[发明专利]一种城市路口交通控制方法及系统

说明书

本发明提供一种城市路口交通控制方法及系统，包括：对交叉路口的实际拓扑进行标准化，获取所述交叉路口拓扑结构信息，根据所述拓扑结构信息获取所述交叉路口的冲突图并计算所述冲突图中所有的独立集；接收所述交叉路口当前车辆信息，计算所述交叉路口各车道车辆队列长度和各车道上车辆平均等待时间；根据所述各车道车辆队列长度和各车道上车辆平均等待时间，计算各车道车辆队列通过路口的优先级权重，获得所述冲突图中权重最大的独立集；向所述权重最大的独立集中的车道分发通行权。本发明提供的方法，根据复杂交叉路口的实际拓扑信息，通过将其转化成标准的拓扑形状，计算出其对应的冲突图，可以在任意复杂的交通路口实现有效的交通控制。

技术领域

本发明涉及交通工程领域，更具体地，涉及一种城市路口交通控制方法及系统。

背景技术

随着城市化进程在近年来的加速与人口的快速增长，主要城市的交通拥堵问题已经成为了一个全球性的严重问题，并严重的影响着人们的日常生活质量。城市交通控制不仅可以改进交通安全性，也影响着人们的出行体验，并且有助于控制油耗并进一步减少碳排放。因此，智能交通系统近年来成为了改进城市交通，减少人类交通工具对环境的影响的一个关键技术。特别是，智能交通系统被应用在许多不同的场景，比如：交通监控、交通调度、交通工具的智能定价等。在这些不同的应用场景中，交叉路口的智能交通控制是智能交通的一个关键问题与核心组件。

在传统的针对交叉路口的智能交通控制方法中，智能交通灯是一种常用方法。在一些方法中，交叉路口控制被认为是一个调度问题，通过最优化各信号灯的时长，对各车道车辆进行智能调度。一个有效的调度算法应当能够有效的减少通过路口车辆的等待时间，同时增大交叉路口的车流量。为了达到这一目标，最近的一些研究采用了一些基于计算智能的方法，比如进化计算、模糊逻辑控制、神经网络。

另外，自动驾驶技术的发展也使得交叉路口控制成为了一个更具研究与产业前景的问题。以谷歌自动驾驶汽车为例，目前采用的LIDAR激光定位系统可以精确的描绘出车辆周围的情况。但每个激光传感器的价格昂贵，通常需要不少于8万美元，这极大地限制的自动驾驶汽车的制造与推广。还有，在一些复杂的交通路口，由于环境复杂，谷歌自动驾驶汽车在路口会进入低级别驾驶状态，既需要更多的驾驶员参与来进行驾驶。这是由于谷歌自动驾驶汽车非常依赖于预存储的路径信息。

现有技术中，在交叉路口智能控制方法有着如下的两个在模型假设上的局限：1.现有方法通常假设每个交叉路口由4个路口组成；2.每个路口是同构的，包含相同数目的车道。然而，在现实生活中，每个路口经常是由不同数目的车道组成的。而且现实生活中经常存在的5岔路口与6岔路口在交通控制中也起着关键性的作用。进一步来讲，单行线、潮汐车道等交通规则使得交叉路口的通行情况更加复杂。现有技术中，交叉路口的交通控制存在对路口形状的局限性，无法应对各种复杂的路口状况，不具备普适性。

发明内容

为解决现有技术中，在交叉路口的智能控制中存在对路口形状的局限性，无法应对各种复杂的路口状况，不具备普适性的问题，提出一种城市路口交通控制方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供一种城市路口交通控制方法，包括：

对交叉路口的实际拓扑进行标准化，获取所述交叉路口拓扑结构信息，根据所述拓扑结构信息获取所述交叉路口的冲突图并计算所述冲突图中所有的独立集；

接收所述交叉路口当前车辆信息，计算所述交叉路口各车道车辆队列长度和各车道上车辆平均等待时间；

根据所述各车道车辆队列长度和各车道上车辆平均等待时间，计算各车道车辆队列通过路口的优先级权重，获得所述冲突图中权重最大的独立集；

向所述权重最大的独立集中的车道分发通行权；

其中，所述独立集为同一时间可同时通行的车道集合。