辆的最小车头时距；将车辆行至交叉口的车速进行统计排序，选取85％位车速作为安全时速； 第二步，设备安装位置及时间参数计算 以道路限速数据、车辆的最大减速度、车辆平稳制动减速度、驾驶人制动时间和黄灯最短剩余时间依据，确定1号‑4号车辆检测器的安装位置及时间参数； 所述1号车辆检测器安装位置由【1】式计算确定： 【1】式中，S_a为1号车辆检测器距停车线的距离； V_m为道路限速； t为驾驶人制动时间； a₁为车辆平稳制动减速度； 所述2号车辆检测器安装位置由【2】式计算确定： 【2】式中，S_b为2号车辆检测器距停车线的距离； V_m为道路限速； t为驾驶人制动时间； a_m为车辆平稳制动减速度； 所述3号检测器安装在停车线处； 所述4号车辆检测器安装位置由【4】式计算确定： 【4】式中，S_d为4号车辆检测器距停车线的距离； V_m为道路限速； t₃为黄灯最短剩余时间； 黄灯最短剩余时间t₃由【5】式计算确定： 【5】式中，t₃最短黄灯时间s； L_c车辆长度,取4米； V_m为道路限速； ΔL为本相位最后通过停车线的车辆到达冲突点所需的行驶距离与下一相位绿灯头车到达冲突点所需的行驶距离之差；当距离之差为负值时，取0； 第三步，设备安装 (1).依据计算得出的所述车辆检测器安放位置安装设备，且使车辆检测器的顶部平齐于路面； (2).设置道路停车线前的待测区，提醒驾驶员谨慎驾驶； 第四步，绿灯期间车辆行驶状态判别及延时 (1).利用待测区内的1号车辆检测器对车辆的车速进行采集记录，若车辆速度超过道路限速，则开启超速抓拍功能，拍照取证； (2).待绿灯结束前，对处于进口车道上待测区的车辆行驶状态进行一次判别，如果有车辆的速度大于道路限速，对其进行超速抓拍，同时放行；当车辆既不能在交叉口停车线前安全停车，又无法在绿灯结束前通过停车线：即车辆陷入进退两难境地时，根据车速信息适时延长绿灯时长，当陷入困境车辆通过停车线处的3号车辆检测器时，信号灯转换为黄灯； (3).检测出车辆不能安全通过交叉口时，绿灯时长延长期间，采用闪烁提醒，警示后续车辆进行适时地安全减速； (4).车辆行驶状态采用以下方法一次判别： 1)V_b1≥V_m，将数据传送至中央处理器，判别出车辆可以安全通过交叉口，无需进行延时，但要对车辆超过道路限速的行为进行抓拍取证； 2)V_m＞V_b1＞V₀， ①车辆未采取紧急刹车,即车辆不能在停车线前安全停车，且不能安全通过交叉口，处理器立即将信息反馈到信号灯处，将绿灯变为闪烁状态，直至绿灯时长结束，并对陷入困境车辆的紧后车辆进行统计，中央处理器针对不同的统计结果进行判别，筛选出相应的延时方案，获得相应的延长时长Δt；当陷入困境的最后一辆车通过停车线处3号检测器t₁秒后，开启黄灯； ②车辆采取紧急刹车；检测出车辆不能安全通过交叉口后，绿灯变为闪烁状态，在t₂秒内，车辆未通过3号检测器，系统判别出车辆采取了紧急刹车，在停车线前停车，绿灯延长时长为(t₂‑t₀)秒； 3)V_b1≤V₀，将数据传送至中央处理器，判别出车辆在绿灯结束前可以在停车线前平稳停车，无需进行延时程序，采取按正常配时进行信号灯的变换； 第五步，黄灯期间车速的二次判别、违章取证及延时 (1).黄灯期间，将进入待测区车辆的速度进行判定比较，若车辆在待测区域内速度没有减小，且在黄灯时长内经过停车线处的3号车辆检测器，则判别出其存在恶意闯黄灯行为，开启闯黄灯抓拍，车辆经过4号车辆检测器时，黄灯时长结束，开启红灯； (2).黄灯期间内，车辆通过停车线处3号车辆检测器，进行闯黄灯抓拍，车辆经过4号车辆检测器时，黄灯时长结束，开启红灯； (3)黄灯期间二次判别、违章取证及延时采用以下方法： 1)V_b2≥V_a2，即车辆在待测区域内不进行安全减速行驶，且在黄灯时长内经过停车线处3号检测器时，系统判别车辆存在恶意闯黄灯行为，对此车辆开启闯黄灯抓拍； 2)V_b2<V_a2，车辆为正常减速行驶，在黄灯时长内车辆通过3号检测器处，对其进行违章抓拍；未通过3号检测器处，无需对其进行处罚； 3)黄灯时长调整，车辆通过停车线处3号检测器，除对其进行黄灯违章抓拍外，需对黄灯时长进行调整，避免其通过交叉口时发生侧向碰撞，保证其安全通过交叉口，当车辆经过4号检测器时，黄灯时长结束，开启红灯； 第六步，延时方案调整 在较少车辆不能安全通过交叉口的情况下，对黄灯时长进行分割，分为延长的绿灯时间和调整后的黄灯时长，将时间利用率提升的同时，保证车辆安全通过交叉口；当较多车辆不能安全通过交叉口时，延长的绿灯时间为整个信号周期的延长时间； (1)绿灯时期内的延时调整 1)防尾撞延时检测程序开启时间段内，检测出不能安全通过的车辆在t₂秒时刻内未通过3号检测器处，系统判别出车辆所采取的行径是紧急刹车，则无需对其进行必要的延时，尽管如此，但由于t₂>t₀，因此绿灯需进行一定的延时，延长部分为(t₂‑t₀)秒； 2)当检测出的不能安全通过交叉口仅为一辆车时，依据延时规则车辆的感应时间通过车辆行进情况进行确定，紧后车辆模糊控制时间为t₁秒； 3)当检测出不能安全通过交叉口车辆大于一辆时，车辆的感应时间确立需以最后通过3号检测器的车辆为准，对其紧后车辆模糊控制时间为t₁秒； (2)黄灯分割设计 在分割黄灯的时间上，将延长时长与黄灯时长进行比较，参见【6】式： Δt＝t₄‑t₃ 【6】 1)当延长绿灯时长小于等于Δt时，将黄灯进行划分为绿灯延长部分和剩余黄灯时长； 2)当延长绿灯时长大于Δt时，采取整个信号周期的延长，以保证驾驶员的安全。