[发明专利]路口信号灯控制方法及其系统

说明书

本发明公开了一种路口信号灯控制方法及系统。本发明路口信号灯控制方法的行人数量估算步骤，包括：经过图像处理后，获取每一幅图像的像素数，以做最小二乘线性拟合获得估计结果；所述最小二乘线性拟合为：假设在二维坐标图上，已知数据点(x_k，y_k)，多项式拟合函数的表达式为把数据值与通过拟合函数表达式计算出的ax_k+b之间的误差称为残差，即：残差|e_k|的值表示的是点(x_k，y_k)偏离直线的程度。本发明路口信号灯控制方法及系统优化行人过街时间，保障了过街行人安全同时，提高了城市运行效率。

技术领域

本发明涉及通讯工程控制技术领域，特别涉及一种路口信号灯控制系统及方法。

背景技术

城市交通是支撑现代城市健康发展的基础，而以交通拥堵为特征的交通问题不仅阻碍着城市的可持续发展，也给人们的日常工作与生活带来严重影响，已经成为困扰世界各国城市发展的普遍问题。由于对交通拥堵的形成过程和演变规律缺乏足够的认识，导致一些治理拥堵的策略和方法缺乏针对性。在现有的道路资源条件下，如何更好地缓解交通拥堵，成为当今解决城市交通问题的重点课题之一。因此开展交通拥堵方面的基础研究工作，深入研究交通拥堵的形成机理和演化过程，以此对交通的控制和管理进行指导，并实施有效的控制策略和方法，对提高交通运输效率、改善交通状况具有重要的理论价值和现实意义。

我国城市人口密集，居民步行出行占较大比例。同时随着机动化水平的提高，城市道路机非冲突愈加严重，行人作为弱势群体，其安全问题越来越受到人们重视，机动车与行人一旦发生碰撞，行人将受到严重伤害甚至死亡。当路段车流量较大时，不合理的行人过街信号设置，会因没有行人或行人较少，而浪费行人过街绿灯时间，白白造成机动车延误；又会因行人过多而造成行人过街绿灯时间不足，行人过街的安全问题无法保障。因此，研究有效的自适应行人过街信号方法对于保障行人安全，减少交通延误具有重要意义。

20世纪末以来，我国城市机动化水平显著提高，城市交通出行量飞速增长，人们在努力解决交通拥堵、提高城市运行效率的同时，交通安全问题成为不可回避的话题，特别是行人安全问题。据《道路安全全球现状报告2013》显示，全球平均每天有近4000人因道路交通事故而丧生，其中大约1/5是行人，并且该伤亡人数有逐年增长态势。

行人在道路交通中作为弱势群体，一旦发生交通事故常常受到严重伤害甚至死亡。我国城市居民出行方式中，步行仍然占很大比例，在交通复杂的商业区，人、车抢行的状况经常发生，加上缺乏有效的安全管理设施，导致行人过街交通问题日益突出。当路段上车流量较大时，不合理的行人过街行为，极可能造成交通堵塞，降低了路网通行能力，严重制约社会经济发展，也对行人的生命财产安全造成威胁。如何保障行人安全、减少机动车延误成为亟待解决的问题。

通常情况下，没有行人或者行人数量过少时，导致行人过街绿灯时间浪费，机动车延误；行人数量过多时，导致行人过街绿灯时间不足，机动车与行人发生冲突，给行人带来安全隐患，都是因为信号灯设置不合理造成的。目前信号灯配时大多采用定周期配时，或者安装行人过街按钮人工控制绿灯启亮时间，但是无法满足行人过街所需时间，无法最大程度上发挥信号灯的功能，难以适应复杂的交通环境。

伴随着计算机、数字图像处理等技术的迅猛发展，智能交通领域也获得了长足的进步。智能交通融入了视觉信息，通过视频监控行人待过街区域，对监控返回的图像信息数据进行判断和分析，最终计算机做出合理的行人过街时间估计方案。

国内目前尚无基于视频检测的行人过街时间估计方法。“中国式过马路”这一现象从侧面反应出中国城市交通中，行人信号控制的弊端，基于行人数量的过街时间估计方法的研究与应用，对满足行人过街需求，保障行人生命安全，减少行人延误，提高城市综合运行效率具有重要意义。现阶段我国行人过街信号设置主要是定周期控制、手动按键式过街信号控制以及感应式控制。他们均以减少机动车延误为首要前提，且不能适应当前行人过街实际所需时间。

发明内容