本申请属于城市交通技术领域，尤其涉及一种交叉口信号配时方案的估算方法、装置和终端。
背景技术：
目前，随着我国机动车数量的急剧增多，城市交通拥堵已经成为我国各大中城市普遍面临的问题，拥堵造成的延误时间和环境污染已经带给社会巨大的经济损失，越来越多的企业或机构针对路网中的控制节点——交叉口进行一系列评估与优化。
在实际情况下，信号交叉口配时方案的获取并非易事，需要协调交管部门或者直接人工现场调查，因此，如何便捷地获取交叉口信号配时方案值得探索。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种交叉口信号配时方案的估算方法、装置和终端，可以实现对城市信号交叉口配时方案进行估算。
本申请实施例第一方面提供一种交叉口信号配时方案的估算方法，所述交叉口信号配时方案的估算方法包括：
获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据；
对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；
根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案。
本申请实施例第二方面提供一种交叉口信号配时方案的估算装置，包括：
获取单元，用于获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据；
预处理单元，用于对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；
估算单元，用于根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案。
本申请实施例第三方面提供一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的交叉口信号配时方案的估算方法的步骤。
本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的交叉口信号配时方案的估算方法的步骤。
本申请实施例中，通过获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据，并对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；接着，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案，无需依赖于人工开展调查，通过动态过车数据的监测即可获得较为准确的信号配时方案，减少人力成本，以及人为误差，实现了对城市信号交叉口配时方案进行估算。
附图说明
图1为本申请实施例提供的交叉口信号配时方案的估算方法的实现流程示意图。
图2为本申请实施例提供的交叉口信号配时方案的估算方法步骤103的第一具体实现流程示意图。
图3为本申请实施例提供的进口道的信号周期的示意图。
图4为本申请实施例提供的交叉口信号配时方案的估算方法步骤103的第二具体实现流程示意图。
图5为本申请的实施例提供的交叉口信号配时方案的估算装置的结构示意图。
图6为本申请的实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
目前，随着我国机动车数量的急剧增多，城市交通拥堵已经成为我国各大中城市普遍面临的问题，拥堵造成的延误时间和环境污染已经带给社会巨大的经济损失，越来越多的企业或机构针对路网中的控制节点——交叉口的信号配时方案进行了一系列的评估与优化。
然而，在对交叉口的信号配时方案进行了一系列的评估与优化之前，需要先确定出已有的交叉口信号配时方案，再对已有的交叉口信号配时方案进行评估和优化。
在实际情况下，交叉口的信号配时方案的获取并非易事，需要协调交管部门或者直接人工现场调查才能得到。
基于此，本申请实施例提供一种交叉口信号配时方案的估算方法、装置和终端，可以实现对城市交叉口的信号配时方案进行还原，得到城市交叉口的信号配时方案。
如图1所示为本申请实施例提供的一种交叉口信号配时方案的估算方法的实现流程示意图，该方法应用于终端，可以由终端上配置的交叉口信号配时方案的确定装置执行，包括步骤101至步骤103，详述如下：
步骤101，获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据；
本申请实施例中，为保证交叉口信号配时方案估算的准确度，可以尽可能的增大上述监测时间段的时长。
例如，上述监测时间段对应的时长可以大于10小时。
在本申请实施例中，可以通过电警、卡口、地磁、线圈等设备采集交叉口各个进口道的过车数据，以保证过车数据的精度、样本量、覆盖车辆范围，使得基于交叉口各个进口道的过车数据确定的交叉口信号配时方案具有较高的准确性。
步骤102，对交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；
本申请实施例中，上述对交叉口各个进口道的过车数据进行预处理可以包括下述三种预处理方式。
第一种：剔除异常监测设备采集的过车数据。例如，将出现故障的监测设备以及采集的数据量小于数据量阈值的监测设备采集的过车数据剔除，提高数据采集的准确性。
第二种，将交叉口各个进口道的过车数据与监测设备关联，将未与监测设备关联的过车数据剔除。
第三种，对交叉口各个进口道的过车数据按监测时间段、过车方向进行数据切割，得到交叉口各个进口道的有效过车数据，以提高数据的处理效率。
例如，上述过车数据包含车流量高峰时段的过车数据和车流量较低时段的过车数据，则可以通过数据切割，仅保留车流量高峰时段的过车数据，以提高交叉口信号配时方案的估算精度。
另外，由于本申请在进行交叉口信号配时方案的估算时，考虑的是各个进口道在监测时间段内对应的通行权，因此，可以只保留流入进口道的车辆的过车数据，对于流出进口道的车辆的过车数据则无需计算，所以，可以基于过车方向对过车数据进行切割，得到流入进口道的过车数据，以提高数据的处理效率，并且，提高交叉口信号配时方案的精度。
步骤103中，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案。
其中，交叉口信号周期可以是指交叉口各个进口道从红灯开始时刻回到红灯开始时刻对应的时间周期，或者，从绿灯开始时刻回到绿灯开始时刻对应的时间周期。
交叉口信号相位可以是指交叉口的各个进口道中包含的具有相同过车情况的进口道组成的进口道组合。
交叉口相位顺序可以是指各个进口道组合之间的通行顺序。
本申请实施例中，通过获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据，并对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；接着，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案，无需依赖于人工开展调查，通过动态过车数据的监测即可获得较为准确的信号配时方案，减少人力成本，以及人为误差，实现了对城市信号交叉口配时方案进行估算。
可选的，在本申请的一些实施方式中，上述根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算，可以采用下述步骤201至步骤204的方式实现，详述如下：
步骤201，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据中目标进口道j的过车数据，确定所述目标进口道j在所述监测时间段内对应的各个绿灯开始时刻和各个红灯开始时刻，得到由各个绿灯开始时刻组成的绿灯时间系列
本申请实施例中，在上述根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据中目标进口道的过车数据确定所述目标进口道在所述监测时间段内对应的各个绿灯开始时刻和各个红灯开始时刻时，可以以时刻i为基准，若时刻i对应的上一时间间隔t1无车通过，时刻i对应的下一时间间隔t2有车通过，则将时刻i确定为绿灯开始时刻；若时刻i对应的上一时间间隔t1有车通过，时刻i对应的下一时间间隔t2无车通过，则将时刻i确定为红灯开始时刻，其中，t1和t2的持续时长大于预设时长。其中，上述预设时长可以根据实践经验进行设定，例如，该预设时长可以为10秒或15秒。
例如，如图3所示，t1时间间隔无车通过，t2时间间隔有车通过，t3时间间隔无车通过，t4时间间隔有车通过，t5时间间隔无车通过，则时刻i1=g1，i3=g2，为绿灯开始时刻；i2=r1，为红灯开始时刻。
步骤202，基于所述目标进口道j在所述监测时间段内对应的各个绿灯开始时刻，得到绿灯信号周期序列
步骤203，对绿灯信号周期序列
本申请实施例中，由于排序后的合集中，靠前的取值与靠后的取值的准确度是交差的，因此，通过将排序后的合集的中位数
步骤204，将所述交叉口各个进口道中的其中一个目标进口道的信号周期作为所述交叉口信号周期，或者，将所述交叉口各个进口道中的各个目标进口道的信号周期的平均值或中位数作为所述交叉口信号周期。
由于各个目标进口道的信号周期
然而，在进行交叉口的信号周期估算的过程中，有可能受实际过车情况的影响，计算得到的各个目标进口道的信号周期有可能会出现略微的差异，因此，在本申请的一些实施方式中，还可以将所述交叉口各个进口道中的各个目标进口道的信号周期的平均值
可选的，在本申请的一些实施方式中，如图4所示，上述根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号相位估算，得到所述交叉口的信号相位，可以采用下述步骤401至步骤402的方式实现，详述如下：
步骤401，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据中目标进口道j的过车数据，确定目标进口道j在所述监测时间段内从有车通过的时刻开始到无车通过的时刻为止，以及从无车通过的时刻开始到有车通过的时刻为止的n个时间间隔。
需要说明的是，本申请实施例中的n个时间间隔可以由上述步骤201中的各个绿灯开始时刻组成的绿灯时间系列
例如，
步骤402，将一个或多个进口道k确定为与所述目标进口道属于同一相位的进口道；其中，所述进口道k为所述n个时间间隔中包含大于
本申请实施例中，上述过车情况包括有车通过和无车通过两种情况。其中，有车通过可以表示为v>0，无车通过可以表示为v=0；则可以利用公式：
可选的，在本申请的一些实施方式中，在得到所述交叉口各个相位对应的进口道之后，还可以确定出交叉口的相位顺序。
例如，将目标进口道j所属的相位作为第一相位p1；然后，根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据，将所述第一相位p1从有车通过转换为无车通过时开始，最先从无车通过转换为有车通过的进口道对应的相位作为第二相位p2；接着，将所述第二相位p2从有车通过转换为无车通过时开始，最先从无车通过转换为有车通过的进口道对应的相位作为第三相位p3；依此类推，得到所述交叉口的交叉口相位顺序p1、p2、p3、……。
可选的，在本申请的一些实施方式中，在步骤201中，得到由各个绿灯开始时刻组成的绿灯时间系列
另外，在得到上述交叉口各个相位对应的进口道，以及上述交叉口各个进口道的红灯持续时长之后，还可以将同一相位中的其中一个进口道的红灯持续时长作为该相位对应的红灯持续时长，或者，对同一相位中的各个进口道的红灯持续时长求平均之后，将平均值作为该相位对应的红灯持续时长，依此类推，可以得到交叉口各个相位对应的红灯持续时长。同时，基于同样的原理，还可以得到交叉口各个相位对应的绿灯持续时长。
需要说明的是，在本申请的一些实施方式中，还可以将步骤204得到的交叉口信号周期减去相位对应的红灯持续时长，进而得到交叉口各个相位对应的绿灯持续时长。
可选的，在本申请实施例中，在得到上述包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案之后，还可以利用赫芬达尔指数（herfindahl-hirschmanindex）对交叉口信号配时方案中包含的各项数据进行评估，并根据评估结果对不满足预设要求的数据进行重新估算，即，重新执行上述各个实施方式中的步骤，重新得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案，并重新对交叉口信号配时方案中包含的各项数据进行评估，进行直至其满足预设要求时，完成所述交叉口信号配时方案的估算，以保证得到的交叉口信号配时方案的合理性和准确性。
其中，利用赫芬达尔指数对交叉口信号配时方案中包含的各项数据进行评估时，可以采用公式：
其中，xi为每次估算得到的数据，例如，每次估算得到的交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长或交叉口各相位进口道的绿灯持续时长，x为l次估算得到的数据总和。
本申请实施例中，当偏离指数d小于预设阈值时，则可以确定x对应的数据满足要求。
本申请实现了无人工调查的情况下，借助交叉口进口道过车数据获取较为准确的交叉口信号配时方案；考虑了不同计算粒度对计算结果的影响，保证了信号配时方案的合理性和精度；同时还通过基于赫芬达尔指数对估算得到的信号配时方案进行评估，以及根据评估结果确定是否对信号配时方案中的数据进行重新估算，进一步保证了交叉口信号配时方案估算的合理性和准确性，可应用于城市及区域尺度的交叉口信号配时方案的估算。
如图5所示，为本申请实施例提供的交叉口信号配时方案的估算装置的结构示意图，该交叉口信号配时方案的估算装置可以包括：获取单元501、预处理单元502和估算单元503。
获取单元501，用于获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据；
预处理单元502，用于对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；
估算单元503，用于根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案。
可选的，在本申请的一些实施方式中，所述估算单元503，还具体用于：
根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据中目标进口道j的过车数据，确定所述目标进口道j在所述监测时间段内对应的各个绿灯开始时刻和各个红灯开始时刻，得到由各个绿灯开始时刻组成的绿灯时间系列
基于所述目标进口道j在所述监测时间段内对应的各个绿灯开始时刻，得到绿灯信号周期序列
对绿灯信号周期序列
依此类推，得到所述交叉口各个进口道中的每个目标进口道的信号周期；
将所述交叉口各个进口道中的其中一个目标进口道的信号周期作为所述交叉口信号周期，或者，将所述交叉口各个进口道中的各个目标进口道的信号周期的平均值作为所述交叉口信号周期。
可选的，在本申请的一些实施方式中，所述估算单元503，还具体用于：
根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据中目标进口道j的过车数据，确定目标进口道j在所述监测时间段内从有车通过的时刻开始到无车通过的时刻为止，以及从无车通过的时刻开始到有车通过的时刻为止的n个时间间隔；
将一个或多个进口道k确定为与所述目标进口道j属于同一相位的进口道；其中，所述进口道k为所述n个时间间隔中包含大于
依此类推，得到所述交叉口各个相位对应的进口道。
可选的，在本申请的一些实施方式中，所述估算单元503，还具体用于：
将目标进口道j所属的相位作为第一相位p1；
根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据，将所述第一相位p1从有车通过转换为无车通过时开始，最先从无车通过转换为有车通过的进口道对应的相位作为第二相位p2；
将所述第二相位p2从有车通过转换为无车通过时开始，最先从无车通过转换为有车通过的进口道对应的相位作为第三相位p3；依此类推，得到所述交叉口的交叉口相位顺序p1、p2、p3、……。
可选的，在本申请的一些实施方式中，所述估算装置，还可以包括评估单元，用于利用赫芬达尔指数对交叉口信号配时方案中包含的各项数据逐一进行评估，并根据评估结果对不满足预设要求的数据进行重新估算，直至被评估的数据满足预设要求时，完成所述交叉口信号配时方案的估算。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述描述的交叉口信号配时方案的估算装置的具体工作过程，可以参考上述图1至图4中交叉口信号配时方案的估算方法的描述，在此不再赘述。并且，还需要说明的是，上述各个实施方式可以进行相互组合，得到多种不同的实施方式，均属于本申请的保护范围。
如图6所示，本申请实施例还提供一种终端，包括：处理器60、存储器61以及存储在存储器61中并可在处理器60上运行的计算机程序62。处理器60执行计算机程序62时实现上述各个交叉口信号配时方案的估算方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤101至步骤103。
所称处理器60可以是中央处理单元（centralprocessingunit，cpu），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（digitalsignalprocessor，dsp）、专用集成电路（applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列（field-programmablegatearray，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，也可以是任何常规的处理器等。
存储器61可以是终端6的内部存储单元，例如，硬盘或内存。存储器61也可以是用于终端6的外部存储设备，例如，终端6上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smartmediacard，smc），安全数字（securedigital，sd）卡，闪存卡（flashcard）等。进一步地，存储器61还可以既包括终端6的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器61用于存储上述计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。
上述计算机程序可以被切割成一个或多个模块/单元，上述一个或者多个模块/单元被存储在上述存储器61中，并由上述处理器60执行，以完成本申请。上述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述上述计算机程序在上述进行交叉口信号配时方案的估算的终端中的执行过程。例如，上述计算机程序可以被切割成：获取单元、预处理单元和估算单元，具体功能如下：
获取单元，用于获取监测时间段内交叉口各个进口道的过车数据；
预处理单元，用于对所述交叉口各个进口道的过车数据进行预处理，得到预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据；
估算单元，用于根据预处理后的所述交叉口各个进口道的过车数据进行交叉口的信号周期估算、信号相位估算、相位顺序识别、红灯持续时长估算和绿灯持续时长估算，得到包含交叉口信号周期、交叉口信号相位、交叉口相位顺序、交叉口各相位进口道的红灯持续时长以及交叉口各相位进口道的绿灯持续时长中一种或多种数据的交叉口信号配时方案。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的。例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（read-onlymemory，rom）、随机存取存储器（randomaccessmemory，ram）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
本文用于企业家、创业者技术爱好者查询，结果仅供参考。
