【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能交通系统，特别是涉及一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统及控制方法。
技术介绍
1、行人过街信号灯是交通信号的一个专门子集，专门用于引导行人安全过马路。行人过街信号灯通常包括两种基本形式:固定行人过马路信号灯和倒计时行人过路信号灯。此外，还有适应具体情况的特殊类型，包括声控或触控行人过街信号灯、闪烁警告信号灯等。尽管这些行人过街信号灯的设计取得了进步，但在人行横道智能方面仍然存在相当大的设计限制，特别是在管理复杂和波动的行人流量方面。现有的信号系统往往不能满足行人的需要，固定定时(定时信号控制)和按钮激活的人行横道系统相当僵化，无法动态地满足行人个体或提供个性化的信号定时方案。这凸显了对更具适应性和智能的系统的需求，这些系统可以更好地应对多变的行人交通状况。
2、目前，现有路段的行人过街系统面临以下几个问题：(1)道路人行横道系统的设计往往优先考虑车辆通行效率，有些设计主要关注行人安全，但很少在效率和安全之间取得最佳平衡；(2)人行横道系统使用的数据收集方法和数据类型有限，导致信息收集存在很大的不准确性；这些系统的智能程度较低，主要采用计时信号和按钮信号，两者都不能根据行人流量动态调整绿灯持续时间，从而导致行人绿灯时间利用率低；这些系统的智能程度较低，主要采用计时信号和按钮信号，两者都不能根据行人流量动态调整绿灯持续时间，从而导致行人绿灯时间利用率低。
3、传统系统在应对瞬时交通变化和行人需求方面存在局限，导致等待时间过长、交通效率低和安全隐患增加。因此，亟需一种能够动态响应行人和车
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，通过对行人和车辆过路需求进行响应，提高行人安全和便捷性，同时提升整体交通效率。
2、本专利技术实施例的第二目的在于提供一种行人车辆需求动态响应交通信号控制方法。
3、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是，一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，具体包括：
4、信号灯单元，所述信号灯单元包括行人激活按钮、信号灯以及信号处理器；所述信号灯单元与探测器单元信号连接；所述行人激活按钮与信号处理器连接用于响应行人过街需求，所述信号处理器用于处理接收到的信号，并根据信号控制信号灯状态；
5、探测器单元，包括摄像头、视频处理器、红外探测器、速度探测器和语音探测器；所述探测器单元用于将行人和车辆的动向信息通过信号方式反馈给信号处理器；
6、二维码，其编码包含用于向信号处理器的发送信号的url；用于将行人过街需求上传至信号处理器；
7、车载单元，搭载在车辆上；所述车载单元与信号灯单元的信号处理器通过互联网连接；所述车载单元检测车辆的实时状态和行驶信息并发送给信号灯单元，所述车载单元还与路测单元信号连接；
8、路测单元，包括路测摄像头和图像识别模块，与信号处理器信号连接，所述路测单元图像识别模块将路测摄像头收集的车辆图像信息和车载单元进行匹配，并将匹配信息和接收到的实时交通数据发送到信号处理器。
9、进一步的，所述摄像头用于采集行人、车辆图像，视频处理器用于对图像进行处理，红外探测器、速度探测器和语音探测器通过采集行人位置、速度和声音，上传给信号处理器，由信号处理器判断行人状态信息。
10、一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，过程如下：
11、所述信号处理器接收行人激活按钮、探测器单元、二维码、车载单元及路测单元的信息并对信号灯进行控制；
12、所述车载单元收集车辆行驶信息，路测单元对车辆进行识别，并将车辆信息与车载单元进行匹配，并将匹配结果发送给信号灯单元。
13、进一步的，所述信号处理器对于信号灯的控制过程具体为：接收行人激活按钮的信号或者行人扫描二维码获取的过路需求信号，通过摄像头及速度探测器采集的数据得到行人过街速度，并计算出每个行人通过十字路口所需的时间，基于计算结果调整信号灯的切换时间：
14、tp＝ts+l/vp
15、其中，tp表示单个行人通过十字路口所需的最短时间，vp是行人通过十字路口的规定速度，l为十字路口的长度，ts表示行人的开始犹豫时间；
16、对于无法扫描二维码的用户，使用按钮激活。
17、进一步的，车载单元、路测单元对信号灯的控制过程具体为：
18、a、车载单元收集车辆信息；其中，车载单元能够监控车辆的启动过程，车辆信息包括车辆启动延迟时间；
19、b、车载单元、路测单元将车辆状态信息匹配并发送给信号灯单元的信号处理器进行处理：
20、当车辆处于信号灯允许车辆通过信号时，车辆保持速度通过路口，路测单元测量车辆在停车线处的瞬时速度vj2，并计算出通过路口所需的时间tv：
21、tv＝l/vj2+tc
22、tc＝lc/vj2
23、其中，l为十字路口的长度，tc为车辆根据自身长度完全通过十字路口所需的额外时间，lc为车辆长度；
24、当车辆未在允许通过时间内，必须停车，路测单元计算中包含车辆启动延迟时间tq的车辆通过时间tv'：
25、tv'＝l/vj2+tc+tq
26、c、路测单元将通过十字路口的交通量上传到信号处理器，连同每条车道上的剩余车辆数量，重新计算即将到来的信号周期的绿灯持续时间；路测单元还将最后通过每个车道的车辆信息上传，再由信号处理器对信号灯进行微调；
27、d、路测单元监测到特种车辆后，将信号上传至信号处理器，信号处理器控制信号灯放行。
28、进一步的，所述信号处理器包括协调控制模块，所述协调控制模块具体包括单交叉口信号灯协调单元及多路口信号灯协调单元。
29、进一步的，所述单交叉口及多路口信号灯协调单元的控制方法具体为：
30、s1、在每个信号周期内，利用探测器单元、路测单元收集通过十字路口的交通量数据；上传数据到信号处理器，包括十字路口内每条车道的通过车辆数量和剩余车辆数量；
31、s2、利用传感器单元，收集行人过街数据；
32、s3、用历史数据训练强化学习模型、lstm模型和数据融合模型，优化信号周期和绿灯时间；
33、s4、计算优化后的信号周期与通行时间；
34、s5、结合单个行人通过十字路口所需的最短时间、车辆启动延迟时间、车辆通过路口所需的时间和实时交通情况，在每个信号周期结束时，根据反馈的行人和车辆过街效果，依据s3～s4的结果，对信号周期和通行时间进行控制。
35、进一步的，所述s3具体步骤如下：
36、s301、基于强化学习的自适应控制：
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1.一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，其特征在于，具体包括：
2.根据权利要求1所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，其特征在于，所述摄像头用于采集行人、车辆图像，视频处理器用于对图像进行处理，红外探测器、速度探测器和语音探测器通过采集行人位置、速度和声音，上传给信号处理器，由信号处理器判断行人状态信息。
3.如权利要求1所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，所述信号处理器对于信号灯的控制过程具体为：接收行人激活按钮的信号或者行人扫描二维码获取的过路需求信号，通过摄像头及速度探测器采集的数据得到行人过街速度，并计算出每个行人通过十字路口所需的时间，基于计算结果调整信号灯的切换时间：
5.根据权利要求3所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，车载单元、路测单元对信号灯的控制过程具体为：
6.根据权利要求2所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制
7.根据权利要求4～6任一所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，所述单交叉口及多路口信号灯协调单元的控制方法具体为：
8.根据权利要求7所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，所述S3具体步骤如下：
9.根据权利要求7所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，所述S4具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，其特征在于，具体包括：
2.根据权利要求1所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统，其特征在于，所述摄像头用于采集行人、车辆图像，视频处理器用于对图像进行处理，红外探测器、速度探测器和语音探测器通过采集行人位置、速度和声音，上传给信号处理器，由信号处理器判断行人状态信息。
3.如权利要求1所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种行人车辆需求动态响应交通信号控制系统的控制方法，其特征在于，所述信号处理器对于信号灯的控制过程具体为：接收行人激活按钮的信号或者行人扫描二维码获取的过路需求信号，通过摄像头及速度探测器采集的数据得到行人过街速度，并计算出每个行人通过十字路口所需的时间，基于计算结果调整信号灯的切换...
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