黃耀霖 王昊陽(yáng) 張冬雪 陳明 孫佳雪 任楠楠

摘要：本系統(tǒng)公開(kāi)了智能交通控制系統(tǒng)，屬于控制技術(shù)領(lǐng)域。智能交通控制系統(tǒng)，算法A與B按照規(guī)定執(zhí)行，由于現(xiàn)實(shí)中的交通燈紅綠交替致使并無(wú)絕對(duì)的A先執(zhí)行或是B先執(zhí)行，本說(shuō)明中只取一個(gè)概述的形式來(lái)描述，在具體實(shí)施中會(huì)給出一個(gè)截?cái)嗟臅r(shí)間點(diǎn)詳細(xì)、有序的說(shuō)明。A：車輛方向通行時(shí)間結(jié)束的3s前;執(zhí)行算法A計(jì)算接下來(lái)給行人通過(guò)馬路的預(yù)留時(shí)間。本系統(tǒng)可以有效地解決交通路口的人車擁堵現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：交通;智能管理;物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）13-0004-03

目前，隨著人們生活水平提高，越來(lái)越多的人具有私家車，這樣帶來(lái)交通擁擠現(xiàn)象，尤其在交通路口，人車矛盾加劇，這已成為亟待解決的一個(gè)交通問(wèn)題。為了克服上述的不足，本系統(tǒng)提供智能交通控制系統(tǒng)、此交通系統(tǒng)能夠很好地解決上述問(wèn)題。

1智能交通控制系統(tǒng)

1.1工作原理

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要針對(duì)行人穿越人行橫道時(shí)的場(chǎng)景，主設(shè)計(jì)包括根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境智能更改顏色的斑馬線、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的道路情況的攝像頭、緊急情況語(yǔ)音提示系統(tǒng)和行車道上斑馬線前的警示線以及人流量和車流量來(lái)控制紅綠燈的時(shí)間。

1.2算法實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采取的技術(shù)方案如下：

智能交通控制系統(tǒng)，算法A與B按照規(guī)定執(zhí)行，算法運(yùn)行時(shí)機(jī)如下：

由于現(xiàn)實(shí)中的交通燈紅綠交替致使并無(wú)絕對(duì)的A先執(zhí)行或是B先執(zhí)行，本說(shuō)明中只取一個(gè)概述的形式來(lái)描述，在具體實(shí)施中會(huì)給出一個(gè)截?cái)嗟臅r(shí)間點(diǎn)詳細(xì)、有序的說(shuō)明。

A：車輛方向通行時(shí)間結(jié)束的3s前;執(zhí)行算法A計(jì)算接下來(lái)給行人通過(guò)馬路的預(yù)留時(shí)間。

B：行人方向通行時(shí)間結(jié)束的3s前;執(zhí)行算法B計(jì)算接下來(lái)給車輛通行的預(yù)留時(shí)間。

①算法A：

第一步：獲取w1、W2、c2的值，其中W1、W2為道路兩旁欲通過(guò)人行橫道的人數(shù)，C2代表道路寬度，取值為車道數(shù)乘以3.5，如有小數(shù)則四舍五人;W1、W2通過(guò)的方向相反;

第二步：判斷滿足以下哪個(gè)情況

W1=W2=0;（此時(shí)道路兩旁無(wú)行人通過(guò)）

W1≤P且w2≤P;（此時(shí)道路兩旁欲通過(guò)行人數(shù)量均在某一特定行人數(shù)量級(jí)以下時(shí)）

WI>P或W2>P;（此時(shí)道路兩旁欲通過(guò)行人數(shù)量有一方多于某一特定行人數(shù)量級(jí)時(shí)）

其中，P代表行人數(shù)量級(jí)，取值為10，20，30;

第三步：

若滿足第二步的條件1則T2=0，執(zhí)行算法B;（此時(shí)道路兩旁無(wú)行人通過(guò)，執(zhí)行算法B）

若滿足第二步的條件2則T2=1.5*Pt，繼續(xù)執(zhí)行第四步;（此時(shí)道路兩旁欲通過(guò)行人數(shù)量均在某一特定行人數(shù)量級(jí)以下時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行第四步根據(jù)公式算出T2）

若滿足第二步的條件3則T2=2*Pt，繼續(xù)執(zhí)行第四步;（此時(shí)道路兩旁欲通過(guò)行人數(shù)量有一方多于某一特定行人數(shù)量級(jí)時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行第四步根據(jù)公式算出T2）

其中T2為行人預(yù)留通過(guò)時(shí)間，T2的取值范圍在1.5*Pt到2*Pt之間;

pt代表行人通過(guò)四種規(guī)模道路的時(shí)間，取值在{8，15，23，30}集合中。

第四步：根據(jù)T2的值控制接下來(lái)人方向的通行時(shí)間為T2，在車輛行駛方向即將變?yōu)榧t燈時(shí)，根據(jù)算法得出T2，T2是接下來(lái)影響紅燈時(shí)間和行人方向綠燈時(shí)間的值，暫為1：1的代換關(guān)系，即若rr2值為20，則接下來(lái)紅燈時(shí)間為20s，指示行人通行的綠燈時(shí)間小于20s，由于要扣除誤差、信號(hào)損耗以及黃燈時(shí)間，故真實(shí)的行人綠燈時(shí)間約在16-18s之間;

②算法B：

第一步：獲取L1、L2、L3、L4、Cl的值;

其中L1、L3是同一方向的車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)和斑馬線另一側(cè)可通過(guò)的車輛數(shù)，即斑馬線前方空的區(qū)域可以允許多少輛車通行）;

L2、L4是另一反方向的車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)和斑馬線另一側(cè)可通過(guò)的車輛數(shù)，即斑馬線前方空的區(qū)域可以允許多少輛車通行;

cl代表斑馬線兩側(cè)行車停止線間的距離，假設(shè)該道路為東西方向同行的道路，L1是東向西方向車流量的權(quán)衡值，L3東向西方向駛過(guò)斑馬線車流到斑馬線間的距離，意義在于確定該方向道路上能容納多少輛車駛過(guò)斑馬線后能正常行駛而不會(huì)發(fā)生堵車、擁擠的情況;L2是西向東方向車流量的權(quán)衡值，L4是西向東試過(guò)斑馬線的車輛可通量、其與LJ3同理;C1代表斑馬線東西方向兩側(cè)車輛停止線之間的距離。

第二步：判斷滿足以下哪個(gè)隋況，

LI=L2=0或L3=IA=0，（正反方向車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)為0或正反方向斑馬線另一側(cè)可通過(guò)的車輛數(shù)為0）

L1≤N/2且L2≤N/2f此時(shí)正反方向車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)均小于某一特定行車數(shù)量級(jí)的一半時(shí)）

L1≤N且L2≤N，（此時(shí)正反方向車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)均小于某一特定行車數(shù)量級(jí)時(shí)）

LI>N或L2>N，（此時(shí)正反方向車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)均大于某一特定行車數(shù)量級(jí)時(shí)）

其中N為車輛數(shù)量級(jí)，取值為{10，20，30}

T1為行車預(yù)留時(shí)間

第三步：若滿足第二步的條件1，則TI=0執(zhí)行算法A;（若正反方向車道上欲駛過(guò)斑馬線的車輛數(shù)為0或正反方向斑馬線另一側(cè)可通過(guò)的車輛數(shù)為0時(shí)，行車預(yù)留時(shí)間為0，執(zhí)行算法A）

若滿足第二步的條件2則判斷滿足以下哪四種情況之一，

1）若滿足L3～≥L1 且LA≥L2則T1=N，執(zhí)行步驟四;

2）若滿足L3

3）若滿足IA

4）若滿足L3

若滿足第二步的條件3則判斷滿足以下哪四種情況之一，

1）若滿足L3≥L1且1A≥L2則Tl=max（L1，L2）*2，執(zhí)行步驟四;

2）若滿足L3

3）若滿足IA

4）若滿足L3

若滿足第二步的條件4，則判斷滿足以下哪四種情況之一：

1）若滿足條件L3≥L1H LA≥L2則T1=2N，執(zhí)行步驟四;

2）若滿足L3

3）若滿足LA

4）若滿足L3

第四步：得出L1、L2兩方向的T1值，然后根據(jù)Tl的值控制接下來(lái)車方向的通行時(shí)間為T1，在行人方向即將變?yōu)榧t燈時(shí)，根據(jù)算法得出T1，T1是接下來(lái)影響紅燈時(shí)間和車輛行駛方向綠燈時(shí)間的值，暫為1：1的代換關(guān)系，即若T1值為20，則，接下來(lái)紅燈時(shí)間為20s，指示車輛通行的綠燈時(shí)間小于20s，由于要扣除誤差、信號(hào)損耗以及黃燈時(shí)間，故真實(shí)的車輛通行綠燈時(shí)間約在16-18s。

所述降檔計(jì)算：將值重新代人算法A或是B中，并根據(jù)當(dāng)前算法選定的道路規(guī)模寬度參數(shù)R）（將其下調(diào)一個(gè)級(jí)別。降檔計(jì)算：將值重新代人算法A或是B中，并根據(jù)當(dāng)前算法選定的道路規(guī)模[寬度]參數(shù)R）（將其下調(diào)一個(gè)級(jí)別（Rx取值（8，15，23，30）;例如：Rx當(dāng)前取值為30，則在降檔計(jì)算中其值取23，若在此情況下仍需再次降檔計(jì)算則取15，若為最低值8則不會(huì)再降至更低而是直接根據(jù)Rx取8為參數(shù)計(jì)算最終值。其目的是應(yīng)對(duì)一些參數(shù)低于預(yù)期的情況，故而在算法層中進(jìn)行調(diào)整，以得出一個(gè)更為合理的結(jié)果。

盡管已經(jīng)示出和描述了本系統(tǒng)的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本系統(tǒng)的原理和精神的情況下對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本系統(tǒng)的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

本系統(tǒng)的有益效果是：節(jié)省行人與行車的時(shí)間、減緩城市擁堵。

1.3附圖說(shuō)明

圖1為算法A的流程圖：

2具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本系統(tǒng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本系統(tǒng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本系統(tǒng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒鞠到y(tǒng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例都屬于本系統(tǒng)保護(hù)的范圍。

智能交通控制系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)施在道口中，則開(kāi)始正常通車后，車輛方向首次要變紅燈時(shí)，觸發(fā)算法A程序，得出A程序的結(jié)果后，車輛方向紅燈，行人方向綠燈，切狀態(tài)持續(xù)時(shí)間由A程序得出的結(jié)果確定;當(dāng)行人方向即將變成紅燈時(shí)，觸發(fā)算法B程序，得出B程序的結(jié)果后，行人方向紅燈，車輛方向綠燈;之后如此交替。

算法運(yùn)行時(shí)機(jī)：

由于現(xiàn)實(shí)中的交通燈紅綠交替致使并無(wú)絕對(duì)的A先執(zhí)行或是B先執(zhí)行，本說(shuō)明中只取一個(gè)概述的形式來(lái)描述，在具體實(shí)施中會(huì)給出一個(gè)截?cái)嗟臅r(shí)間點(diǎn)詳細(xì)、有序的說(shuō)明。

A：車輛方向通行時(shí)間結(jié)束的3s前，執(zhí)行算法A計(jì)算接下來(lái)給行人通過(guò)馬路的預(yù)留時(shí)間。

B：行人方向通行時(shí)間結(jié)束的3s前，執(zhí)行算法B計(jì)算接下來(lái)給車輛通行的預(yù)留時(shí)間。

3創(chuàng)新點(diǎn)與特色

1）隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市迅速膨脹，城市交通、空間、人口、能源和環(huán)境的矛盾也日益尖銳。尤其是隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，市民出行次數(shù)增加、私人汽車增加、出行范圍擴(kuò)大等原因，城市交通問(wèn)題變得十分尖銳。智能斑馬線通過(guò)合理算法實(shí)現(xiàn)智能分配交通能力，節(jié)省大量人力物力，有效解決這些城市交通發(fā)展的陣痛，對(duì)于城市進(jìn)一步的發(fā)展也有著深刻的作用。

2）把“以人為本，綠色通行”作為核心理念應(yīng)用于智能斑馬線，避免人們由于缺乏安全意識(shí)而發(fā)生交通事故，也降低傳統(tǒng)斑馬線易磨損，警示效果不明顯的特點(diǎn)。

4結(jié)語(yǔ)

基于物聯(lián)網(wǎng)的AI交通管理系統(tǒng)的核心理念為“以人為本，綠色通行”，智能斑馬線通過(guò)語(yǔ)音對(duì)行人和車輛的及時(shí)引導(dǎo)和警示，而本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能斑馬線時(shí)嵌在地表，整個(gè)斑馬線是和地面水平的，這樣極大地降低了斑馬線的磨損程度;并且采用太陽(yáng)能供電，大幅度地節(jié)約了能源。本文結(jié)合語(yǔ)音提示、智能更改斑馬線顏色等措施，在不需要人工介入的前提下實(shí)現(xiàn)行人過(guò)街的規(guī)范管理，減少行人闖紅燈現(xiàn)象，降低交通事故發(fā)生概率，由此提升國(guó)民素質(zhì)和形象，構(gòu)建安全和諧的城市交通出行環(huán)境?？梢?jiàn)，本系統(tǒng)的研發(fā)和實(shí)現(xiàn)具有重大現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值，也將為我國(guó)智能化的交通做出巨大貢獻(xiàn)。