1.一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,包括:
S1、在道路平面交叉口布置视频检测器和视频监控,所述视频检测器与所述视频监控用于捕捉过街行人的行动轨迹、车辆的行动轨迹、测量道路宽度和获取相位情况,通过所述视频检测器获取交叉口相位个数,确定道路线形参数,所述道路线形参数包括非机动车的左转或右转或直行的停止线到出口道行驶轨迹长度、机动车的左转或右转或直行的停止线到出口道行驶轨迹长度、道路路宽;
S2、实时检测每个相位和每个进口道的机动车、非机动车和过街行人,获取机动车的行驶速度和非机动车的行驶速度以及过街行人的移动速度;基于相应的速度,对每个相位分析速度分布频率,取每个相位中出现次数最多的速度作为速度阈值;分别计算过街行人的速度阈值、非机动车的速度阈值与机动车的速度阈值;
S3、对于每个相位,基于绿灯结束时过街行人是否处于斑马线、非机动车是否存在专用相位和机动车是否存在专用相位的判断结果,根据对应的全红基本时长公式,分别计算过街行人清空的全红基本时长、非机动车清空的全红基本时长和机动车清空的全红基本时长,所述专用相位为左转所设置的独立信号相位;
S4、对于每个相位,通过所述视频监控获取若干过街行人组成的过街人群、非机动车及机动车的排队数列来判断拥挤情况,所述排队数列包括过街人群的人员密度、若干机动车排队形成的队列的长度、若干非机动车排队形成的队列的长度;
基于判断结果,在不拥挤的情况下,取过街行人清空的全红基本时长、非机动车清空的全红基本时长和机动车清空的全红基本时长的最大值作为最终全红时间,计算完成;
在拥挤的情况下,根据对应的全红时间公式与单项最大全红时间公式,分别计算过街人群的全红时间与过街人群的单项最大全红时间、非机动车的全红时间与非机动车的单项最大全红时间、机动车的全红时间与机动车的单项最大全红时间,取全红时间的最大值作为总全红时间,取单项最大全红时间的最大值作为最大全红时间,获取总全红时间与最大全红时间;
S5、对于每个相位,对比总全红时间与最大全红时间,获取最终全红时间,计算完成。
2.根据权利要求1所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S1中,所述交叉口相位个数记为P,所述道路在X向的路宽与在Y向上的路宽分别记为Lx、Ly;非机动车左转停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hblp,非机动车右转停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hbrp,非机动车直行停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hbsp;机动车左转停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hclp,机动车右转停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hcrp,机动车直行停止线到出口道行驶轨迹长度记为Hcsp。
3.根据权利要求2所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S2中,所述相应的速度包括车道内机动车的行驶速度Sci、车道内同向非机动车的行驶速度S1bi、车道内对向非机动车的行驶速度S2bi、人行道内同向过街行人的移动速度S1pi和人行道内对向过街行人的移动速度S2pi,其中,i=1,2,3……。
4.根据权利要求3所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S2中,对过街行人的速度阈值、机动车的速度阈值与非机动车的速度阈值的计算方式为:对每个相位,分析速度分布频率,得出出现次数最多的机动车速度阈值Scm、同向非机动车的速度阈值S1bm、对向非机动车的速度阈值S2bm、同向过街行人的速度阈值S1pm和对向过街行人的速度阈值S2pm,其中,m=1,2,3……;
计算公式如下:
Scm=Max Frequency{Sc1、Sc2、Sc3…},S1bm=Max Frequency{S1b1、S1b2、S1b3…},S2bm=Max Frequency{S2b1、S2b2、S2p3…},S1pm=Max Frequency{S1p1、S1p2、S1p3…},S2pm=Max Frequency{S2p1、S2p2、S2p3…}。
5.根据权利要求3所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S3中,包括以下步骤:S31、判断绿灯结束时过街行人是否处于斑马线上,计算过街行人清空的全红基本时长Tp0,具体包括以下步骤:S311、对于每个相位p,若绿灯结束时过街行人未处于斑马线上,判断行人是否存在二次过街;
其中,二次过街是行人在过街过程中,因交通信号或道路设计的原因,不能一次性完全通过整个十字交叉口,而需要在中间的安全岛或交通岛暂时停留,待下一个信号周期再继续过街;
若行人不存在二次过街,则过街行人清空的全红基本时长Tp0计算公式为:若行人存在二次过街,则过街行人清空的全红基本时长Tp0计算公式为:S312、对于每个相位p,若绿灯结束时过街行人处于斑马线上时,通过所述视频检测器获取过街行人通过斑马线的长度Lc,过街行人清空的全红基本时长Tp0计算公式为:
6.根据权利要求5所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S3中,包括以下步骤:S32、判断非机动车是否存在专用相位,计算非机动车清空的全红基本时长Tb0,具体包括以下步骤:S321、若非机动车存在专用相位,相位p为东西左转或南北左转,计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tb0,计算公式为:S322、若非机动车不存在专用相位,相位p为东西直右或南北直右,则计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tb0,计算公式为:Tb0=Max{Tb1、Tb2};
其中,Tb1为东西方向右转或南北方向右转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tb2为东西方向直行或南北方向直行情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长;
S323、若非机动车不存在专用相位,相位p为东西左直右或南北左直右,则计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tb0,计算公式为:Tb0=Max{Tb1、Tb2、Tb3};
其中,Tb1为东西方向右转或南北方向右转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tb2为东西方向直行或南北方向直行情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tb3为东西方向左转或南北方向左转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长。
7.根据权利要求6所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S3中,包括以下步骤:S33、判断机动车是否存在专用相位,计算机动车清空的全红基本时长Tc0,具体包括以下步骤:S331、若机动车存在专用相位,相位p为东西左转或南北左转,计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tc0,计算公式为:S332、若机动车不存在专用相位,相位p为东西直右或南北直右,则计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tc0计算公式为:Tc0=Max{Tc1、Tc2};
其中,Tc1为东西方向右转或南北方向右转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tc2为东西方向直行或南北方向直行情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长;
S333、若机动车不存在专用相位,相位p存在东西左直右或南北左直右,则计算绿灯结束时尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长Tc0计算公式为:Tc0=Max{Tc1、Tc2、Tc3};
其中,Tc1为东西方向左转或南北方向左转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tc2为东西方向右转或南北方向右转情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长,Tc3为东西方向直行或南北方向直行情况下,尾车从停止线行驶到出口道清空的全红基本时长。
8.根据权利要求3所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S4中,包括以下步骤:S41、通过视频监控获取过街人群的人数Yc以及人群区域面积Xc,计算过街人口密度ρ,人口密度的计算公式为:ρ=Yc/Xc;
其中Xc单位为㎡,根据人口密度ρ判断过街人群拥挤情况,计算过街人群的全红时间rp,具体包括以下步骤:S411、当0≤ρ<1时,判定为非拥挤情况,得出过街人群的全红时间rp为:rp=Tp0;
S412、当ρ≥1时,判定为拥挤情况,通过视频监控获取同向过街人群中的单个行人通过斑马线的最远距离Lp、对向过街人群中单个行人通过斑马线的最远距离L'p、同向过街行人通过斑马线时群聚中心点的速度Sp,对向过街行人通过斑马线时群聚中心点的速度S'p,所述群聚中心点表示在斑马线上过街人群集中流动的区域;
计算过街人群的全红时间rp,公式为:
9.根据权利要求2所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S4中,包括以下步骤:S42、对于每个相位p,通过视频检测器获取非机动车排队形成的队列的长度Wb,判断非机动车拥挤情况,计算非机动车的全红时间rb,具体包括以下步骤:S421、当0≤Wb<min{Hblp、Hbrp、Hbsp}时,判定为非拥挤情况,得出非机动车的全红时间rb为:rb=Tb0;
S422、当Wb≥min{Hblp、Hbrp、Hbsp}时,判定为拥挤情况,所述非机动车排队形成的队列记为非机动车群聚队列,通过视频监控获取非机动车群聚队列的尾车速度Sb,并根据非机动车群聚队列的第一辆车与最后一辆车在绿灯结束前是否通过十字交叉口停止线,分别计算得出非机动车的全红时间;
若绿灯结束前,非机动车群聚队列最后一辆车通过停止线,计算出非机动车的全红时间rb为:若绿灯结束前,非机动车群聚队列第一辆车未通过停止线,通过视频检测器获取第一辆车到达停止线的距离长度L,计算出非机动车的全红时间rb为:
10.根据权利要求9所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S4中,包括以下步骤:S43、对于每个相位p,通过视频检测器获取机动车排队形成的队列的长度Wc,判断拥挤情况,计算机动车的全红时间rc,具体包括以下步骤:S431、当0≤Wc<min{Hclp、Hcrp、Hcsp}时,判定为非拥挤情况,则得出机动车的全红时间rc为:rc=Tc0;
S432、当Wc≥min{Hclp、Hcrp、Hcsp}时,判定为拥挤情况,所述机动车排队形成的队列记为机动车群聚队列,通过视频检测器获取机动车群聚队列的尾车速度Sc,并根据机动车群聚队列第一辆车与最后一辆车在绿灯结束前是否通过交叉口停止线,分别计算得出机动车的全红时间;
若绿灯结束前,机动车群聚队列最后一辆车通过停止线,则计算出机动车的全红时间rc为:若绿灯结束前,机动车群聚队列第一辆车未通过停止线,则通过视频检测器获取第一辆车到达停止线的距离长度L0,计算出机动车的全红时间rc为:此时根据视频检测器对绿灯结束时行驶速度小于Scm的车辆进行警示。
11.根据权利要求10所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S4中,包括以下步骤:S44、对于每个相位p,计算出总全红时间R0,公式为:
R0=Max{rp、rb、rc}。
12.根据权利要求11所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S4中,包括以下步骤:S45、通过视频检测器获取过街行人的15%位速度Sp15、非机动车的15%位速度Sb15及机动车的15%位速度Sc15,计算过街人群通过的单项最大全红时间Tpmax、非机动车通过的单项最大全红时间Tbmax及机动车通过的单项最大全红时间Tcmax;
其中,15%位速度作为速度的分位数,其含义是指在实测地点时,测得的所有速度中,有15%的速度较其低,而其余85%速度较其高的速度,15%位速度通常被用作交通流中的最低限速;
对于每个相位p,
计算过街人群通过的单项最大全红时间Tpmax,公式为:
计算非机动车通过的单项最大全红时间Tbmax,公式为:
计算机动车通过的单项最大全红时间Tcmax,公式为:
S46、对于每个相位p,对比Tpmax、Tbmax、Tcmax,获取最大全红时间Tmax,公式为:Tmax=Max{Tpmax、Tbmax、Tcmax}。
13.根据权利要求12所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,在所述S5中,若R0<Tmax,则最终全红时间为R0;
若R0≥Tmax,则最终全红时间为Tmax。
14.一种处理器,适配于权利要求1-13任一项所述的一种十字交叉口感应式全红时间计算方法,其特征在于,包括:计算单元,所述计算单元用于计算十字交叉口的全红时间。