引导行人和非机动车过街的协同控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及交通控制技术领域，尤其涉及一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法、一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置及一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统。

背景技术：

随着经济社会发展和城镇化进程的加快，城市交通拥堵、群众出行不便、空气污染等问题日益突出，严重影响了城市发展和民生改善。大力发展慢行交通被认为是提高交通资源利用效率、缓解交通拥堵、改善生态环境的重要手段和有效途径。而科学组织非机动车和行人在交叉口的通行空间，从而保障其通行权利，提高通行效率和安全水平，受到了国内外交通从业者的普遍认同和使用。

目前，现有的信号交叉口的通行组织中，非机动车一般跟随同向机动车通行或跟随行人二次过街通行，行人通过两次过人行横道实现左转。这种方法有如下缺陷：在非机动车和行人出行需求较大的交叉口，当交叉口的信号配时周期较大时，非机动车和行人的过街等待时间往往超出可忍耐的等待时间，从而有可能导致非机动车和行人不按交通信号通行的违法行为，不利于慢行交通的通行效率与安全性，不能较好地体现“以人为本”的交通设计理念。

因此，如何能够减少行人过街的时间成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法、一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置及一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统，以解决现有技术中的问题。

作为本发明的第一个方面，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法，其中，所述协同控制方法包括：

统计交叉路口的行人和非机动车的流量数据，其中所述流量状况包括行人和非机动车的左转流量数据以及直行流量数据；

根据所述行人和非机动车的左转流量数据设置左转非机动车信号灯的时间以及根据所述行人和非机动车的直行流量数据设置人行横道信号灯的时间；

将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行；

设置引导屏的显示状态；

开启所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏；

当行人和非机动车在交叉路口同向左转时，在所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏的指示下引导行人沿着行人过街通道过街以及引导非机动车沿着非机动车通道过街，其中所述非机动车通道包括两条分向行驶的通道，分别位于所述行人过街通道的两侧，且单向所述非机动车通道的宽度l1≥2.5m，所述行人过街通道在所述交叉路口呈对角设置，所述行人过街通道的宽度l2=3m。

优选地，所述将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行包括：

将左转非机动车相位时长t1与同向左转机动车相位时长t2设置为相同；

左转行人的过街时长t3包括左转非机动车信号灯绿灯时间t31和绿闪时间t32，将所述绿闪时间t32与左转行人过街通道距离所用时长设置为：

t32≥s/v，

其中，s为所述左转行人过街通道距离，v为行人过街速度。

优选地，所述设置引导屏的显示状态包括：

当对角人行横道信号灯显示为绿灯状态时，设置引导屏显示“行人请进入过街通道通行”字样，且字样的颜色为绿色；

当对角人行横道信号灯显示为绿闪状态时，设置引导屏显示“绿闪期间行人禁止进入”字样，且字样的颜色为黄色；

当对角人行横道信号灯显示为红灯状态时，设置引导屏显示“为遵守交通规则的您点赞”字样，且字样的颜色为红色。

优选地，所述行人过街通道包括在所述交叉路口的对角设置的过街斑马线及位于所述过街斑马线两端的行人等待区域，所述行人过街通道的路面颜色为砖红色，所述过街斑马线的颜色为白色。

优选地，所述行人等待区域内设置有“行人等待区”字样，且所述字样的颜色为白色。

优选地，所述非机动车过街通道的路面颜色为绿色，且所述非机动车过街通道内设置自行车图形标记和箭头标记，所述自行车图形标记和所述箭头标记的颜色为白色。

作为本发明的第二个方面，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置，其中，所述协同控制装置包括：

统计模块，所述统计模块用于统计交叉路口的行人和非机动车的流量数据，其中所述流量状况包括行人和非机动车的左转流量数据以及直行流量数据；

信号灯设置模块，所述信号灯设置模块用于根据所述行人和非机动车的左转流量数据设置左转非机动车信号灯的时间以及根据所述行人和非机动车的直行流量数据设置人行横道信号灯的时间；

相位设置模块，所述相位设置模块用于将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行；

引导屏设置模块，所述引导屏设置模块用于设置引导屏的显示状态；

开启模块，所述开启模块用于开启所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏；

引导模块，所述引导模块用于当行人和非机动车在交叉路口同向左转时，在所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏的指示下引导行人沿着行人过街通道过街以及引导非机动车沿着非机动车通道过街，其中所述非机动车通道包括两条分向行驶的通道，分别位于所述行人过街通道的两侧，且单向所述非机动车通道的宽度l1≥2.5m，所述行人过街通道的宽度l2=3m。

作为本发明的第三个方面，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统，其中，所述协同控制系统包括前文所述的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置、上位机及引导屏，

所述上位机与所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置通信连接，所述上位机用于向所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置发送控制信号；

所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置用于根据所述控制信号执行引导功能；

所述引导屏与所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置通过串口连接，所述引导屏用于在所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置的控制下显示相应内容。

优选地，所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置为交通信号机。

本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法，通过对设置行人的人行横道信号灯以及非机动车左转信号灯并设置引导屏，引导行人按照人行过街通道过街，引导非机动车按照非机动车通道过街的方式，且由于行人过街通道呈对角设置，因此不仅提高了行人和非机动车过街的安全性而且缩短了行人和非机动车过街的等待时间。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法的流程图。

图2为本发明提供的交叉路口的过街通道的第一种状态示意图。

图3为本发明提供的交叉路口的过街通道的第二种状态示意图。

图4为本发明提供的交叉路口的过街通道的第三种状态示意图。

图5为本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置的结构示意图。

图6为本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的第一个方面，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法，其中，如图1所示，所述协同控制方法包括：

s110、统计交叉路口的行人和非机动车的流量数据，其中所述流量状况包括行人和非机动车的左转流量数据以及直行流量数据；

s120、根据所述行人和非机动车的左转流量数据设置左转非机动车信号灯的时间以及根据所述行人和非机动车的直行流量数据设置人行横道信号灯的时间；

s130、将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行；

s140、设置引导屏的显示状态；

s150、开启所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏；

s160、当行人和非机动车在交叉路口同向左转时，在所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏的指示下引导行人沿着行人过街通道过街以及引导非机动车沿着非机动车通道过街，其中所述非机动车通道包括两条分向行驶的通道，分别位于所述行人过街通道的两侧，且单向所述非机动车通道的宽度l1≥2.5m，所述行人过街通道在所述交叉路口呈对角设置，所述行人过街通道的宽度l2=3m。

本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法，通过对设置行人的人行横道信号灯以及非机动车左转信号灯并设置引导屏，引导行人按照人行过街通道过街，引导非机动车按照非机动车通道过街的方式，且由于行人过街通道呈对角设置，因此不仅提高了行人和非机动车过街的安全性而且缩短了行人和非机动车过街的等待时间。

需要说明的是，在设置左转非机动车和左转行人相位时，还需要考虑同向左转机动车的行驶轨迹，在满足机动车左转转弯半径r的情况下，可设置非机动车和行人过街通道，为保障左转机动车的驾驶舒适性，一般选择r≥25m。

另外，如图2所示的交叉路口街道示意图，非机动车过街通道101为两条分向行驶的通道，分设于行人过街通道两侧，其设置宽度l1应考虑非机动车的过街膨胀性，应大于标准《城市道路交通规划设计规范》（gb50220）对于非机动车道宽度的要求（1m），通常l1≥2.5m。

行人过街通道102布设在非机动车过街通道101之间，宽度l2一般设置为3m，当对角过街的行人流量较大时，且不影响左转机动车转弯的情况下，可以1m为单位加宽设置。

还需要说明的是，在设置所述非机动车过街通道101和行人过街通道102时，必须满足以下条件：即对向左转机动车的两条轨迹之间的最小距离l3必须满足：l3≥2l1+l2，即l3≥8m。

具体地，所述将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行具体可以包括：

将左转非机动车相位时长t1与同向左转机动车相位时长t2设置为相同；

左转行人的过街时长t3包括左转非机动车信号灯绿灯时间t31和绿闪时间t32，将所述绿闪时间t32与左转行人过街通道距离所用时长设置为：

t32≥s/v，

其中，s为所述左转行人过街通道距离，v为行人过街速度。

需要说明的是，所述交叉口的各个进口道的机动车左转与直行分开放行。此时，过街通道内的非机动车和行人跟随本向左转机动车相位协同放行。左转非机动车相位时长t1与同向左转机动车相位时长t2相同，即t1=t2。左转行人的过街时长t3包括左转非机动车信号灯绿灯时间t31和绿闪时间t32，即t3=t31+t32。

另外，为充分保障行人斜穿过街的安全性，应确保下一个相位的直行车辆放行时，行人不在行人过街通道行走。因此，要求绿闪时间t32应不小于左转行人通过行人过街通道距离s所用时长，例如行人过街速度v为1.2m/s，则t32≥s/v。

具体地，所述设置引导屏的显示状态包括：

当对角人行横道信号灯显示为绿灯状态时，设置引导屏显示“行人请进入过街通道通行”字样，且字样的颜色为绿色；

当对角人行横道信号灯显示为绿闪状态时，设置引导屏显示“绿闪期间行人禁止进入”字样，且字样的颜色为黄色；

当对角人行横道信号灯显示为红灯状态时，设置引导屏显示“为遵守交通规则的您点赞”字样，且字样的颜色为红色。

需要说明的是，如图2至图4所示，所述引导屏500为彩色led屏，有三种显示状态。所述引导屏500通过rs485串口和交通信号机相连，信号机实时将当前运行的灯态信息发送给所述引导屏500。当对角人行横道信号灯600启亮绿灯时，所述引导屏500显示“行人请进入过街通道通行”，此时允许斜穿的行人进入过街通道通行；当人行横道信号灯600绿闪时，所述引导屏500显示黄色文字“绿闪期间行人禁止进入”；当人行横道信号灯600启亮红灯时，所述引导屏500显示红色文字“为遵守交通规则的您点赞”。

应当理解的是，图中并未显示出引导屏中显示的字体的颜色，下文所述的街道的颜色以及字体的颜色图中也未显示出。

具体地，为了使得行人和非机动车在过街时便于区分以及引导行人和非机动车过街，所述行人过街通道包括在所述交叉路口的对角设置的过街斑马线及位于所述过街斑马线两端的行人等待区域，所述行人过街通道的路面颜色为砖红色，所述过街斑马线的颜色为白色。

具体地，所述行人等待区域内设置有“行人等待区”字样，且所述字样的颜色为白色。

另外，所述非机动车过街通道的路面颜色为绿色，且所述非机动车过街通道内设置自行车图形标记和箭头标记，所述自行车图形标记和所述箭头标记的颜色为白色。

需要说明的是，为了标示非机动车和行人过街通道，明确其通行和等待区域，将非机动和行人过街通道所在区域施划为彩色，其中非机动车通道101施划为绿色路面，行人过街通道102及行人等待区施划为砖红色路面。

在非机动车过街通道101内设置自行车图形标记302与箭头，采用白色标线。

在行人过街通道102内施划对角人行横道线303，采用白色标线，宽度与行人过街通道102相同。

在行人等待区400内设置“行人等待区”路面文字，采用白色标线。

若交叉口没有非机动车信号灯，可设置左转非机动车信号灯。同时，在行人过街通道102的对角人行横道线303两端设置人行横道信号灯600、引导屏400。

应当了理解的是，本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法不仅包括了前文所述的步骤，为了使得行人和非机动车对过街通道更加明确，同时也为了使得过街通道能够更好的起到引导作用，本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法还包括设置非机动车过街通道101和行人过街通道102的颜色以及设置交通标线300、行人等待区400等。

其中，所述非机动车过街通道101和行人过街通道102位于交叉路口交叉区域内部，用作非机动车和行人的过街通行空间。所述交通标线300包括非机动车过街通道101和行人过街通道102的边缘线301、非机动车标记302、人行横道线303以及地面文字等。所述行人等待区400设置于通道端部，用于行人在红灯期间等候驻足，施划为砖红色彩色路面，标示“行人等待区”地面文字。。所述引导屏500用于根据路口的相位放行顺序，实时显示文字信息，引导非机动车和行人进入过街通道。所述人行横道信号灯600设置于行人过街通道102的两端，用于控制行人进入行人过街通道102。

需要说明的是，所述协同相位是指协同设计左转机动车、非机动车和行人的方向相位。

应当理解的是，所述非机动车过街通道101和行人过街通道102位于交叉路口交叉区域内部，两条通道相交叉，分别允许非机动车和行人双向通行。

如图2至图4所示，所述非机动车和行人引导屏500为双色led屏，可显示绿色文字“行人请进入过街通道通行”501、“绿闪禁止进入过街通道”502、红色文字“为遵守交通规则的您点赞”503。

本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法，通过对设置行人的人行横道信号灯以及非机动车左转信号灯并设置引导屏，引导行人按照人行过街通道过街，引导非机动车按照非机动车通道过街的方式，且由于行人过街通道呈对角设置，因此不仅提高了行人和非机动车过街的安全性而且缩短了行人和非机动车过街的等待时间。另外，还通过充分利用交叉路口内的“空白区域”设置对角人行横道线，同时施划彩色路面，设置非机动车和行人过街通道，有利于标示、明晰非机动车和行人的通行空间，进一步保障慢行交通的通行权，提高其通行的安全性。

作为本发明的第二个方面，如图5所示，提供一种交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10，其中，所述协同控制装置10包括：

统计模块11，所述统计模块11用于统计交叉路口的行人和非机动车的流量数据，其中所述流量状况包括行人和非机动车的左转流量数据以及直行流量数据；

信号灯设置模块12，所述信号灯设置模块12用于根据所述行人和非机动车的左转流量数据设置左转非机动车信号灯的时间以及根据所述行人和非机动车的直行流量数据设置人行横道信号灯的时间；

相位设置模块13，所述相位设置模块13用于将交叉路口的左转行人和左转非机动车的相位设置为与左转机动车的相位协同放行；

引导屏设置模块14，所述引导屏设置模块14用于设置引导屏的显示状态；

开启模块15，所述开启模块15用于开启所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏；

引导模块16，所述引导模块16用于当行人和非机动车在交叉路口同向左转时，在所述左转非机动车信号灯、所述人行横道信号灯以及所述引导屏的指示下引导行人沿着行人过街通道过街以及引导非机动车沿着非机动车通道过街，其中所述非机动车通道包括两条分向行驶的通道，分别位于所述行人过街通道的两侧，且单向所述非机动车通道的宽度l1≥2.5m，所述行人过街通道的宽度l2=3m。

本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置，通过对设置行人的人行横道信号灯以及非机动车左转信号灯并设置引导屏，引导行人按照人行过街通道过街，引导非机动车按照非机动车通道过街的方式，且由于行人过街通道呈对角设置，因此不仅提高了行人和非机动车过街的安全性而且缩短了行人和非机动车过街的等待时间。

关于本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置的工作过程可以参照前文中交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制方法中的描述，此处不再赘述。

作为本发明的第三个方面，如图6所示，提供交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统1，其中，所述协同控制系统1包括前文所述的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10、上位机20及引导屏500，

所述上位机20与所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10通信连接，所述上位机20用于向所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10发送控制信号；

所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10用于根据所述控制信号执行引导功能；

所述引导屏500与所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10通过串口连接，所述引导屏用于在所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置的控制下显示相应内容。

本发明提供的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制系统，包括了前文所述的交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置，通过对设置行人的人行横道信号灯以及非机动车左转信号灯并设置引导屏，引导行人按照人行过街通道过街，引导非机动车按照非机动车通道过街的方式，且由于行人过街通道呈对角设置，因此不仅提高了行人和非机动车过街的安全性而且缩短了行人和非机动车过街的等待时间。

优选地，所述交叉路口引导行人和非机动车过街的协同控制装置10为交通信号机。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。