基于云计算交通信号灯控制方法、装置、存储器及处理器与流程

本发明涉及交通信号控制技术领域，特别涉及一种基于云计算交通信号灯控制方法、装置、存储器及处理器。

背景技术：

交通信号灯是交通安全产品中的一种，是为了加强道路交通安全管理，减少或避免交通事故，提高道路使用效率，改善交通各方面状况的一种重要工具。适用于丁字、十字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全并且有序地通行。

最简单的交通信号灯控制方式为定时控制，交通信号控制机均按事先设定的配时方案运行，固也称定周期控制。尽管此种控制方式不能根据实际交通情况的变化而变化，在某些情况下车辆通行效率低下，但是由于其结构简单、成本较低以及安装维修等快捷，在我国还是有相当一部分地区采用此种方式；而另一种自适应控制方式，把交通系统作为一个不确定系统，能够连续测量其状态，如车流量、排队长度等，逐渐了解和掌握对象，把他们与希望的动态特性进行比较，并利用差值以改变系统的可调参数或产生一个控制，从而保证不论环境如何变化均可使控制效果达到最优或次优控制的一种控制方式，尽管此种控制方式有诸多优势，但是由于其结构复杂、成本较高等优势，推广运用也存在一定困难。

为此，目前急需一种成本相对较低且对于交通信号灯控制也相对灵活的技术方案，以从一定程度上缓解交通压力或者提高交通效率。

技术实现要素：

为了至少部分解决上述所提到的问题，本发明提供一种成本相对较低且对于交通信号灯控制也相对灵活的交通信号整体方案，具体包括基于云计算的交通信号灯控制方法、装置、存储器及处理器。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于云计算交通信号灯控制方法，

包括信号灯、信号机、云计算服务器、车辆检测器，信号机控制信号灯组并且连接车辆检测器组，所述信号灯组包含至少一个信号灯，所述车辆检测器组包含至少一个车辆检测器，所述车辆检测器组将通行信息发送给对应的所述信号机，每个信号机设置信号机标识并且连接所述云计算服务器，所述信号灯和所述信号机通过所述信号机标识关联，每个所述信号灯包括转向灯和∕或直行灯；第一信号机将交通信息发送至所述云计算服务器，所述交通信息至少包括通行信息、信号机标识；所述云计算服务器响应所述交通信息，判断车辆通行情况是否达到第一阈值，当达到则为堵车情况，反馈第一指令给所述第一信号机；所述第一信号机响应所述第一指令，控制相关联的第一信号灯组。

进一步地，所述方法还包括：所述第一指令包含将所有汇入信号灯的绿信比调低到同一值，所述汇入信号灯是指在关联的所述第一信号灯组中包含汇入堵车车道方向的信号灯。可选择地，所述第一指令包含减少第一信号灯组中特定转向灯和∕或直行灯的通行权灯色时间，所述特定转向灯和∕或直行灯的目标方向为堵车车道。

进一步地，所述方法还包括：所述云计算服务器发送第二指令给第二信号机，所述第二信号机为堵车通行方向下游交叉口的信号机；所述第二信号机响应所述第二指令，控制相关联的第二信号灯组；所述第二指令包含将第二信号灯组中所有堵车通行方向信号灯的绿信比调高到同一值，且同时匹配调低相应交替信号灯的绿信比。

进一步地，所述方法还包括：进一步地，所述方法还包括：所述云计算服务器响应所述交通信息，判断车辆通行情况是否达到第二阈值，当达到则为闲置情况，反馈第三指令给所述第一信号机；所述第三指令包含将所有闲置通行方向信号灯的绿信比调低到同一值，且同时匹配调高相应交替信号灯的绿信比。

进一步地，所述方法还包括：当所述第一信号机相邻信号交叉口的交通信息达到第二阈值时，所述云计算服务器同时向所述相邻的信号机发送第三指令。

根据本申请的另一个方面，提供一种交通信号灯控制装置，所述交通信号灯控制装置设置网络通信模块和信号灯控制模块，所述网络通信模块和云计算服务器连接；所述信号灯控制模块响应所述云计算服务器的指令，根据所述指令调整指定信号灯的灯色时间。

进一步地，所述调整指定信号灯的灯色时间，是指调整单个转向信号灯或直行信号灯的灯色时间。

根据本申请的另一个方面，提供一种存储器，所述存储器用于存储软件，所述软件用于执行上述的方法。

根据本申请的另一个方面，提供一种处理器，所述处理器用于执行软件，所述软件用于执行上述的方法。

本发明的有益效果：信号机和云计算服务器建立网络互连，将交通信息的分析转移到云计算服务器；云计算服务器可以根据是否符合阈值判断是否堵车或者闲置，发送对应指令给相应信号机，实现信号灯控制方案的优化，在充分利用现有信号灯控制设施的基础上，提高交通效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体控制流程示意图；

图2是本发明的堵车情况控制流程示意图；

图3是本发明的闲置情况控制流程示意图；

图4是本发明的堵车情况交通道路示意图；

图5是本发明的闲置情况交通道路示意图；

图6是本发明的交通信号灯控制装置示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

需要说明的是，本申请中提到的绿信比含义如下：用λ指代绿信比，用G指代信号灯通行权灯色时长，C指代周期时长，则λ= G/C。本申请中提到的匹配调低或调高绿信比，都是指两个绿信比相加等于1的匹配关系。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请将一定区域内的所有信号机通过网络连接到云计算服务器端，两者之间可以互通信息；每个信号机连接至少一个车辆检测器和控制至少一个信号灯，将和同一个信号机连接的多个车辆检测器归为一个车辆检测器组，将受同一个信号机控制的多个信号灯归为一个信号灯组；其中，车辆检测器可以是视频检测器、感应检测器、超声波检测器、红外检测器等，信号灯上可以只包含转向灯或直行灯，也可以同时包含转向灯和直行灯；车辆检测器设定周期向信号机发送通行信息，再由信号机周期性地将该信号机标识和通行信息作为交通信息发送给云计算服务器。

云计算服务器可以建立该区域的交通信号灯控制地图，对于每个区域内的信号机设置唯一标识，并且将单个信号机控制的信号灯通过该信号机标识：如某个信号机标识为A3，则可以定义关联规则，其中字母“A”标识信号机，数字“3”表明该信号机的关联信号灯数量，可以定义三个信号灯标识为A31、A32、A33，至于每个信号灯中的转向灯和直行灯标识也可以用类似定义来规定，当然也可以在云计算服务器中针对每个信号机标识建立一张对应的表或建立一个数组等，来存储所有该信号机标识指代的内容，此处只做说明并非限定。然后将各个信号机根据实际地理位置相互关联，即可构成一幅区域交通信号灯控制地图，显然地，云计算服务器可以根据接收到的交通信息，一方面，能定位该信号机及推导出相邻信号机的标识，另一方面，将车辆检测器采集到的通行信息迅速分析判断，根据判断结果向相应信号机发送对应执行指令来协调交通情况。

将交通信息的运算分析，并且针对具体情况给出信号灯的控制方案移到云计算服务器，可以解决传统定时式信号机存储控制方案数量受限的问题；同时在正常交通情况下，云计算服务器并不干涉定时式信号机的运行，信号机可以按照原有控制方案运行比如多段式定时控制方式，只在监控信息达到一定阈值时才介入，当交通恢复正常后就退出控制。在充分利用现有交通系统设施的基础上，实现交通控制的优化。

本申请针对堵车情况和闲置情况，利用信号机基于云计算的互联互通、实时监控、统一协调的特征，解决了上述两种情况下的交通问题或绿信利用率问题。本申请提到的第一阈值是指判断道路堵车的指标，可以具体根据车辆排队长度、汽车流量等指标或其组合，基于一定模型或统计归纳后指定该阈值或一个范围阈值；同理，本申请中判断道路闲置情况的第二阈值也可如此指定，显然第一阈值和第二阈值为反对关系。云计算服务器向信号机发送指令前，应先识别信号机是否有指令在运行，在未有指令运行情况下再根据交通信息发送新指令。下面就分别对堵车情况、闲置情况并结合附图进行说明，显然以下具体实施例只是本申请提供的技术方案所能解决交通问题中的一部分场景。

结合图2、图4所示，当第一信号机A4和第二信号机B4之间的车道上，在由西往东方向车辆排队堵车；第一信号机A4将车辆检测器采集到的通行信息和第一信号机A4的标发送给云计算机服务器，云计算机服务器响应并且判断得出达到第一阈值，反馈第一指令给第一信号机； 第一信号机执行第一指令调低汇入信号灯的绿信比，在该实施例中，第一信号机控制四个信号灯分别为第一南北信号灯A41、第一北南信号灯A43、第一西东信号灯A42、第一东西信号灯A44，这四个信号灯组成了第一信号灯组，由于第一南北信号灯A41的右转弯车辆、第一西东信号灯A42的直行车辆和第一北南信号灯A43的左转弯车辆都汇入堵车路段，所以本实施例中将所有汇入信号灯的绿信比调低到同一值，就是指将这三个信号灯的绿信比调低到同一数值，即减少通行时间减少车辆继续汇入堵车路段。

进一步而言，因为该实施例中，南北方向的两个信号灯都调低了绿信比至λ，对于无需调低绿信比的第一东西信号灯A44而言，反而可以调高至绿信比为1-λ，以和调低的绿信比λ匹配，提高通行权利用率。

进一步，当上述情况发生时，云计算服务器同时向堵车通行方向下游交叉口的第二信号机B4发送第二指令，第二信号机B4执行第二指令；在该实施例中，第二信号机控制四个信号灯分别为第二南北信号灯B41、第二北南信号灯B43、第二西东信号灯B42、第一东西信号灯B44，根据第二指令将第二信号灯组中所有堵车通行方向信号灯的绿信比调高到同一值，在本实施例中就是指调高堵车通行方向的第二西东信号灯B42的绿信比，增加堵车车道上的车辆通行时间缓解堵车情况；同时匹配调低相应交替信号灯的绿信比，在本实施例中就是指匹配调低交替信号灯即第二南北信号灯B41、第二北南信号灯B43的绿信比。进一步，还可以调高第一东西信号灯B44的绿信比，调高到和第二西东信号灯B42的绿信比相同数值，充分利用通行权资源。

另一种实施方式，当发生上述堵车情况时，第一信号机A4还可以通过减少第一信号灯组中特定转向灯和∕或直行灯的通行权灯色时间，该实施例中，就是指第一南北信号灯的右转灯A41c、第一西东信号灯的直行灯A42b和第一北南信号灯的左转灯A43a，通过减少这三个灯在周期内的通行权灯色时间，可以达到减少车辆继续汇入堵车路段，同时又不影响驶入其他非堵车车道的交通流。显然如果有必要，也可以将通行权灯色时间减到零，即禁止继续有车辆汇入堵车车道。

上述对于堵车情况的实施方式，当交通情况达不到第一阈值后，云计算服务器发送指令到相关信号机，使其恢复正常运行参数，并且由于并未对信号灯的的运行周期进行过干涉，所以恢复后的相位差并不需要特意调整修复。

结合图3、图5所示，当第一信号机A4只有南北走向车道有车辆通行，而东西通行方向比如在一定时期内无车辆通行则属于闲置情况；第一信号机A4将车辆检测器采集到的通行信息和第一信号机A4的标识发送给云计算机服务器，云计算机服务器响应并且判断得出达到第二阈值，反馈第三指令给第一信号机A4；第一信号机A4执行第三指令。在该实施例中，第一西东信号灯A42、第一东西信号灯A44为闲置通行方向信号灯，将所有闲置通行方向信号灯的绿信比调低到同一值，就是指调低这两个信号灯的绿信比到同一值；第一南北信号灯A41、第一北南信号灯A43是相对闲置信号灯而言的交替信号灯，同时匹配调高相应交替信号灯的绿信比，就是指匹配调高这两个信号灯的绿信比。通过上述控制方法，增加了非闲置通行方向的通行时间，减少了车辆非必要等待时间，提高了交通流效率。

进一步，当上述情况发生时，如果第一信号机的相邻信号交叉口的交通信息也达到第二阈值时，所述云计算服务器同时向相邻信号机C4发送第三指令。从该实施例中可见，当第一信号机A4和相邻信号机C4的非闲置车道通行方向相同时，由于是同时向相邻信号机C4发送第三指令，且第三指令并不会导致相位差的改变，可以提高绿波带的带宽；该实施例场景在休息时间段如深夜，特别是主干道为国道、省道等时效果尤为明显，能提高主干道交通效率，减少不必要资源浪费。

在本实施例中，还提供了一种存储器，该存储器用于存储软件，软件用于执行上述方法。

在本实施例中，还提供了一种处理器，该处理器用于执行软件，该软件用于执行上述方法。

在本实施例中，如图6所示，还提供了一种交通信号灯控制装置，该装置设置网络通信模块和信号灯控制模块；通过网络通信模块和云计算服务器连接，并且可以互相通信；信号灯控制模块能响应云计算服务器发来的指令，并且根据指令调整指定信号灯的灯色时间。进一步地，信号灯控制模块还可根据指令调整单个转向信号灯或直行信号灯的灯色时间。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。

计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。