本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种交叉路口预防车辆滞留的控制方法及系统。
背景技术：
随着我国汽车保有量的增长，交通拥堵问题日渐凸显，不仅影响了人们的日常出行，同时制约着社会经济的发展。
在拥堵的交通状况中，一种危害十分严重的问题就是车辆在交叉路口滞留的现象，主要是由于车辆在交叉路口的出口处发生阻塞的情况下，后继车辆继续驶入路口所造成的一种交通溢流。我国在《道路交通安全法实施条例》第五十三条中规定：“机动车辆遇有前方交叉口交通阻塞时，应当依次停靠在路口以外等候，不得进入路口”，对于违反规定在路口内滞留的车辆将被视为违章车辆。
滞留在路口内的车辆有时会严重阻碍其他方向车辆的正常通行，形成交通拥堵，由于该现象多发生在城市早晚高峰时间段，因此，极易向四周其他路口扩散，造成相邻路口的车辆也产生滞留现象，当周围多个路口内出现车辆滞留时，则会形成交通格锁，最终导致路网大面积的的交通瘫痪。车辆在交叉路口滞留现象扩散的过程如图1(a)-(d)所示。
车辆路口滞留现象产生的原因主要是由于后方驾驶者的视线受前方车辆的影响，对前方路口外的拥堵状况难以准确把握，从而在路口出口处已经发生阻塞的情况下继续驶入路口，导致车辆在路口滞留现象的发生。目前对于车辆路口滞留现象的防治手段主要依靠交警现场指挥的方式。该方式不仅需要投入大量的人力成本，而且会对穿梭于路口车流之间进行指挥的执法交警带来安全隐患。
经检索发现，目前采用技术手段治理车辆路口滞留现象的研究较少，现有技术仅能在车辆已经滞留在交叉路口后对滞留车辆进行检测以及对未进入路口的车辆进行提示，均无法在该情况发生前起到预防作用。因此如何有效的在车辆滞留在路口的现象发生前，对待驶入的车辆进行控制，预防车辆路口滞留现象的发生，成为亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明提出一种交叉路口预防车辆滞留的控制方法，该方法通过在路口下游路段的特定位置进行排队车辆的检测，能够在排队车辆阻塞路口之前，对未驶入路口的车辆进行提醒，从而预防车辆在交叉路口内滞留现象的发生。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
本发明的第一目的是公开一种交叉路口预防车辆滞留的控制方法，包括：
在路口内设置提示该路口方向是否拥堵的提示装置；
在交叉路口下游路段的设定位置以及路口检测区域分别进行排队车俩检测；
当检测到排队车辆到达交叉路口下游路段的设定位置时，发出警示信号，阻止后续车辆继续驶入；
当同时检测到交叉路口下游路段设定位置的排队车辆消散信号以及路口检测区域的排队车辆消散信号时，关闭警示信号。
进一步地，所述在交叉路口下游路段的设定位置进行排队车俩检测具体为：
在交叉路口下游路段的设定位置安装车速检测器，对检测区内车辆的车速进行检测，当检测到车辆停驶或速度低于设定阈值时，判定排队车辆已达到该位置，从而发出警示信号。
进一步地，所述交叉路口下游路段设定位置的确定方法具体为：
检测区位置距上游路口的参考距离等于：车辆平均长度与停车间距之和与路口宽度的乘积除以高峰时期车辆的平均行车间距与停车间距之差。
进一步地，当交叉路口下游路段的设定位置检测区域中检测到车辆驶离检测区一段时间内无车辆驶入或后续有车辆驶过但车速大于设定阈值时，则判断该位置的排队现象已经消散，此时发出交叉路口下游路段设定位置检测区域的排队车辆消散信号。
进一步地，当路口检测区域中检测到车辆停止状态延续时间小于设定时间阈值，且之后有连续若干帧图像判定路口检测区域无车，则判定路口的车辆已经排空，发出路口检测区域的排队车辆消散信号。
本发明的第二目的是公开一种交叉路口预防车辆滞留的控制系统，包括：
设置在路口内用于提示该路口方向是否拥堵的提示装置；
设置在交叉路口下游路段的设定位置，用于检测该区域车辆行驶速度的车速检测装置；
设置在路口检测区域的视频检测器组；
所述车速检测装置和视频检测器组分别于提示装置连接。
进一步地，所述车速检测装置为地感式车速检测器。
进一步地，所述车速检测装置为视频检测器。
本发明的有益效果：
1.本发明通过对路口下游路段进行排队车辆的检测，在车辆路口滞留现象发生前对还未驶入路口的车辆进行提醒，可有效预防车辆路口滞留现象的发生。
2.本发明通过对检测区参考位置的计算，可避免因检测区盲目设立所导致的预防效果差等缺陷。例如，检测区位置距离上游路口过近，则会造成提示时间过晚，因而无法起到较好的预防效果；若检测位置距离路口过远，则会由于导致过早禁止车辆驶入而造成下游道路资源的浪费等。
附图说明
图1(a)为单个路口发生车辆滞留现象示意图；
图1(b)为滞留现象扩散至相邻路口示意图；
图1(c)为多路口发生车辆滞留现象示意图；
图1(d)为滞留导致路网交通瘫痪示意图；
图2为检测器安装位置示意图；
图3为车辆路口滞留预防方案示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
为了解决背景技术提出的问题，本发明公开了一种交叉路口预防车辆滞留的控制方法，，如图3所示，包括：
首先，在路口内设置一个可以对该方向行驶车辆进行提醒的电子警示屏，当路口下游路段即将发生交通溢流时，能够显示“拥堵禁入”等字样对即将驶入路口的驾驶者进行有效提示。
其次，在交叉路口下游路段的特定位置安装检测器，对排队车辆进行检测，当检测到排队车辆到达该位置时，向警示屏发出亮起信号。
安装检测器的位置确定过程如下：
设路口宽度为d，车辆平均长度为c，高峰时期车辆的平均行车间距为d1，停车间距为d2，检测区位置距上游路口的参考距离为l，如图2所示。在路口“拥堵禁入”警示屏亮起后，由于后续车辆停止驶入路口，所以从路口的上游边界至检测区之间的车辆数将保持不变，车辆之间的距离逐渐由行车间距d1变为停车间距d2，检测器距离路口的路段长度l刚好能够容纳全部车辆，从而可得(l+d)/(c+d1)＝l/(c+d2)，整理可得在警示屏信号亮起后，能够保证路口内的车辆全部驶出路口的检测区位置求取公式为：
l＝d(c+d2)/(d1-d2)(1-1)
排队车辆的检测过程如下：
路段内车辆排队现象的产生是由于下游路口的阻塞以及信号灯等的影响，使得驶入该路段内的车辆无法及时驶出，从而停留在路段内进行排队，因此排队车辆的检测主要根据其停驶特点，对检测区内车辆的车速进行检测，当检测到车辆停驶或速度低于一定阈值时则可判定排队车辆已达到该位置，从而向电子警示屏发出亮起信号。
由于路口监控摄像机距离该检测区较远，且拍摄角度过低，无法对检测区中的排队车辆进行有效检测，因此本发明的实施方案中用于检测排队车辆的检测器为地感式车速检测器，其替代方案为在此处架设一个特定的视频检测器等。
本发明设计的预防车辆在交叉路口滞留的控制方案示意图如图3所示，蓝色标注区域即地感检测器检测区，当检测到排队车辆到达此处时，即向电子警示屏发出亮起信号阻止后续车辆继续驶入。
为防止拥堵未完全消散就熄灭警示屏致使后续车辆驶入路口形成滞留，所以本设计中路口“拥堵禁入”警示屏的熄灭信号(用s表示)由地感线圈检测器发出的排队消散信号s1和路口内视频检测器组发出的滞留消散信号s2联合给出：s＝s1&&s2，当同时收到两个信号时，警示屏熄灭。
其中，地感线圈检测器用来检测交叉路口下游路段设定位置的排队车辆是否已经消散，当检测区域路段无车辆驶入或后续有车辆驶过但车速大于设定阈值时，即可判断该位置的排队现象已经消散，此时发出交叉路口下游路段设定位置检测区域的排队消散信号。
路口内视频检测器组用来检测路口内的滞留车辆是否已经消散，当路口检测区域中停止状态延续时间小于设定时间阈值，且之后有连续若干帧图像判定路口检测区域无车，则判定路口的车辆已经排空，发出路口检测区域的排队车辆消散信号。
本实施例中，路口的实际测量宽度d＝40米，该路段上的平均车长为4.3米，早高峰时间段内的车辆的平均行车间距d1＝8米，排队停车的平均停车间距为d2＝3米。根据公式(1-1)可求得地感检测器的检测位置距离路口的距离l＝58.4米。最后，在离交叉路口下游出口58.4米处铺设地感检测器。
当地感检测器检测到排队车辆到达此位置时，向路口电子警示屏发出警示信号，及时阻止后续车辆继续驶入路口，预防车辆路口滞留现象的发生。当地感检测器检测到车辆排队现象已经消散，同时，视频检测器组检测到路口内的车辆已经全部驶离路口，此时熄灭电子警示屏，恢复交叉路口的正常通行。
本发明进一步公开了一种交叉路口预防车辆滞留的控制系统，包括：
设置在路口内用于提示该路口方向是否拥堵的提示装置；
设置在交叉路口下游路段的设定位置，用于检测该区域车辆行驶速度的车速检测装置；
设置在路口检测区域的视频检测器组；
车速检测装置和视频检测器组分别于提示装置连接。
其中，车速检测装置为地感式车速检测器或者假设在该位置的视频检测器。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。