专利名称：交通信号控制系统、交通信号控制设备和交通信号控制方法
技术领域：
本发明涉及交通信号控制系统，其使用行驶时间信息改进了基于时刻的模式选择交通信号控制方案的精密性。
背景技术：
传统上，已知交通信号控制方法(时间控制的模式选择方案)，其中存储多个信号控制参数用于每个时区以及根据时刻来选择所存储的信号控制参数以执行交通信号控制。 在该方法中，在操作开始之前对于每个时区预先获得交通需求，所述需求形成为依据时刻的模式，并且存储了适合每个需求模式的信号控制参数。还提出了交通信号控制方法(基于行驶时间的模式选择方案)(见PTL 1)，其中基于从车辆检测器或从探测信息等获取的行驶时间来获得交通条件，以及其后根据所获得的交通条件来选择存储的信号控制参数以执行交通信号控制。比起用于根据交通量或拥堵长度连续地计算信号控制参数的方案，可以更容易地介绍以上模式选择交通信号控制方法，以及仅仅以多个存储的模式中的一个来操作。因此， 以上交通信号控制方法具有的优点是，与连续计算的情况不同，不担心以上交通信号控制方法是预期之外的。引用列表专利文献PTL 1 日本未审查的专利申请公开No. 2009-252066。
发明内容
技术问题在以上模式选择方案当中，基于行驶时间的模式选择方案可使基于由例如已失灵的车辆检测器获得的错误行驶时间或基于从少量探测信息获得的不确定行驶时间来选择不适合实际交通条件的信号控制参数。为了达到稳定的系统操作，基于仅仅行驶时间来选择模式的方案有改进的空间。此外，在先前估计的交通需求基本未改变的地区中时间控制的模式选择方案对交通信号控制没有问题。然而，在示出拥堵开始时的时刻、拥堵开始减少时的时刻等的变化的地区中，在一些情况下，在对应时区中选择的模式可能对于实际交通条件并不恰当，并且因此基于仅仅时刻来选择模式的方案还有改进的空间。鉴于以上情况做出本发明以及其目的是提供交通信号控制系统，该系统甚至在获得的交通信息(诸如行驶时间)包含误差或不确定性的情况下或在先前估计的交通需求很可能改变的情况下也适当地操作。问题的解决方案根据本发明的第一方面的交通信号控制系统包括存储装置，用于存储第一模式切换表，在该第一模式切换表中关联地设置交通信号控制参数Pl (i)与第一时间安排表的每个第一时区Bl (i)))，在该第一时间安排表中全天的所有时区分为多个第一时区；选择装置，用于从所存储的第一模式切换表选择与当前时间相对应的交通信号控制参数；控制装置，用于使用所选择的交通信号控制参数来控制交通信号灯单元；以及行驶时间获取装置，用于获取与交通信号灯单元附近的一个或多个路段中的车辆有关的行驶时间信息。存储装置进一步存储第二模式切换表，在该第二模式切换表中互相关联地设置与仅包括一天的所有时区中的一部分时区的第二时区T2内的行驶时间相关的第二条件以及在匹配第二条件时选择的交通信号控制参数P2。交通信号控制系统进一步包括确定装置，用于确定基于由行驶时间获取装置获取的行驶时间信息而获得的索引是否匹配第二条件。选择装置配置成如果确定装置确定索引匹配第二条件，则选择第二模式切换表中设置的交通信号控制参数P2代替交通信号控制参数Pl (i)(权利要求1)。这里，i表示1至m的整数，以及m表示第一模式切换表中规定的时区数量。基本上，根据本发明，根据第一模式切换表中设置的时刻来选择交通信号控制参数。此外，可以根据基于行驶时间的索引来选择具体时区(第二时区1 中的不同交通信号控制参数。因此，在具体时区中，可以基于行驶时间信息来选择被认为更恰当的交通信号控制参数。因此，可以执行比简单时间控制的模式选择方案更适于交通条件的交通信号控制。而且，在该系统中，基本上，根据时刻来选择模式。因此，与用于根据仅仅行驶时间来选择信号控制参数的方案相比，在大多数时区中可以选择由熟练的交通管理员预先设置的交通信号控制参数。如果由车辆检测器等获取的行驶时间信息不符合实际交通条件，则可以在大多数时区中执行恰当的操作，导致系统的高鲁棒性。在该情况下，第二时区T2的结束时间可以被设置为第一时区Bl (k)(即包括在第一时间安排表中的第一时区中的一个)的结束时间，第二时区的开始时间可以被设置为晚于第一时区Bl (k)的开始时间的时间，以及其后与第二模式切换表中的第二时区T2关联设置的交通信号控制参数P2可以被设置为交通信号控制参数Pl (k+1)，Pl (k+Ι)在第一模式切换表中与在第一时区Bl (k)后面的后续第一时区Bl (k+Ι)关联地被设置(权利要求2)。这里，k表示整数1至m中的任何一个，以及如果k = m，则(k+Ι)被设置为(1)。根据该方法，如果基于交通条件将在第一时区Bl (k)的结束时间处(也就是， Bl (k+Ι)的开始时间)改变的先前期望来设置第一模式切换表，则可以响应于比先前预期更早的交通条件的改变而提前选择Bl (k+Ι)中的交通信号控制参数Pl (k+1)。因此，可以实现比时间控制的模式选择方案更灵活的操作。而且，第二时区T2的开始时间可以被设置为第一时区Bl (k)(即包括在第一时间安排表中的第一时区中的一个)的开始时间，第二时区的结束时间可以被设置为早于第一时区Bl(k)的结束时间的时间，以及其后与第二模式切换表中的第二时区T2关联设置的交通信号控制参数P2可以被设置为交通信号控制参数Pl (k-1)，Pl (k-Ι)在第一模式切换表中与第一时区Bl (k)的在前第一时区Bl (k-Ι)关联地被设置(权利要求3)。这里，k表示整数1至m中的任何一个，以及如果k = 1，贝U (k-Ι)被设置为(m)。根据该方法，如果基于交通条件将在第一时区Bl (k)的开始时间处(即，Bl (k-1) 的结束时间)改变的先前期望来设置第一模式切换表，则可以响应于比先前预期更晚的交通条件的改变而在不匆忙改变模式的情况下延长Bl (k-Ι)中的交通信号控制参数Pl (k-1) 的使用。因此，可以实现比时间控制的模式选择方案更灵活的操作。优选地，在第二时区T2中的每个预定时间执行由确定装置做出的确定，以及作为确定的结果，如果索引不匹配第二条件，则选择装置选择第一模式切换表中设置的交通信号控制参数以便对应于做出确定的时间(权利要求4)。因为，例如，某个事故使一个车辆滞留在道路上，或者由于任何其他原因，由行驶时间获取装置获取的行驶时间可能临时变化非常大。然而，在确切的车辆移动之后，可能很快回到正常状态。因此，在第二时区T2中，以例如10分钟或15分钟的间隔多次执行基于行驶时间的索引计算。当交通条件临时改变但是很快回到当设置第一模式切换表时预先预测的条件时，可以再次使用在第一模式切换表中设置的交通信号控制参数。在该方式中，第一模式切换表和第二模式切换表之间的灵活切换实现了更适合于交通条件的交通信号控制。期望的是，行驶时间获取装置被配置成基于探测信息来获取行驶时间，所述探测信息是从遵循包括交通信号灯单元所安装的点的路线的多个公共车辆中装配的车载单元传送的行驶地点信息；并且，期望的是，使预定时间比多个公共车辆穿过安装有交通信号灯的点期间的时间间隔长(权利要求5)。使用从诸如由专业驾驶员驾驶以重复地遵循相同路线的公共汽车的公共车辆获得的探测信息来获取行驶时间受驾驶员的性情影响更小，其中装配了车载单元的车辆的比例等高于使用来自非特定车辆的探测信息，从而促进在每个时区中准确理解交通条件的改变。因此，优选地，基于从来自这样的公共车辆的探测时间获得行驶时间的假设，使第二时区中的预定时间比可以从公共车辆获取探测信息的间隔长，从而允许当选择交通信号控制参数时使用基于从新的探测信息获得的行驶时间信息的索引。交通信号控制设备(权利要求6)包括以上交通信号控制系统中使用的所有装置， 以及交通信号控制系统中执行的交通信号控制方法(权利要求7)也是非常有用的。发明的有益效果因此，根据本发明的交通信号控制系统，可以在利用时间控制的模式选择方案和使用行驶时间的模式选择方案的同时，执行适于交通条件的交通信号控制。
图1是图示根据本发明的交通信号控制系统的概观的示意图；图2是图示交通信号控制器Ia的配置示例的框图；图3是图示在途通信设备21的通信控制装置21b的配置示例的框图；图4是图示信号控制命令信息的格式的视图；图5是图示中央设备4的配置示例的框图；图6是图示车辆中装配的车载装置31的配置示例的框图；图7是图示交通信号控制中使用的交通信号控制参数表的示例的视图；图8A是图示根据本发明的交通信号控制中使用的第一模式切换表的示例的视图；图8B是图示根据本发明的交通信号控制中使用的第一模式切换表的另一个示例的视图；图9是图示根据本发明的交通信号控制中使用的第二模式切换表的示例的视图；图10是用于解释由车载装置31创建的探测信息的示意图；图11是图示由车载装置31创建的探测信息的数据内容的示例的视图。
具体实施例方式(第一实施例)[系统的总体配置]下文中将参照附图详细描述本发明的实施例。图1是图示根据本发明的交通信号控制系统的概观的示意图。在本发明的附图中，相同的附图标记代表相同或相似的部分。交通信号控制系统包括交通信号1 (包括交通信号控制器Ia和多个车辆信号灯单元lb、lc，等等)、在途通信设备21 (包括通信天线单元21a和通信控制装置21b)以及在途通信设备22 (包括通信天线单元2 和通信控制设备22b)，诸如红外信标、在道路Rl和R2 上行驶的车辆中装配的车载装置31和32、中央设备4、路由器5和其他元件。中央设备4 是具有下述功能的设备发出有关交通信号1的控制的指令的功能和执行诸如生成并传送要为车辆提供的交通信息的操作的功能，并且该设备被安装在交通控制中心中。中央设备 4不是必须被安装在交通控制中心中而是可安装在道路上。中央设备4经由诸如电话线的通信线路或诸如路由器5的通信设备连接到在多个交通交叉路口的每一个中安装的交通信号。交通信号1经由诸如电话线的通信线路连接到分别安装在多个道路上的在途通信设备21和22，在该多个道路上车流经由诸如电话线的通信线路流入道路Rl和道路R2的交通交叉路口 A。交通信号1具有控制多个信号灯单元的功能。由车辆信号灯单元Ib来指示对道路Rl上向交通交叉路口 A行驶的车辆具有通行权，以及由车辆信号灯单元Ic来指示对道路R2上向交通交叉路口 A行驶的车辆具有通行权。交通信号控制器Ia具有接收信号控制命令的功能，该信号控制命令是来自中央设备4的关于交通信息或信号灯单元控制的指令；并根据指令来控制诸如信号灯单元Ib的每个信号灯单元的接通/断开和闪烁。此外，如果人行横道位于交通交叉路口 A，则行人信号灯单元也可连接到交通信号控制器la。图2是图示交通信号控制器Ia的配置的框图。控制单元101包括一个或多个微型计算机。灯驱动单元102、通信单元103和存储单元104经由内部总线等连接到控制单元 101，并且控制单元101控制以上硬件组件的每一个的操作。灯驱动单元102包括固态继电器(未图示)，并基于从控制单元101输入的信号灯单元输出命令来接通/断开要供应到分别与多个信号灯单元lb、lc等等的绿灯、黄灯和红灯相对应的相应颜色的信号灯的交流电压(AC 100V)或直流电压。通信单元103包括用于执行与中央设备4的通信的中央通信单元1031，并可以从中央设备4接收交通信息、信号控制命令等。通信单元103进一步包括终端通信单元1032，并可以将所接收到的交通信息传送到在途通信设备21等或接收从在途通信设备21等发送的关于车载装置等的信息。存储单元104存储接收到的交通信息、关于信号控制命令或车载装置的信息、关于各种常量的信息，诸如指示每个步骤和每个阶段之间关系等等的常量。在途通信设备21和22分别配备在互相交叉的道路Rl和R2上，并被安装成能够与车流从交通交叉路口 A流出侧的街道中行驶的车辆通信。在途通信设备的可应用示例包括红外信标、无线电信标、以及支持诸如DSRC (专用短程通信)、WAVE (车辆环境中的无线接入)和WiMAX (全球微波接入互操作性)的通信方案的无线通信设备，并且在途通信设备具有经由无线通信与车载装置交换各种信息的功能。在途通信设备21和22的安装点不限于车流流出侧街道中的安装点。在途通信设备21和22可安装在任何地方中，只要它们可以与穿过交通交叉路口 A的车辆交换信息。而且，在道路至车辆通信中，不仅可使用道路附近安装的在途通信设备，而且可使用在远点处安装并具有广域通信能力的在途通信设备。图3是图示在途通信设备21的通信控制装置21b的配置的框图。通信控制装置 22b也具有与通信控制装置21b相同的配置和功能。控制单元201包括一个或多个微型计算机，并经由内部总线等来控制诸如信号通信单元203的独立硬件组件的操作。存储单元202预先存储有关从在途通信设备21到交通交叉路口 A的距离、坡度等的道路形状信息、关于包括交通交叉路口 A的地区的信息等。以上信息可预先存储或可从中央设备4等获取和存储。信号通信单元203具有通过来自中央设备4的交通信号1接收交通信息的功能， 并且道路至车辆通信单元204具有经由通信天线单元21a将以上信息传送到车载装置的功能。而且，已经由道路至车辆通信单元204从车载装置接收到的诸如上行链路信息的有关车载装置的信息将由信号通信单元203传送到交通信号控制器Ia等。中央设备4以预定间隔将交通信息和信号控制命令传送到多个交通信号。图4是图示信号控制命令的格式的视图。在图4中，分割(split) 1代表方面1的分割，分割6代表方面6的分割。在由日本统一交通管理协会(下文中，UTMS联盟)发布的书面标准中描述了该格式的详情。在途通信设备21和22不是必须被配置成通过交通信号控制器Ia与中央设备4 通信，并且还可以在没有交通信号控制器Ia介入的情况下使用路由器5、通信线路等与中央设备4通信。在道路Rl上行驶的车辆(图1中从左至右行驶的车辆)其中装配了车载装置31， 并且车载装置31经由无线通信与在途通信设备21交换各种信息。当穿过在途通信设备21 的通信区域Ql (图1中道路Rl上的阴影部分)时，其中装配了车载装置31的车辆执行与在途通信设备21的无线通信，并且传送包括有关其车辆ID (标识)的信息的上行链路信息并接收交通信息。并且，在道路R2上行驶的车辆(图1中从上至下行驶的车辆)其中装配了车载装置32，并且当穿过在途通信设备22的通信区域Q2 (图1中道路R2上的阴影部分)时，车载装置32执行与在途通信设备22的无线通信，以便能够传送包括有关其车辆ID的信息的上行链路信息并接收交通信息。上行链路信息包括指示行驶车辆的地点的探测信息(图1中的虚线)，其使用下面描述的方法来创建。[交通信号控制方法]下文中将描述根据本发明的交通信号控制方法。图7图示了存储模式类型的参数表，每个模式类型均是多个交通信号控制参数的组合，其中如图8A中，可以使用在设置哪个时区中选择哪个模式的第一模式切换表中规定的模式的交通信号控制参数。使用第一模式切换表来执行基于时刻的交通信号控制的方案是常规的时间控制的模式选择方案。在图8A中的第一模式切换表中，仅设置了切换模式的时刻。然而，如在图8B中， 可在表的首行中设置时区开始时间和结束时间，使得可以根据开始时间和结束时间来选择模式。例如，如在图8B中，模式1可设置为第一时区Bl(I)中的第一模式Pl(l)，即，“0:00 至6:00”，以及模式2可设置为第二时区Bl (2)中的第二模式Pl (2)，即，“6:00至7:00”。 也就是，可采用允许根据时刻的模式选择的任何数据格式。这里，由第一模式切换表确定的时区和与其关联的模式分别被定义为Tl(i)和 Bl(i)0这里，i表示1至m的整数，其中m表示在第一模式切换表中规定的时区数量。在图8中的示例中，m= 7。在本发明中，除了第一模式切换表之外，使用如图9中的第二模式切换表来执行交通信号控制。下文中将详细描述该内容。图5是图示确定用于交通信号控制的参数的中央设备4的配置的视图。通常，中央设备4包括具有运算功能和数据存储功能的计算机设备，诸如工作站或个人计算机。中央控制单元401对应于计算机设备的CPU等，并具有执行各种数据的运算处理、 硬件控制等的功能，将在下文中对此进行描述。传送和接收单元403具有经由路由器5等与交通信号控制器Ia等交换信息的功能。存储单元402存储诸如上述的第一模式切换表的各种信息和交通信息，并具有存储用于中央控制单元401中运算操作的输入信息、有关运算操作结果的信息、由传送和接收单元403传送和接收的信息等的功能。下文中将描述的用于确定交通信号控制参数的运算处理通过使用中央控制单元 401和存储单元402来执行，并通常被实现为计算机程序。首先，中央控制单元401参考由时钟单元404获取的当前时间。然后，中央控制单元401从第一模式切换表获取与当前时间相对应的模式编号。例如，如果当前时间是20:00，则根据图8A或图8B中的第一模式切换表，当前时间被包括在时区Bl (6)中，即，“19:00至22:00”，并且模式1已被设置为与该时区相对应的模式Pl (6)。因此，选择模式1。接下来，参考与当前时间相对应的第二模式切换表的一部分。第二模式切换表是本发明中准备的新表，以使用行驶时间来改进常规时间控制的模式选择方案的精密性。图9中的第二模式切换表设置了与五个时区B2(l)至B2(5)相对应的调用条件 C2(l)至C2(5)、执行时间E2(l)至E2 ( 等。然而，由于与20 00相对应的时区不存在，所以第二模式切换表并不用于交通信号控制参数的确定。并且在第二模式切换表中，与第一模式切换表中一样，由第二模式切换表确定的时区和与其关联的模式分别被定义为T2 (j)和B2 (j)。这里，j表示1至η的整数，其中η 表示在第二模式切换表中规定的时区数目。在图9中的示例中，η = 5。因此，如果当前时间是20:00，则使用上述的第一模式切换表中设置的模式1的交通信号控制参数。具体地，使用下面的交通信号控制参数60秒的周期长度、5 5的分割 (相同的绿灯时间被分配给交叉道路Rl和似)、以及0秒的偏移(作为偏移参考点的交通交叉路口处绿灯信号开始时间与交通交叉路口 A处的绿灯信号开始时间之差是0秒)。这样，通过依序执行下面的操作来确定交通信号控制参数首先，选择第一模式切换表中的模式，并且然后参照第二模式切换表。下文中将描述在图9中的第二模式切换表中实际设置调用条件等时的时刻的操作。在图8和9中的示例中，在时区Bl(I)的开始时间0 00时使用Pl (1)的交通信号控制参数，即，模式1。在那之后，使用模式1的参数继续执行交通信号控制，直到时区Bl (1) 的结束时间6:00。当到达6:00时，由于到第一模式切换表中时区Bl (2)的过渡，开始使用与该时区相对应的另一个模式Pl (2)(即，模式2)的交通信号控制。在那之后，操作以模式2继续直到6 30。当到达6 30时，应用图9中的第二模式切换表的左末端处的时区B2(l)。因此，执行用于第二模式切换表中的时区B2(l)中描述的调用条件C2(l)的确定。这里描述的调用条件C2 (1)是Tl (在道路Rl上从左至右的方向上的行驶时间) 大于或等于300秒的条件。T3表示从左至右的道路中道路Rl上的行驶时间。下面将描述用于计算行驶时间Tl等的方法。该调用条件是用于确定道路Rl在从左至右方向上是否拥堵的条件表达式，以及假设在非拥堵时段期间行驶时间正常是大约240秒。也就是，如果行驶时间比正常长60秒 (20% )或更多，则可以确定道路Rl在从左至右方向上是拥堵的。如果所获取的行驶时间Tl是例如250秒，则不满足调用条件C2(l)。因此，在没有选择第二模式切换表中写入的模式3的情况下，使用第一模式切换表中获取的模式2的交通信号控制参数来执行交通信号控制。如果所获取的行驶时间Tl是例如350秒，则反过来，满足调用条件C2(l)。因此， 使用第二模式切换表中写入的模式P2(l)的交通信号控制参数，即，模式3，而不是使用在第一模式切换表中选择的模式2来执行交通信号控制。由于在第二模式切换表中执行时间E2(l)被设置为“继续”，所以模式3的交通信号控制参数被使用了 30分钟直到结束时间，S卩，7 00。该交通信号控制方法具有下面的技术优点作为交通交叉路口 A中交通条件的分析的结果，熟练的交通信号控制专家已推断交通量从6:00前后逐渐增加，并且道路Rl在从左至右方向上在7:00之后开始变得拥堵。
因此，在第一模式切换表中，在达到6:00之后选择的模式2，已在其中设置了比在前模式1的周期长度长30秒的周期长度(90秒)。而且，有关分割，占百分之六十的绿灯时间被分配给道路Rl侧(占百分之四十的绿灯时间被分配给交叉道路R2侧)。在到达7:00之后，交通量进一步增加并开始拥堵。因此，为了处理增加的交通量， 选择模式3以分配比模式2的周期长度长的周期长度(120秒)。在使用仅仅第一模式切换表的常规时间控制的模式选择方案中，如果当交通条件改变时时间上有变化，则使用在第一模式切换表中获得的模式来执行交通信号控制可能造成在交通信号控制的执行时间之前和之后交通交叉路口 A中可以处理的交通量可能小于正常性能(每单位时间可以处理的交通量)的可能性。例如，如果道路Rl实际开始变得拥堵的时间早于道路Rl将开始变得拥堵的预测时间，即，7:00，则期望的是，周期长度被设置为大约120秒以便应对该交通量；然而，周期长度仍然将保持在90秒。因此，在一个周期期间可以穿过交通交叉路口 A的车辆数目是有限的，并且存在不允许等待队列中的一些车辆在单个绿灯信号间隔内穿过交通交叉路口A 的可能性。这样的车辆仍然被迫处于等待队列中直到道路Rl的下一个绿灯周期。剩余车辆累积，并且沿着道路Rl的等待队列中的车辆数目在几个周期时段内大大增加，因此导致严重的交通拥堵。通过稍早于7:00根据拥堵切换至交通信号控制参数以及考虑到交通条件的变化可以避免以上情形。也就是，如在本发明中，除了第一模式切换表之外准备第二模式切换表，以及在第二模式切换表中，根据行驶时间，在6 30 (其比7 00早30分钟)和7 00之间可以比正常情况更早使用被安排为7:00之后使用的模式3的交通信号控制参数。这使得即使交通条件比平常更早改变也可以执行灵活的控制。也就是，在使用第二模式切换表的情况下，在从稍早于特定时区Bl (k)的结束时间至结束时间的时区中，可以提前使用被安排为在下一个时区Bl (k+Ι)中使用的Pl (k+Ι)， 而不是被安排为在时区Bl (k)中使用的模式Pl (k) (k = 1至m)。如果在时区Bl (m)的结束时间前后执行类似处理，则下一个时区将是第二天的时区Bl (1)。因此，与时区Bl (1)相对应的Pl (1)可提前被用作Pl (k+Ι)。这里，已经描述了一种方法，其中为了应付交通条件早于预期改变的情况，诸如大约6:00至7:00之间而提前使用在第一模式切换表中设置的模式。然而，在第二模式切换表中的第二时区(9:00处开始并且10:00处结束的时区)中，可执行用于应付交通条件晚于预期改变的操作。根据第一模式切换表，模式3被设置在7 00和9 00之间(时区Bl ( )，并被设置成在到达9:00之后(时区BK4))切换至模式4。原因如下。预计7:00前后开始的拥堵将随着9:00之后交通量下降而结束，并将稳定到可以以比模式3的周期长度短的周期长度(90秒)应对交通量这样的程度。如果甚至在9 00之后拥堵的状态未改变，则期望继续使用模式3的交通信号控制参数。然而，根据使用仅仅第一模式切换表的常规时间控制的模式选择方案，周期长度被减少为90秒，并且存在交通拥堵的状态将变得更严重的可能性。然而，在使用本发明的第二模式切换表的情况下，甚至在时区B2Q) (9:00处开始并在10:00处结束的时区)中，在行驶时间Tl仍然超过300秒(例如，330秒)的情形下， 可以继续使用模式3(P2(》)的交通信号控制参数(120秒的周期长度)。在时区Β2 O) (9:00处开始并且10:00处结束的时区)中，执行时间Ε2 (2)被设置为15分钟。因此，例如，如果因为9:00时Tl大于或等于300秒而确定仍然使用模式3，则为了避免短时间段内模式的频繁改变而继续使用模式3至少直到9:15。在到达9 15之后，如果Tl小于300秒，则使用在第一模式切换表中已设置的模式 4的交通信号控制参数(120秒的周期长度)。也就是，在使用第二模式切换表的情况下，在特定时区Bl (k-Ι)的结束时间(时区 Bl(k)的开始时间)和时区Bl (k)的结束时间之前的时间之间的时区中，可以继续使用在前一时区Bl(k-l)中已使用的Pl(k-l)代替已被安排为在时区Bl (k)的开始时间处使用的模式 Pl(k) (k = 1 至 m)。如果在时区Bl(I)的开始时间前后执行类似处理，则前一时区将是前一天的时区 Bl (m)。因此，与前一时区，S卩，时区Bl (m)相对应的Pl (m)可继续用作Pl (k_l)。这样，即使交通条件早于或晚于预期改变，除了第一模式切换表之外第二模式切换表的使用使得可以比平常更提前或继续使用交通信号控制参数。尽管这里已经描述了在第一模式切换表中切换模式时的时间之前和之后设置第二模式切换表中的时区的示例，但是与第二模式切换表中的第三时区B2(3) (11:00处开始并且15:00处结束的时区)一样，可在不考虑第一模式切换表中的切换时间Bl (4)的开始时间和结束时间(9:00和17:00)的情况下设置时区。在时区B2(3) (11:00处开始并且15:00结束的时区)中，假设由白天时区中交通量的临时增加而导致的交通拥堵的情况。如果道路Rl上双向交通的行驶时间Tl和T3大于或等于300秒，则使用模式7(P2(3))，使得周期长度可以被设置为长了 30秒的120秒。[用于获取行驶时间Tl等的方法]下文中将描述用于获取作为实现本发明的必要输入条件的行驶时间Tl等的方法。用于获取行驶时间的几种方法均是可用的。一种典型方法是在要获取行驶时间的期望路段的开始点和结束点的每一个处均安装数字板读取器，并设置当在两个点处读取相同车辆号码时的时间之差作为行驶时间。另一个方法是在要获取行驶时间的期望路段的开始点和结束点的每一个处均设置执行诸如红外信标的专用短程通信的在途通信设备，并设置当在两个点处接收包括相同车辆ID的上行链路信息时的时间之差作为行驶时间。在本发明中，可使用上述方法的任何一个；然而，优选地，使用从其中装配了具有上传探测信息功能的车载装置31、32等的车辆收集的探测信息来计算行驶时间。下文中将参照图6详细描述车载装置31和32。[车载装置31和32的配置]车载控制单元301包括一个或多个微型计算机。车载控制单元301控制经由内部总线等连接的每个硬件组件的操作，诸如车载通信控制单元303。存储单元302预先存储车辆ID。车载控制单元301创建包括车辆ID的上行链路信息。车载通信控制单元303将所创建的上行链路信息传送到在途通信设备21。可以使用GPS接收单元305来获得车辆的当前位置和当前时间。车载控制单元301具有创建探测信息的功能，其中分开地记录有车辆通过位置和通过时间互相关联的采样点。记录采样点的定时可基于例如以特定间隔(每10秒或每100米行程)记录采样点的方法，或可基于当车辆的行驶状态改变时记录采样点的方法，诸如向右转、向左转、停止禾口前进。一些车辆可配备有各种传感器。来自这样的传感器的信息可由传感器信息接收单元304获取，并可包括在探测信息中。传感器的示例包括测量从在前或后续车辆的跟随距离的毫米波雷达，检测车辆中乘客的数目的传感器，和获取诸如温度和湿度的天气条件的传感器。[在中央设备4中执行的行驶时间计算方法]经由连接到车载通信控制单元303的车载天线，将以以上方式创建的探测信息以及包括车辆ID的上行链路信息传送到在途通信设备21等。如在图1中，在交通交叉路口 A附近安装在途通信设备21和22使得可以从穿过交通交叉路口 A的多个车辆收集探测信息。将描述一种过程的内容，其中当中央设备4经由在途通信设备21等接收的探测信息是如图10的示意图中时，以及当探测信息的数据内容是如图11中所示时，中央控制单元 401计算行驶时间(在图11中，省略了纬度和经度数据的图示)。在图10中，示意性图示了由车载装置31记录的采样点Sl至S9。还记录了道路 Rl路边的采样点，因为由GPS接收单元305获取的纬度和经度信息可以包含高达大约几十米的误差。这里假设在道路Rl上交通交叉路口 A的上游(图1中交通交叉路口 A的左侧上) 的点Pl和P2之间的行驶时间被计算为Tl。当在车载装置31已穿过交通交叉路口 A之后从车载装置31传送到在途通信设备21的上行链路信息中包括的探测信息是如图10或图 11中时，基于探测信息来估计点Pl和P2处的通过时间，以及其后通过时间之差被计算为行驶时间Tl。根据图11，点Pl附近的Sl处的通过时间是1024:30，并且S2处的通过时间是10:25:12。因此，它们之间的点Pl处的通过时间可以被估计为这两个时间的中间，即， 10:24:51。同样地，对于点P2，S8处的通过时间是10:29:04，并且S2处的通过时间是 10:29:44.因此，它们之间点P2处的通过时间可以被估计为这两个时间的中间，即， 10:29:24ο因此，点Pl和Ρ2处的通过时间之差可以被计算为4分33秒，并且273秒被计算为行驶时间Tl。如上所述，中央控制单元401可以从单条探测信息来获取行驶时间Tl，并且也可以从每单位时间(例如，5分钟内)获取的多条探测信息来获取行驶时间Tl。例如，如果每单位时间已成功地获取10条探测信息，则平均值可被设置为那个时间期间的行驶时间Tl。 替代地，为了移除以极其不同于其他多个车辆的方式行驶的车辆(诸如停靠特定时间段并继而行驶的车辆，其在点Pl和Ρ2之间花费很多时间)的数据，可排除最大值和最小值并可计算平均值，并且结果值可被设置为行驶时间Tl。
可以基于以以上方式获取的行驶时间Tl来确定第二模式切换表中的调用确定条件C2。还可以使用以类似方式从在道路Rl上自右向左行驶的车辆获得的探测信息来计算 T30[使用来自公共车辆的探测信息的方法]当要基于探测信息来计算行驶时间Tl时，用于计算行驶时间的探测信息可限于从在道路R上有规律地行驶的公共车辆获得的探测信息。分配给公共车辆的车辆ID是于分配给一般车辆的车辆ID不同的数字，以及可以通过车辆ID来识别公共车辆。因此，首先，中央控制单元401基于包括在获得的上行链路信息中的车辆ID来确定已传送上行链路信息的车辆是否是公共车辆。如果车辆不是公共车辆，则探测信息不用于行驶时间Tl等的计算，而如果车辆是公共车辆，则探测信息用于行驶时间Tl等的计算。然后，通过使用类似于上述方法的方法，基于仅仅从公共车辆获得的探测信息来计算行驶时间Tl等。限于来自公共车辆的探测信息的探测信息的优点如下。从一般车辆获得的探测信息受制于数据数量的变化或准确性，其根据其中装配了能够创建探测信息的车载装置的车辆比例来获得。特别地，在具有低比例的地区中，获得的行驶时间的准确性的大的差异可能出现在获得的探测信息数目大的时区和获得的探测信息数目小的时区之间。而且，一些一般车辆可遵循与常用路线不同的路线，诸如顺便去商店或停靠路边以查看地图，或依据驾驶操作期间驾驶员的习惯等可预计获得的行驶时间中的特定变化或更多。因此，从这样的车辆获得的行驶时间可以不同于基于实际交通流的行驶时间。在这方面中，将探测信息限于来自公共车辆的探测信息允许更可能获得正确地反映实际交通流的探测信息，因为可以预计在没有突然加速或减速等的情况下在相同路径上重复地驾驶的专业驾驶员将稳定地驾驶。即使获得的探测信息的绝对数目小，也可以预计更准确地计算行驶时间。另一个优点是，如果每个公共车辆其中装配了能够创建探测信息的车载装置，则可以确定地获得与被安排为每单位时间通行的公共车辆数目相对应的许多条探测信息。也就是，例如，如果存在沿着道路Rl通行的固定路线公共汽车的多个路线并且从固定路线公共汽车的时间表安排10分钟内从两个或更多固定路线公共汽车获取探测信息，则可以每 10分钟计算一次行驶时间，并且然后确定第二模式切换表中的调用条件C2。而且，作为执行确定的间隔的执行时间(例如，15分钟)被设置为比计算行驶时间的间隔(例如，10分钟)长，因此允许在选择了模式之后下次确定调用条件C2时总是获得比在前一确定时新的行驶时间。因此，可以基于总是新的行驶时间来选择模式，其是非常有利的。在前面的实施例中，例如，交通信号控制器Ia和在途通信设备21和22可以经由无线通信或有线通信互相通信，或者可使用一个或多个信息中继设备，中继信息的交换的信息中继设备的每一个可配备在以上设备之间。而且，在上述实施例中，交通信号控制器Ia和在途通信设备21等被配置为容纳在单独壳体中。然而，这不应当解释为限制意义，并且交通信号控制器Ia和在途通信设备21等可被配置为容纳在单个壳体中。在该情况下，使用有线传输、无线传输、内部总线等中的任何一个可在交通信号控制器Ia和在途通信设备21等之间交换信息。在该示例性实施例中，中央设备4的中央控制单元401确定交通信号控制方法。然而，交通信号控制器Ia可确定交通信号控制方法。也就是，交通信号控制器Ia可持有第一和第二模式切换表，并且交通信号控制器 Ia可通过在途通信设备21或22来接收上行链路信息，并通过使用从上行链路信息计算的行驶时间Tl等来确定选择哪个模式。也可由任何其他在途设备来执行以上处理(例如，信息中继设备或上述的设备等)。这里公开的实施例在任何意义上都是仅仅说明性的，并且不应当被解释为限制意义。本发明的范围由权利要求而不是由前面描述给出，并意在包含落入等同于权利要求的意思和范围内的任何变形。工业应用性以上交通信号控制系统利用了时间控制的模式选择方案和使用行驶时间的模式选择方案，并可以适合于适于诸如行驶时间的获得的交通信息包含误差或不确定性的交通条件或者先前估计的交通需求很可能改变的交通条件的交通信号控制中使用。附图标记列表Ia交通信号控制器lb, Ic 信号灯单元101控制单元102灯驱动单元103通信单元1031 中央通信单元1032 终端通信单元104 存储单元21，22 在途通信设备21a，22a通信天线单元21b，22b通信控制装置201控制单元202存储单元203 信号通信单元204 道路至车辆通信单元31，32车载装置301 车载控制单元302 存储单元303 车载通信控制单元304 传感器信息接收单元305 GPS接收单元4中央设备5路由器
A交通交叉路口Q1，Q2 通信区域R1，R2 道路P1，P2 点Sl至S9探测信息的采样点
权利要求
1.一种交通信号控制系统，包括存储装置，用于存储第一模式切换表，在所述第一模式切换表中交通信号控制参数 Pl(i)与第一时间安排表的每个第一时区Bl (i)关联地被设置，在所述第一时间安排表中全天的所有时区被划分为多个第一时区(其中i表示1至m的整数，并且m表示在所述第一模式切换表中规定的时区的数目)；选择装置，用于从所存储的第一模式切换表选择与当前时间相对应的交通信号控制参数；控制装置，用于使用所选择的交通信号控制参数来控制交通信号灯单元；以及行驶时间获取装置，用于获取与所述交通信号灯单元附近的一个或多个路段中的车辆有关的行驶时间信息，其中所述存储装置进一步存储第二模式切换表，在所述第二模式切换表中互相关联地设置与仅包括一天的所有时区中的一部分时区的第二时区T2内的行驶时间相关的第二条件以及在匹配所述第二条件时选择的交通信号控制参数P2，其中所述交通信号控制系统进一步包括确定装置，用于确定基于由所述行驶时间获取装置获取的行驶时间信息而获得的索引是否匹配所述第二条件，并且其中所述选择装置被配置成如果所述确定装置确定所述索引匹配所述第二条件，则选择在所述第二模式切换表中设置的所述交通信号控制参数P2代替所述交通信号控制参数Pl⑴。
2.根据权利要求1所述的交通信号控制系统，其中，所述第二时区T2的结束时间被设置为作为包括在所述第一时间安排表中的所述第一时区中的一个的第一时区Bl (k)的结束时间(其中k表示1至m的任一整数)，所述第二时区的开始时间被设置为晚于所述第一时区Bl(k)的开始时间的时间，以及其后与所述第二模式切换表中的所述第二时区T2关联地设置的交通信号控制参数P2被设置为交通信号控制参数Pl (k+1)，Pl (k+Ι)在所述第一模式切换表中与在所述第一时区Bl (k)后面的后续的第一时区Bl (k+Ι)关联地被设置(其中如果k = m，则(k+Ι)被设置为(D)0
3.根据权利要求1所述的交通信号控制系统，其中，所述第二时区T2的开始时间被设置为作为包括在所述第一时间安排表中的所述第一时区中的一个的第一时区Bl (k)的开始时间(其中k表示1至m任一整数)，所述第二时区的结束时间被设置为早于所述第一时区Bl (k)的结束时间的时间，并且其后与所述第二模式切换表中的所述第二时区T2关联地设置的交通信号控制参数P2被设置为交通信号控制参数Pl (k-1)，Pl (k-Ι)在所述第一模式切换表中与所述第一时区Bl (k)的前一第一时区Bl (k-Ι)关联地被设置(其中如果k = 1，则(k-Ι)被设置为(m))。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的交通信号控制系统，其中，在所述第二时区 T2中的每个预定时间执行由所述确定装置所做的确定，以及作为所述确定的结果，如果所述索引不匹配所述第二条件，则所述选择装置选择在所述第一模式切换表中设置的交通信号控制参数以便对应于做出所述确定的时间。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的交通信号控制系统，其中，所述行驶时间获取装置被配置成基于探测信息来获取行驶时间，所述探测信息是从在遵循包括安装有所述交通信号灯单元的点的路线的多个公共车辆中装配的车载单元传送的行驶地点信息，并且其中所述预定时间被设置为比所述多个公共车辆穿过安装有所述交通信号灯单元的所述点期间的时间间隔长。
6.一种交通信号控制设备，包括存储装置，用于存储第一模式切换表，在所述第一模式切换表中交通信号控制参数 Pl(i)与第一时间安排表的每个第一时区Bl (i)关联地被设置，在所述第一时间安排表中全天的所有时区被划分为多个第一时区(其中i表示1至m的整数，并且m表示在所述第一模式切换表中规定的时区的数目)；选择装置，用于从所存储的第一模式切换表选择与当前时间相对应的交通信号控制参数；控制装置，用于使用所选择的交通信号控制参数来控制交通信号灯单元；以及行驶时间获取装置，用于获取与所述交通信号灯单元附近的一个或多个路段中的车辆有关的行驶时间信息，其中所述存储装置进一步存储第二模式切换表，在所述第二模式切换表中互相关联地设置与仅包括一天的所有时区中的一部分时区的第二时区T2内的行驶时间相关的第二条件以及在匹配所述第二条件时选择的交通信号控制参数P2，其中所述交通信号控制设备进一步包括确定装置，用于确定基于由所述行驶时间获取装置获取的行驶时间信息而获得的索引是否匹配所述第二条件，并且其中所述选择装置被配置成如果所述确定装置确定所述索引匹配所述第二条件，则选择在所述第二模式切换表中设置的所述交通信号控制参数P2代替所述交通信号控制参数Pl⑴。
7.—种交通信号控制方法，包括存储步骤，存储第一模式切换表，在所述第一模式切换表中交通信号控制参数Pl (i) 与第一时间安排表的每个第一时区Bl (i)关联地被设置，在所述第一时间安排表中全天的所有时区被划分为多个第一时区(其中i表示1至m的整数，并且m表示在所述第一模式切换表中规定的时区的数目)；选择步骤，从所存储的第一模式切换表选择与当前时间相对应的交通信号控制参数； 控制步骤，使用所选择的交通信号控制参数来控制交通信号灯单元；以及行驶时间获取步骤，获取与所述交通信号灯单元附近的一个或多个路段中的车辆有关的行驶时间信息，其中所述交通信号控制方法进一步包括存储第二模式切换表的第二存储步骤，在所述第二模式切换表中互相关联地设置与仅包括一天的所有时区中的一部分时区的第二时区T2内的行驶时间相关的第二条件以及在匹配所述第二条件时选择的交通信号控制参数 P2，以及确定步骤，确定基于在所述行驶时间获取步骤中获取的行驶时间信息而获得的索引是否匹配所述第二条件，并且其中所述选择步骤被配置为使得，如果在所述确定步骤中确定所述索引匹配所述第二条件，则选择在所述第二模式切换表中设置的所述交通信号控制参数P2代替所述交通信号控制参数Pl (i)。
全文摘要
提供了一种交通信号控制系统，该系统可以通过在使用时间控制的模式选择方案中使用的第一模式切换表选择了与当前时间相对应的交通信号控制参数的模式之后，使用附加第二模式切换表再次选择模式，以及如果计算的行驶时间匹配调用条件，则通过选择第二模式切换表中设置的模式代替第一模式切换表中选择的模式来以灵活和精密的方式操作，其中用于选择设置模式的调用条件被设置在第二模式切换表中。
文档编号G08G1/08GK102473349SQ201080031910
公开日2012年5月23日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年3月17日
发明者小林雅文, 松本洋, 西村茂树, 铃木胜之 申请人:住友电气工业株式会社