可变车道控制方法、边缘计算设备和系统与流程

[0001]
本发明涉及智能交通(intelligent transportation system，its)领域，尤其涉及一种可变车道控制方法、边缘计算设备和系统。


背景技术：

[0002]
随着我国交通行业快速发展，高速公路事故、拥堵等问题日益凸显，特别是在重要节假日时，由于人们出行需求大幅提高，通常在特定路段会导致单向车流密度极大，拥堵不堪，而反向车道的车流密度却极小。
[0003]
目前针对上述情况，交通管理部门在处理高速公路堵塞时，对于轻度拥堵路段，通常采用人工疏导方式，高速公路警察到现场采用人工疏导，指挥车辆通行；对于严重拥堵的路段，为尽快处理交通事故，恢复交通，通常会通过人工搬离车道隔离带护栏，人工引导车辆改变车道到相反方向车道进行车辆分流。
[0004]
然而上述处理方式存在效率低下、不够及时、需要较高的人力成本等缺陷，显然已经不能满足当下交通基础设施的需求。


技术实现要素：

[0005]
本发明提供可变车道控制方法、边缘计算设备和系统，可以在发生道路拥堵时，快速恢复拥堵状况，提高车辆通行效率，节约了道路通行时间。
[0006]
第一方面，提供一种可变车道控制方法，应用于mec设备，包括：
[0007]
通过路侧传感器检测获得特定路段的车流信息；其中所述特定路段为双向多车道位于隔离带一侧的路段；
[0008]
根据所述车流信息判断所述特定路段是否发生拥堵；
[0009]
若判断所述特定路段发生拥堵，则控制位于所述隔离带上的两个道闸开启，以使所述特定路段的后续来车穿过入口道闸从正向车道变换至位于所述隔离带另一侧的反向车道，绕开发生拥堵的所述特定路段后，再从出口道闸穿回所述正向车道。
[0010]
可选的实施例中，若判断所述特定路段发生拥堵，所述方法还包括：获取所述反向车道的车流信息，并根据所述车流信息判断其是否具备反向通行条件；
[0011]
相应的，所述控制位于所述隔离带上的两个道闸开启，具体为：在所述反向车道具备反向通行条件的情况下，控制位于所述隔离带上的两个道闸开启。
[0012]
可选的实施例中，在所述反向车道具备反向通行条件的情况下，所述方法还包括：向云平台发送所述特定路段发生拥堵的指示信息，以使所述云平台分别向设置在所述反向车道和所述特定路段情报板和指示牌分别发送相应的拥堵状态信息和变道指引信息。
[0013]
可选的实施例中，在所述反向车道具备反向通行条件的情况下，所述方法还包括：向路侧单元发送所述特定路段发生拥堵的指示信息，以使所述路侧单元向所述特定路段的后续来车的车载单元发送前方发生拥堵信息，和/或，变道指引信息。
[0014]
可选的实施例中，所述路侧传感器包括毫米波雷达，所述通过路侧传感器检测获
得特定路段的车流信息，具体为：通过所述毫米波雷达对所述特定路段的车辆进行追踪定位以获得所述车流信息，所述车流信息包括车辆排队长度、平均车速、车流量、车头时距、车头间距、车道占有率中任一种或任意多种组合。
[0015]
可选的实施例中，所述毫米波雷达为多个，多个所述毫米波雷达与所述特定路段划分的多个区域一一对应，通过所述毫米波雷达对所述特定路段的车辆进行追踪定位以获得所述车流信息，具体为：通过多个所述毫米波雷达对所述多个区域的车辆进行追踪定位，以获得多个区域的车流信息；融合所述多个区域的车流信息，以获得所述特定路段的车流信息。
[0016]
可选的实施例中，所述路侧传感器还包括摄像头，所述方法还包括：获取所述摄像头对所述特定路段拍摄得到的视频流，并将所述视频流发送至云平台。
[0017]
可选的实施例中，所述摄像头为ai摄像头，获取所述摄像头对所述特定路段拍摄得到的视频流，并将所述视频流发送至云平台，具体为：通过所述ai摄像头检测所述特定路段是否发生拥堵，在所述ai摄像头检测所述特定路段发生拥堵的情况下，获取所述ai摄像头对所述特定路段拍摄得到的所述视频流，并将该视频流发送至云平台。
[0018]
第二方面，提供一种边缘计算设备，所述边缘计算设备包括处理器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器在执行所述存储器中存储的计算机程序时实现权利要求第一方面任一实施例所述的可变车道控制方法的步骤。
[0019]
第三方面，提供一种可变车道控制系统，包括：
[0020]
第二方面所述的边缘计算设备；
[0021]
路侧传感器，用于检测特定路段的车流信息，并将所述车流信息发送至所述边缘计算设备；
[0022]
至少两个道闸，用于接收所述边缘计算设备根据所述车流信息发送的开闭指令，并根据所述开闭指令开启或关闭道闸。
[0023]
可选的实施例中，所述可变车道控制系统还包括：
[0024]
云平台，用于接收所述边缘计算设备发送的所述特定路段发生拥堵的指示信息，并根据该指示信息向情报板、指示牌分别发送相应的拥堵状态信息和变道指引信息
[0025]
情报板、指示牌，设置在所述反向车道和所述特定路段上，分别用于接收并显示拥堵状态信息和变道指引信息。
[0026]
可选的实施例中，所述可变车道控制系统还包括：
[0027]
路侧单元，用于接收所述边缘计算设备发送的所述特定路段发生拥堵的指示信息，并根据该指示信息向与所述路侧单元交互的车载单元发送拥堵状态信息，和/或，变道指引信息。
[0028]
实施本发明实施例，mec设备通过路侧传感器检测获得特定路段的车流信息；然后根据车流信息判断特定路段是否发生拥堵；若判断特定路段发生拥堵，mec设备则控制位于隔离带上的两个道闸开启，以使特定路段的后续来车穿过入口道闸从正向车道变换至位于隔离带另一侧的反向车道，绕开发生拥堵的特定路段后，再从出口道闸穿回正向车道。实施本发明实施例，可以在发生道路拥堵时，快速恢复拥堵状况，提高车辆通行效率，节约了道路通行时间。
附图说明
[0029]
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
[0030]
图1是本发明实施例提供的可变车道控制方法的应用场景示意图；
[0031]
图2是本发明实施例提供的一种可变车道控制方法的系统架构示意图；
[0032]
图3是本发明实施例提供的可变车道控制方法流程示意图；
[0033]
图4是本发明实施例提供的边缘计算设备的硬件结构示意图；
[0034]
图5是本发明实施例提供的可变车道控制系统各设备相互协作示意图。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0036]
首先介绍本发明可变车道控制方法的应用场景，如图1所示，一些高速路段在特定的时间下，例如节假日，经常会出现单向车流密度极大，拥堵不堪，而另一个方向的车道却车流量却相对小很多的情况。出现上述拥堵问题的根本在于高速公路的各车道未得到合理的充分利用，本发明实施例，在经常出现上述拥堵问题的双向多车道之间的隔离带安装至少两个道闸，采用交通感知技术以及结合车路协同技术，对特定路段进行监控，该路段在车流正常通行的情况下，该道闸处于闭合状态；如该路段发生拥堵事件，则会自动开启道闸，让车辆从对面的反向车道快速行驶通过发生拥堵路段后，再通过另一个道闸从反向车道穿回正向车道。实施例本发明实施例，可以实现高速公路单向流量高峰条件下，实行智能化动态可变车道控制，从而快速恢复拥堵状况，提高车辆通行效率，节约道路通行时间。
[0037]
下面对实现上述，图2是本发明实施例提供的一种可变车道控制方法的系统架构示意图，该系统包括：边缘计算设备，路侧传感器和至少两个道闸。
[0038]
边缘计算设备，又称mec(multi-access edge computing)设备，mec设备主要用于通过至少一个路侧传感器收集路段车流信息，其中该车流信息包括车辆排队长度、平均车速、车流量、车头时距、车头间距、车道占有率中任一种或任意多种组合，然后经过算法软件对车流信息进行分析计算等处理，判断该路段是否发生拥堵，如果发生拥堵，则控制隔离带上的道闸开启。
[0039]
在一些实施例中，该mec设备还具有远程通讯功能，当判断路段发生拥堵，可以通过无线网络，例如wifi/4g/5g网络，向远程云平台发送路段发生拥堵的指示信息。
[0040]
在一些实施例中，该mec设备还可以通过有线或者无线连接方式与v2x路侧单元或者etc路侧单元连接，当判断路段发生拥堵，可以通过dsrc通讯协议或者v2x通讯协议向v2x路侧单元或者etc路侧单元发送路段发生拥堵的指示信息。
[0041]
路侧传感器，又称车辆检测传感器，用于检测路段的车流信息，并将所述车流信息发送至边缘计算设备。具体的，路侧传感器可以包括毫米波雷达，毫米波雷达通过发射雷达
波进行车辆追踪定位，雷达波由发射天线发出，被车辆反射后，由接收天线接收雷达回波，通过计算雷达波的飞行时间测得车辆的位置数据，持续测量可追踪获取车辆的速度等信息，其探测范围较大，可探测的范围不小于800米，且成本较低，受天气环境影响较小，穿透雾、烟、粉尘的能力强。在另一些实施例中，路侧传感器也可以包括ai摄像头，该ai摄像头具体车辆检测识别功能，可通过对车辆检测识别进而分析计算得到路段的拥堵程度等信息。
[0042]
道闸，用于接收边缘计算设备根据车流信息发送的开闭指令，并根据开闭指令开启或关闭道闸。该道闸通常安装在高速公路隔离带，入口道闸和出口道闸的安装的位置可以根据交通大数据分析日常堵塞的情况后确定，具体如下：根据交通大数据分析路段通常拥堵发生起点，在通常拥堵起点附近安装入口道闸；再进一步根据交通大数据分析该路段通常拥堵长度，基于通常拥堵发生起点和通常拥堵长度就可以确定拥堵结束终点，并在拥堵结束终点附近安装出口道闸。这样可以保证从道闸进入反向分离车道行驶一段距离后，再重新回到正常车道时，降低与原本在正常车道行驶的车辆相遇，甚至发生碰撞的概率，保证车辆能够安全行驶通过拥堵路段。
[0043]
可能的实施中，上述可变车道控制系统还可以包括云平台，情报板和指示牌，其中，该云平台通过无线网络，例如wifi/4g/5g网络与mec设备通讯，接收边缘计算设备发送的发生拥堵的指示信息，并根据该指示信息向情报板、指示牌分别发送相应的拥堵状态信息和变道指引信息。情报板、指示牌，可以设置在发生拥堵的车道和变换行驶的反向车道，情报板接收并显示云平台发送的拥堵状态信息，指示牌接收并显示云平台发送的变道指引信息。上述情报板、指示牌也可以通过无线网络，例如wifi/4g/5g网络，与云平台通讯。可能的是实施例中，云平台还可以基于用户手机应用程序app的请求，根据上述拥堵指示信息向用户手机应用程序app发送拥堵状态信息，和/或，变道指引信息。
[0044]
可能的实施中，上述可变车道控制系统还可以包括路侧单元。该路侧单元可以是v2x路侧单元，也可以是etc路侧单元，相应的，与该路侧单元交互通讯的该车载单元可以是v2x车载单元，也可以是etc车载单元。其中路侧单元，用于接收边缘计算设备发送的发生拥堵的指示信息，并根据该指示信息向车载单元发送拥堵状态信息，和/或，变道指引信息；而车载单元，用于接收路侧单元发送的拥堵状态信息，和/或，变道指引信息，并进行显示或者播报。
[0045]
参见图3，图3是本发明实施例提供的可变车道控制方法流程示意图，该可变车道控制方法具体包括以下步骤：
[0046]
s101、通过路侧传感器检测获得特定路段的车流信息。其中特定路段为双向多车道位于隔离带一侧的路段，该路段部署了上述实施例描述的可变车道控制系统。
[0047]
在一些实施例中，在特定路段部署的路侧传感器可以包括毫米波雷达，通过毫米波雷达对特定路段的车辆进行追踪定位以获得车流信息，该车流信息可以包括车辆排队长度、平均车速、车流量、车头时距、车头间距、车道占有率中任一种或任意多种组合。在一些实施例中，其中车辆排队长度、平均车速为必选项，车流量、车头时距、车头间距、车道占有率为可选项。
[0048]
毫米波雷达通过发射雷达波对特定路段的车辆进行追踪定位，雷达波由毫米波雷达的发射天线发出，被车辆反射后，由毫米波雷达的接收天线接收雷达回波，通过计算雷达波的飞行时间测得特定路段各车辆的位置数据，持续测量可追踪获取特定路段各车辆的车
流信息。
[0049]
该特定路段上的毫米波雷达的数量可以多个，具体可以根据毫米雷达波探测范围与特定路段长度范围确定。具体实现中，根据毫米波雷达的探测范围将特定路段划分的多个区域，每一区域部署一个毫米雷达波，该毫米雷达波可以正向安装也可以侧向安装，安装方式灵活可变，可以安装在龙门架或者带横臂的监控杆上。mec设备通过上述在该路段不同区域的多个毫米波雷达对车辆进行追踪定位，可以获得上述多个区域的车流信息；mec设备获得多个区域的车流信息后，将其融合分析计算后，可获得特定路段的整体上的车流信息。在该实施例中，部署多个毫米波雷达，mec设备采集并融合多个毫米波雷达的车流信息，不仅可以实现对更大范围的路段进行监控，也可以提高该路段车流信息监控的准确率。
[0050]
在一些实施例中，上述路侧传感器还可以包括摄像头，mec设备通过该摄像头对特定路段进行拍摄可以得到特定路段的视频流，并将该视频流发送至云平台。监控人员可以通过云平台实时查看特定路段现场拥堵情况。
[0051]
进一步的，上述摄像头可以为ai摄像头，该ai摄像头内置拥堵识别算法，可以进行计算分析特定路段的车流信息，可对特定路段是否发生拥堵进行实时监控。在检测特定路段发生拥堵的情况下，将实时监控的视频流发送给mec设备，mec摄像再将视频流发送至云平台。通过该实施例，可只在特定路段发生拥堵的情况，才向云平台发送视频流，极大的减少了不必要的视频流量，降低了通讯成本。
[0052]
需要说明的，在一些实施例中，上述路侧传感器可以是毫米波雷达，也可以是摄像头，还可以是毫米波雷达和摄像头的组合。其中摄像头优选为ai摄像头。还应理解的，路侧传感器还可以是其他类型设备，可采集特定路段的车流信息即可，本发明实施例对此不作具体限定。
[0053]
s102、根据车流信息判断特定路段是否发生拥堵。
[0054]
在一些实施例中，预先在mec设备中设定车流信息阀值，当mec通过路侧传感器获得的车流信息达到阀值的情况下，则判断特定路段发生拥堵。举例来说，预先在mec设备中设定车辆排队长度阀值为500米，平均车速阀值为10公里/小时，当mec设备通过路侧传感器获得的车辆排队长度为550米，平均车速为9公里/小时，mec设备则判断该路段发生拥堵。其中车流信息阀值还可以包括车流量、车头时距、车头间距、车道占有率等。
[0055]
s103、若判断特定路段发生拥堵，则控制位于隔离带上的两个道闸开启，以使特定路段的后续来车穿过入口道闸从正向车道变换至位于隔离带另一侧的反向车道，绕开发生拥堵的特定路段后，再从出口道闸穿回正向车道。
[0056]
在发明实施例中，入口道闸为入口道闸，安装在拥堵起点附近的隔离带，出口道闸为出口道闸，安装在拥堵终点附近的隔离带，其中拥堵起点和拥堵终点可以根据交通大数据分析确定。
[0057]
入口道闸和出口道闸通过有线或者无线的方式与mec设备通讯，当mec设备判断特定路段发生拥堵时，向两个道闸发送开启指令，道闸接收到指令后开启，可使车辆从隔离带一侧的正向车道变换至隔离带另一侧的反向车道；当车辆在隔离带一侧的反向车道绕开拥堵路段后，可从出口道闸变换至隔离带另一侧的正向行驶车道。
[0058]
为了使得车辆能够安全顺利地从隔离带另一侧的反向车道绕开拥堵路段，mec设备在判断特定路段发生拥堵后，还会获取反向车道的车流信息，其中该车流信息可以通过
processing unit，cpu)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0067]
该存储器202可以包括只读存储器和随机存取存储器以及可读写可编程非易失性存储器，如计算机硬盘(例如固态硬盘或者机械硬盘)，u盘等，该存储器202向处理器201提供指令和数据。存储器202的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器202还可以存储接口类型的信息。
[0068]
在一些实现方式中，本公开实施例中所描述的边缘计算设备的上述各部件可用于执行图3方法实施例中的方法步骤，为了简洁，这里不再赘述。
[0069]
参见图5，图5是本发明实施例提供的可变车道控制系统各设备相互协作示意图。
[0070]
s301.路侧传感器检测特定路段的车流信息。
[0071]
s302.路侧传感器将车流信息发送至mec设备，相应的mec设备接收路侧传感器发送的车流信息。
[0072]
s303.mec设备根据车流信息判断特定路段是否发生拥堵。
[0073]
s304.若mec设备判断发生拥堵，向道闸发送开启指令。相应的，道闸接收到指令后，开启闸门以使车辆可穿过隔离带。
[0074]
s305.mec设备向云平台发送特定路段发生拥堵的指示信息，相应的，云平台接收该指示信息进行分析处理。
[0075]
s306.云平台根据该指示信息向情报板发送拥堵状态信息，情报板接收到拥堵状态信息后进行显示，以提醒后续来车前方发生拥堵。
[0076]
s307.云平台根据该指示信息向指示牌发送变道指引信息，指示牌接收到变道指引信息后进行显示，以指引后续来车变换至隔离带另一侧的反向车道进行分流。
[0077]
s308.云平台根据该指示信息向路侧单元发生拥堵的指示信息，相应的，路侧单元接收该指示信息。
[0078]
s309.路侧单元向车载单元发送前方发生拥堵信息，和/或，变道指引信息。
[0079]
s310.相应的，车载单元接收到前方发生拥堵信息，和/或，变道指引信息后，进行语音播报。
[0080]
在一些实现方式中，可变车道控制系统各设备相互协作的过程可以参考图3方法实施例中的方法步骤，为了简洁，这里不再赘述。
[0081]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。