专利名称：实时自适应交通信号倒计时显示控制方法
技术领域：
本发明涉及一种交通信号倒计时器的实时显示控制方法， 能够在先进的实时自适应交通信号控制方式下，使交通信号倒计时器科学、合 理的显示交通信号等待和通行剩余时间长度。
二背景技术：
目前，国内城市交通信号倒计时器主要用于定配时交通信 号控制方式。由于定配时交通信号机不管路口通行车辆多少，在一个阶段内输 出的信号灯色时长是固定不变的，因而倒计时器能够配合对应的信号灯全程同 步跟踪显示，为到达路口的车辆，行人提供具体确切的等待和通行剩余时间长 度，受到普遍欢迎。
随着城市机动车辆的不断增加，交通拥堵问题日益严重，针对定配时交通 控制方式配时不够灵活的缺点，感应控制方式和自适应控制方式开始进入市场。 其中自适应控制方式是比感应控制更高级的一种控制方式。感应控制往往是对 单路口而言的，其主要特征是某相位的绿灯时间根据车流量的变化而变化。 而自适应控制通常把城市交通网络看作一个不确定系统，系统能够通过连续测 量该不确定性系统的状态，如车流量、停车次数、延误时间、排队长度等特征， 逐渐了解和掌握对象，在此基础上改变系统的可调参数或更换配时方案或产生 一个新的配时方案，从而保证不论环境如何变化，均可使控制效果达到最优或 次最优。
自适应控制方法通常包括两类:一是方案选择式系统，根据不同的交通流， 事先配置各种配时方案，储存在中心计算机内，系统运行时按实时采集的交通 量数据，选取最适用的配时方案，实施信号控制。由于选取的配时方案明确并 且是可以预知的，因此方案选择式系统可以选择通讯式倒计时器与之配套使用。
二是在线生成式，即实时自适应控制方式，即通过车辆检测器，实时采集 交通量数据，在线求解最佳信号配时方案，并且根据当前信号配时方案进行适当幅度的优化调整，实时计算并生成下个周期路口新的信号配时方案，但此新 信号配时方案仅为下周期使用的预测方案，在下周期执行时，依然会根据实时 交通流变化实时变动。在实时自适应控制系统下，每过几个周期就根据系统的
计算结果对区域内所有路口的周期长度进行一次调整，即周期调整；每个周期 都根据系统的计算结果对每个路口不同灯组的绿灯时间进行分配调整，即绿信 比调整；每个周期都根据系统的计算结果对每个路口的周期开始时间进行调整， 即相位差调整。周期、绿信比和相位差调整是互相影响和制约的，集中反映在 绿信比的调整上，集中反映在每个路口交通信号放行周期内所有绿灯和红灯阶 段放行时间的不断调整，造成绿灯或红灯开启时无法获知真实的放行时间。
在实时自适应交通信号控制方式下，其调整变化的依据来自两个方面一 是根据车流量的变化而变化路口一个方向通行车辆较多时，放行绿灯时间会 自动加大， 一个方向通行车辆较少时，放行绿灯时间会自动縮短；二是周期和 相位差的调整也会引起灯色阶段时长的变化，这主要是因为实时自适应交通信 号控制一般为区域控制，区域控制整体效益大于单个路口，这也是自适应控制 方式比感应控制方式先进的主要之处。
鉴于上述情况，定配时交通信号倒计时器不具备自适应调整功能，无法跟 踪实时自适应交通信号控制系统对正在正执行灯色阶段时间的变化。因此，原 来的定配时倒计时器在城市交通控制系统升级为实时自适应交通信号控制技术 后均被停用。普遍采用信号灯"绿闪3秒+黄灯3秒"的方法对交通信号灯色转换 进行提示。
为解决倒计时器与实时自适应交通信号控制系统的配套显示问题，国内也 出现了一些相关接近，具有自身特点的方法和技术。中国发明专利ZL 2006 1 0039226.8 (授权公告号CN 100385474C)提出了一种交通信号倒计时显示的控 制方法，在交通信号机相位时间的后期预先设置一时间段，当相位时间执行至 该时间段的起始点时，交通信号机开始计算车辆流量信息，如果检测到有车流， 则交通信号机在上述的时间段中增加一段时间，如果未检测到车流，则交通信 号机在上述的时间段中减少一段时间，然后，交通信号机通过计算改变向倒计 时屏输送显示数据信息的频率，从而改变倒计时屏幕每秒显示时间的长短，实现了倒计时器显示与信号灯显示时间一致。其特点是1、在交通信号机相位时 间的后期预先设置一时间段，时间段长度是可变的；2、数据显示的频率是可变 的。其不足之处在于1、在显示数字相同情况下，给通行者表达的真实时间是 不确定的；2、本方案为感应控制方式下倒计时器显示控制的方法，针对实时自 适应交通信号控制方式下的周期调整和相位差调整引起的灯色阶段时长变化无 能为力。中国发明专利ZL 2007 1 0020780.6 (授权公告号CN 100504956C)提 出了一种交通信号灯倒计时显示的控制方法，利用车辆检测器检测车辆流量， 当信号机停止车流量检测后，确定通行者或者禁行者的终止点，在终止点前预 设一段时间为倒计时时间，用与黄灯结合成一体的复合信号灯来显示数据。其
不足之处在于倒计时器仅能对一种灯色阶段后期的部分放行时间进行显示， 不能够显示灯色阶段从开启到结束的全过程。
现有的交通信号控制系统倒计时显示方法，在合理跟踪和表达实时自适应 交通信号控制系统对信号灯控制的特征上皆存有局限性和缺陷，不具备自适应 调节功能，到目前，还没有一种倒计时器与实时自适应交通信号控制系统配套 的方法被普遍认同，广泛采用。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出一种实时自适应交通信号倒计时显示控制 方法，能够使倒计时器科学、合理地显示交通信号等待和通行剩余时间长度， 可以跟踪运行周期灯色运行时长变化，并且具备相应的调节功能。
本发明所采用的技术方案
一种实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，在实时自适应交通信号控 制系统基础上，通过交通信号机对信号灯和倒计时器的显示进行控制，其一， 将每个实时显示的绿灯阶段(G)分为一个绿灯可调段(Ga)和一个辅助性的固 定绿灯段(Gf);将每个实时显示的红灯阶段(R)分为一个红灯可调段(Ra) 和一个辅助性的固定红灯段(Rf) ，
其二，对正在执行的绿灯阶段或红灯阶段，倒计时器首先显示灯色放行时 长的预测值，并在此基础上递减显示；其三，倒计时器在显示过程中，根据接收到的交通信号机发出的信号(Gs 或Rs)对显示数据进行调节(1)如果当前灯色放行时长大于预测值，则倒计 时器在显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)前将会暂停数据递减，等待 一段时间以补足缺少时长，然后显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)时 长并递减至零，(2)如果当前灯色放行时长等于预测值，则倒计时器直接显示 预测值时长并递减至零，(3)如果当前灯色放行时长小于预测值，倒计时器则 在显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)之前减去预测值多余时长，然后 显示辅助性的固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)时长并递减至零。
所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，倒计时器对正在执行的 绿灯或红灯阶段的显示过程分三个阶段完成
第一阶段在灯色开启时首先显示预测值时长，并在此基础上递减； 第二阶段根据收到交通信号机发出的转换信号，对显示数据进行调节； 第三阶段是进入辅助性的固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)显示。 所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，其中辅助性的固定绿灯 段(Gf)和固定红灯段(Rf)是一个固定不变的常值，其数值根据路口交通需 求设定。
所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，本次显示灯色放行时长 的预测值，为近2 5个周期本灯色阶段时长的平均值。
所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，本次显示灯色放行时长 的预测值，为上一周期实际放行的绿灯阶段(G)或红灯阶段(R)时长。
本发明的有益效果
1、 本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，可以满足先进的实时 自适应交通信号控制系统，可以使交通信号倒计时器科学合理地显示交通信号 等待和通行剩余时间长度，符合交通参与者的交通认知心理。
2、 本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，可以与实时自适应交 通信号控制系统配套使用。固定红灯或绿灯段Gf和Rf的设置在绿灯和红灯(或 红灯和绿灯)之间的过渡阶段，固定绿灯(红灯)阶段的设置不违背自适应交 通控制相关原理，不会影响实时自适应交通控制的功能。按照本发明制作运行的倒计时器可以跟踪执行周期灯色时长变化，具备相应调整功能。
3、本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，可以在现有交通信号 倒计时系统的基础上进行升级改造，容易实施推广；并且能够在实时自适应控 制系统降级后的定配时控制状态下的使用，对实时自适应交通信号控制技术在 国内外的使用和发展提供了有效的技术支持和保障。
四
图l:本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法工作流程示意图； 图2:本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法绿灯段组成示意图； 图3:本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法红灯段组成示意图； 图4:自适应交通信号倒计时显示器与实时自适应交通信号控制系统对接的 示意图。 ，
五具体实施例方式
实施例一参见图1 图4。本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方 法，包括两个层次的内容， 一是路口实时自适应交通信号机对信号灯和配套倒 计时器的控制，二是在此基础上配套倒计时器对显示数据的控制。其中倒计时 器是一个以微型计算机为核心，受交通信号机控制的智能数字显示装置，其整 体构造与外形和己经普遍采用的定配时交通信号倒计时器没有差别。
参见图1:本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法工作流程示意 图。本发明实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，首先将每个实时显示的
绿灯阶段G分为一个绿灯可调段Ga和一个辅助性的固定绿灯段Gf;将每个实时显 示的红灯阶段R分为一个红灯可调段Ra和一个辅助性的固定红灯段Rf;其二，对
正在执行的绿灯或红灯阶段，倒计时器首先显示灯色放行时长的预测值，并在
此基础上递减显示；其三，倒计时器在显示过程中，根据接收到的交通信号机 发出的信号Gs或Rs对显示数据进行调节(1)如果当前灯色放行时长大于预测 值，则倒计时器在显示固定绿灯段Gf或固定红灯段Rf前将会暂停数据递减，等 待一段时间以补足缺少时长，然后显示固定绿灯段Gf或固定红灯段Rf时长并递 减至零，(2)如果当前灯色放行时长等于预测值，则倒计时器直接显示预测值时长并递减至零，(3)如果当前灯色放行时长小于预测值，倒计时器则在显示 固定绿灯段Gf或固定红灯段Rf之前减去预测值多余时长，然后显示辅助性的固 定绿灯段Gf或固定红灯段Rf时长并递减至零。
图2、图3中，Ga代表实时自适应控制下的绿灯可调段，Gf代表辅助性的固 定绿灯段，Gs为Ga和Gf之间的转换控制信号；Ra代表实时自适应控制下的红灯 可调段，Rf代表辅助性的固定红灯段，Rs为Ra和Rf之间的转换控制信号。
其中Ga和Ra，为实时自适应控制下的绿灯段和红灯段，随着实时自适应交 通信号控制系统的调整变化增加或减少；Gf和Rf为人为设置的辅助固定段，其 取值大小可根据路口交通需求而定，数值确定后是固定不变的。Gs为Ga和Gf之 间的转换信号，Rs为Ra和Rf之间的转换信号。固定阶段Gf和Rf的设置利用绿灯 和红灯(红灯和绿灯)之间的过渡阶段设置，不会违背自适应交通控制相关原 理，不会影响实时自适应交通控制的功能。
本发明倒计时显示控制方法，对正在执行的绿灯或红灯阶段交通信号倒计 时器的显示过程分三个阶段完成第一阶段在灯色开启时倒计时器首先显示本 周期绿灯或红灯灯色显示时长的预测值，并在此基础上递减；第二阶段，倒计 时器在收到路口交通信号机发出的信号Gs或Rs前后对显示数据进行调节如果 本次灯色放行时长大于预测值，则倒计时器在显示辅助性的固定段前将会暂停 数字递减，等待一段时间补足缺少时长，然后显示固定绿灯段Gf或固定红灯段 Rf时长并递减至零；如果本次灯色放行时长等于预测值，则倒计时器直接显示 预测值并递减至零；如果本次灯色放行时长小于预测值，倒计时器则在显示固 定绿灯段Gf或固定红灯段Rf之前减去预测值多余时长，然后显示辅助性的固定 绿灯段Gf或固定红灯段Rf时长并递减至零。由于实时自适应交通控制为小步长 调整，不会有大幅度的跳动，并且此时距离倒计时器"0字段"显示较远，不会 对路口通行者造成影响，也不会引起通行者的过度关注；第三阶段是进入固定阶 段显示后，由于这段时间长短是固定不变的，倒计时器递减显示剩余放行时长， 可以与本灯色运行同步到零，在通行者最关注时刻为通行者显示确切的灯色转
换剩余时间，能够达到高效与安全通行的目的。上述三个阶段显示是一个有机 整体。在图2中，Ga+Gf=G两者共同组成一个完整的绿灯阶段。在绿灯阶段开启时， 倒计时器显示的是上周期G值，鉴于实时自适应交通控制为小步长调整，本实施 例将上周期G值作为本次周期阶段时长的预测值。Ga为实时自适应控制下的绿灯 可调段，随着实时自适应交通控制系统的调整变化增加或减少；Gf为设定的辅 助性的固定绿灯段；Gs为Ga和Gf之间的转换信号，由交通信号机在Gf开启前发 给倒计时器。
图3中，Ra+Rf=R两者共同组成一个完整的红灯阶段。在红灯阶段开启时， 倒计时器显示的是上周期R值。鉴于实时自适应交通控制为小步长调整，本实施 例将上周期R值作为本次周期阶段时长的预测值。Ra为实时自适应控制下的红灯 可调段，随着实时自适应交通控制系统的调整变化而增加或减少；Rf为设定的 辅助性的固定红灯段；Rs为Ra和Rf之间的转换信号，由交通信号机在Gf开启前 发给倒计时器。
图4为本发明显示控制方法借以实现的交通信号控制系统结构示意图，系统 包括实时自适应交通信号控制中心，中继设备和路口信号机，路口信号机控制 连接信号灯和倒计时显示器。由图中可以看出，本发明涉及的交通信号倒计时 器与路口交通信号机的对接不需要使用专用通信线，可以利用现有信号灯控制 线转接到倒计时显示器上实现。倒计时显示器可以对应显示左转绿灯，直行绿 灯，右转绿灯，全红等多个阶段的时间。多个阶段显示数字的颜色可以相同， 也可以不同。
实施例二参见图1 图4。本发明实时自适应交通信号倒计时器显示控制 方法，与实施例一不同的是倒计时器在灯色开启时，首先显示的预测值为近 几个周期该灯色阶段时长的平均值。例如，可为近两个周期该灯色阶段时长的 平均值，或为近三个、四个或五个周期该灯色阶段时长的平均值。
权利要求
1、一种实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，在实时自适应交通信号控制系统基础上，通过交通信号机对信号灯和倒计时器的显示进行控制，其特征是其一，将每个实时显示的绿灯阶段(G)分为一个绿灯可调段(Ga)和一个辅助性的固定绿灯段(Gf)；将每个实时显示的红灯阶段(R)分为一个红灯可调段(Ra)和一个辅助性的固定红灯段(Rf)；其二，对正在执行的绿灯阶段或红灯阶段，倒计时器首先显示灯色放行时长的预测值，并在此基础上递减显示；其三，倒计时器在显示过程中，根据交通信号机发出的信号(Gs或Rs)对显示数据进行调节(1)如果当前灯色放行时长大于预测值，则倒计时器在显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)前将会暂停数据递减，等待一段时间以补足缺少时长，然后显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)时长并递减至零，(2)如果当前灯色放行时长等于预测值，则倒计时器直接显示预测值时长并递减至零，(3)如果当前灯色放行时长小于预测值，倒计时器则在显示固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)之前减去预测值多余时长，然后显示辅助性的固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)时长并递减至零。
2、 根据权利要求l所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，其特 征是倒计时器对正在执行的绿灯或红灯阶段的显示过程分三个阶段完成第一阶段在灯色开启时首先显示预测值时长，并在此基础上递减； 第二阶段是根据交通信号机发出的转换信号，对显示数据进行调节； 第三阶段是进入辅助性的固定绿灯段(Gf)或固定红灯段(Rf)显示。
3、 根据权利要求l所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，其特 征是辅助性的固定绿灯段(Gf)和固定红灯段(Rf)是一个固定不变的常值， 其数值大小根据路口交通需求设定。
4、 根据权利要求2所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，其特 征是辅助性的固定绿灯段(Gf)和固定红灯段(Rf)是一个固定不变的常值，其数值大小根据路口交通需求设定。
5、 根据权利要求1 4任一项所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方法，其特征是本次显示灯色放行时长的预测值，为上一周期实际放行的绿灯阶段(G)或红灯阶段(R)时长。
6、 根据权利要求1 4任一项所述的实时自适应交通信号倒计时显示控制方 法，其特征是本次显示灯色放行时长的预测值，为近2 5个周期本灯色阶段 时长的平均值。
全文摘要
本发明涉及一种实时自适应交通信号倒计时显示控制方法。在实时自适应交通信号控制基础上，将每个实时显示的绿灯阶段分为绿灯可调段和辅助性的固定绿灯段，将每个实时显示的红灯阶段分为红灯可调段和辅助性的固定红灯段，用于路口交通信号机对信号灯和信号倒计时器的控制。本发明交通信号倒计时显示控制方法可以跟踪运行周期内灯色阶段时长变化，并具备相应的调节功能，可以合理显示交通信号等待和通行剩余时间长度。本发明可以在现有交通信号倒计时器基础上进行升级改造，可以满足实时自适应交通信号控制系统在实时自适应控制方式下以及系统降级后的定配时控制方式下的使用。
文档编号G08G1/07GK101635095SQ200910065948
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月27日 优先权日2009年8月27日
发明者海 卢, 张同太 申请人:卢 海;张同太