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        結(jié)合自適應(yīng)思想的智慧交通燈控制方法研究

        2021-11-28 02:24:54楊強(qiáng)杜芳芳宋沁峰
        電腦知識(shí)與技術(shù) 2021年28期

        楊強(qiáng) 杜芳芳 宋沁峰

        摘要:智慧交通信號(hào)燈控制方法的研究,在道路安全,節(jié)能減排,城市規(guī)劃等方面都有著重要意義。本控制方法是利用實(shí)時(shí)道路車輛數(shù)據(jù),自適應(yīng)的控制交通燈的紅綠燈持續(xù)時(shí)長(zhǎng)。通過對(duì)各個(gè)方向的車流量的實(shí)時(shí)檢測(cè),實(shí)時(shí)反饋,將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)對(duì)紅綠燈時(shí)間的自動(dòng)調(diào)整,達(dá)到有效控制車流量,減少車輛等待紅綠燈時(shí)間的目的,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,增強(qiáng)道路安全,提高市民的城市生活幸福指數(shù)。并通過模擬仿真證實(shí)在各個(gè)方向車流量不均勻的路口,該控制方法較傳統(tǒng)紅綠燈對(duì)于車流量控制有了較大改善,對(duì)等待紅綠燈的時(shí)間有了大幅減少。

        關(guān)鍵詞:智慧交通燈;節(jié)能減排;自適應(yīng);實(shí)時(shí)反饋

        中圖分類號(hào):TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1009-3044(2021)28-0120-02

        開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):

        隨著人們生活水平的提高,道路上的機(jī)動(dòng)車數(shù)量隨之增長(zhǎng),交通擁堵現(xiàn)象頻發(fā),同時(shí)伴隨而來的問題包括尾氣排放造成環(huán)境污染,人們的城市生活幸福指數(shù)下降等。交通燈作為交通中人車行駛的依據(jù),對(duì)智慧交通[1]有著非常重要的作用。

        現(xiàn)今城市機(jī)動(dòng)車量的不斷增加,許多大城市出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況[1]。更深一步講當(dāng)有救護(hù)車、消防車等特殊車輛通過十字路口時(shí)希望它能快速通過,避免因堵車而造成無法估量的損失。這些交通問題亟待解決。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能車輛技術(shù)的發(fā)展,智能交通產(chǎn)業(yè)將發(fā)生重大變革.目前設(shè)計(jì)交通燈的方案有很多,有應(yīng)用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制、用ABEL語言控制、用FPGA控制、用MATLAB編程控制[2]等,在控制方法上各不相同,也各有特色。但是對(duì)于交通燈自適應(yīng)系統(tǒng)的具體控制方法,尚未有比較具體的算法。基于此,本文提出自適應(yīng)交通信號(hào)燈控制方法。

        1 當(dāng)前交通信號(hào)燈存在的問題

        現(xiàn)有的交通燈一般設(shè)在十字路口,分為東西方向和南北方向,在任一時(shí)刻只有一個(gè)方向通行,另一方向禁止,持續(xù)一定的時(shí)間后,經(jīng)過短暫的過渡,將通行和禁止的方向進(jìn)行調(diào)換。紅燈、黃燈和綠燈循環(huán)點(diǎn)亮,周而復(fù)始,大多數(shù)交通燈交替的時(shí)間是一個(gè)固定的值,也就是說,不管此方向是否有人要通行,該方向的綠燈依然要點(diǎn)亮;不管這個(gè)方向等待通行的人有多少,該方向的綠燈依然會(huì)熄滅。

        這樣不合理的設(shè)置,不僅增加了道路阻塞的幾率,也增加了闖紅燈的概率,因此,設(shè)計(jì)一種新型的智慧交通信號(hào)燈的需求已迫在眉睫。該方案的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)不同車流量的情況下,能夠自動(dòng)調(diào)整交通燈的持續(xù)時(shí)間、變換周期,以期達(dá)到最佳的交通信號(hào)燈控制方案,減少人車等待時(shí)間。

        2 結(jié)合自適應(yīng)思想的智慧交通信號(hào)燈

        自適應(yīng)[3]是以處理的數(shù)據(jù)特征為依據(jù), 通過自動(dòng)調(diào)整處理方法, 已達(dá)到與處理的數(shù)據(jù)特征相適應(yīng)的處理過程。針對(duì)當(dāng)前交通燈常見的問題, 結(jié)合自適應(yīng)的思想, 提出了新的交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)思路。依據(jù)各個(gè)路口的個(gè)體差異, 有針對(duì)性地規(guī)劃紅綠燈持續(xù)時(shí)間, 以提高道路通行效率。

        結(jié)合自適應(yīng)思想的智慧交通信號(hào)燈[4]主要分為車流檢測(cè)、計(jì)算分析、智能控制三個(gè)模塊,系統(tǒng)組成如圖 1 所示。其中交通燈控制系統(tǒng)[5]負(fù)責(zé)交通燈光控制、獲取車流量采集模塊的數(shù)據(jù)以及計(jì)時(shí)顯示的控制。小鍵盤輸入控制指令并實(shí)時(shí)顯示車流量信息。

        2.1 車流檢測(cè)模塊介紹

        在紅綠燈處每個(gè)方向安裝兩個(gè)攝像頭(兩個(gè)攝像頭間距60米),通過智能檢測(cè)技術(shù),計(jì)算兩個(gè)攝像頭之間車輛個(gè)數(shù),獲取當(dāng)前方向等待車輛個(gè)數(shù)。

        2.2 交通燈控制系統(tǒng)

        通常來說,傳統(tǒng)的交通燈信號(hào)控制系統(tǒng)在對(duì)十字路口的控制方法都采用定時(shí)控制,但這種控制方法存在很大的局限性。城市的道路及交通系統(tǒng)都比較復(fù)雜,而且交通流的變化比較隨機(jī),因此要建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型比較困難。近些年來,伴隨著智能交通控制理論[6]的不斷發(fā)展,在交通管理中應(yīng)用智能控制交通燈的方法得到了越來越多的關(guān)注。

        對(duì)車流檢測(cè)模塊采集到的各個(gè)方向等待通過路口的車輛數(shù)進(jìn)行處理:

        設(shè)當(dāng)前交通燈非紅燈的方向?yàn)镈1,當(dāng)前交通燈為紅燈的方向?yàn)镈2(為簡(jiǎn)化運(yùn)算,將直行和左轉(zhuǎn)車輛都計(jì)入直行車流量,綠燈時(shí)間按照兩者之和考慮),D1方向交通燈顏色為C1,D2方向交通燈顏色為C2,系統(tǒng)設(shè)置的綠燈持續(xù)時(shí)間為T1,系統(tǒng)設(shè)置的黃燈持續(xù)時(shí)間為T2,綠燈持續(xù)的剩余時(shí)間為Tg,黃燈持續(xù)的剩余時(shí)間為Ty。D1方向上等待通過路口的車輛數(shù)為D1Count,D2方向上等待通過路口的車輛數(shù)為D2Count,D1方向上變?yōu)榫G燈的次數(shù)為n。

        該系統(tǒng)能夠智能分析,即對(duì)車流檢測(cè)[7]得到的結(jié)果進(jìn)行比較.在黃燈最后一秒做出決策。當(dāng)紅燈方向等待車輛數(shù)大于設(shè)定閥值20或等待紅燈次數(shù)大于2時(shí),將該方向紅綠燈切換為綠燈,該方向車輛開始通行。否則,仍然放行之前黃燈方向車輛。這里設(shè)定的車輛數(shù)閥值20,可通過后續(xù)輸入模塊修改[8]。紅燈最大等待次數(shù)2也可通過輸入模塊修改。

        具體算法如下:假如當(dāng)前東西向?yàn)榫G燈,每過一秒檢測(cè)一次,當(dāng)綠燈計(jì)時(shí)結(jié)束(綠燈持續(xù)時(shí)間為60秒,即20輛車每3秒通過一個(gè)),變?yōu)辄S燈,持續(xù)3秒。在黃燈最后一秒,首先檢測(cè)南北向車輛個(gè)數(shù),如果超過閥值20,開始放行南北方向,即南北向變綠燈,東西向變紅燈。如果車輛數(shù)小于20但等待紅燈次數(shù)大于等于2,則也放行南北方向車輛。如南北向車輛小于20,且等待次數(shù)小于2時(shí),判斷東西向等待車輛個(gè)數(shù),如果大于20,則繼續(xù)放行東西向車輛,即東西向紅燈,南北向綠燈。否則,放行南北向車輛。然后重新開始檢測(cè)當(dāng)前綠燈或者黃燈。

        具體控制流程如圖2。

        2.3 外界輸入模塊

        通過外界輸入模塊,可修改車輛放行的最大車輛數(shù)20,也可修改最大等待紅燈次數(shù)。

        針對(duì)不同的路口,車流量的狀況不一致,可設(shè)置不同的車輛數(shù)以及最大等待紅燈次數(shù),從而滿足不同的需求。針對(duì)車流量較小的路口,可直接將最大車輛數(shù)設(shè)置為0。

        2.4 緊急處理

        該方案支持緊急事件處理,當(dāng)出現(xiàn)緊急事件時(shí),將車輛放行的最大車輛數(shù)改為0,最大等待紅燈次數(shù)為0。交通燈將恢復(fù)到默認(rèn)模式,即周期性切換兩個(gè)方向的紅綠燈。也可切換到緊急模式,設(shè)置某一個(gè)方向?yàn)槌>G燈模式。將最大車輛數(shù)改為一個(gè)較大值,如1000.即可實(shí)現(xiàn)當(dāng)前綠燈方向一直處于綠燈模式。

        3 仿真與結(jié)果

        通過隨機(jī)數(shù)生成,模擬30分鐘的數(shù)據(jù):假設(shè)東西向到達(dá)路口的車輛數(shù)為600(平均3秒鐘一輛);南北向車輛較少,到達(dá)路口車輛數(shù)為100(平均9秒鐘到達(dá)一輛),通過隨機(jī)生成函數(shù),生成車輛到達(dá)路口的時(shí)間。按照不同方案計(jì)算30分鐘內(nèi)路口通過的總車輛數(shù)和通過該路口所有車輛在該路口的平均等待時(shí)間,進(jìn)行對(duì)比。

        傳統(tǒng)紅綠燈的通過車輛總數(shù)CarCount1、平均等待時(shí)間WaitTime1。

        自適應(yīng)方法下通過的總車輛數(shù)CarCount2和所有車輛在該路口的平均等待時(shí)間WaitTime2,對(duì)比數(shù)據(jù)如下:

        第一次模擬

        Carcount1 = 399輛,WaitTime1 = 317秒

        Carcount2 = 491輛,WaitTime2 = 439秒,其中前392輛車的平均等待時(shí)間為224秒

        第二次模擬

        Carcount1 = 398輛,WaitTime1 = 341秒

        Carcount2 = 492輛,WaitTime2 = 458秒,其中前398輛車的平均等待時(shí)間為246秒。

        第三次模擬

        Carcount1 = 389輛,WaitTime1 = 310秒

        Carcount2 = 494輛,WaitTime2 = 420秒,其中前389輛車的平均等待時(shí)間為209秒。

        經(jīng)過多次仿真可得結(jié)果:該自適應(yīng)思想的交通燈控制算法比傳統(tǒng)紅綠燈控制方法在相同時(shí)間內(nèi)通過車輛數(shù)更多,對(duì)于通過的相同車輛,車輛通過增加量約25%,車輛等待更短,時(shí)間縮短約30%,由此可得如下結(jié)論:對(duì)于一個(gè)方向車流量大,一個(gè)方向車流量小的路口,文中控制方案比傳統(tǒng)方案優(yōu)越許多。

        4 結(jié)束語

        本方案是結(jié)合自適應(yīng)思想而設(shè)計(jì)的交通燈控制算法,適用于不同車流量的情況,通過檢測(cè)當(dāng)前路口每個(gè)方向等待紅綠燈的車輛數(shù)最終決策下次放行的方向。這樣擺脫了現(xiàn)在大部分交通燈固有的模式,比如東西向綠燈后,下次綠燈必然是南北向。該方案優(yōu)勢(shì)在于東西向和南北向通過車輛數(shù)不均衡的路口,將極大提升車輛通行效率。對(duì)于東西向和南北向車輛數(shù)量相當(dāng)?shù)穆房?,該方案工作效率?yōu)勢(shì)將不會(huì)太明顯,這里后續(xù)會(huì)做進(jìn)一步研究。同時(shí),該方案對(duì)左轉(zhuǎn)燈和右轉(zhuǎn)燈的情況做了簡(jiǎn)化處理,后續(xù)仍有待完善的地方。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 曹堉. 基于多源數(shù)據(jù)挖掘的交通擁堵智能識(shí)別與改善[D].華僑大學(xué),2020.

        [2] 張書陽,陳佳琦.可升級(jí)的基于模糊控制的最優(yōu)化交通信號(hào)燈系統(tǒng)[J].數(shù)碼世界,2020(11):34-35.

        [3] 杜芳芳,王丹,高繼梅.結(jié)合自適應(yīng)思想的在線課程建設(shè)與應(yīng)用探究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2018,31(10):135-137.

        [4] 化雪薈.自適應(yīng)交通燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電腦編程技巧與維護(hù),2015(20):5-7.

        [5] 齊保良,孫悅,汪晴晴,等.交通燈運(yùn)行時(shí)間自適應(yīng)算法及其控制系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用,2020,29(6):104-111.

        [6] 宋秋實(shí),馮博楷.基于PLC的交通燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(19):89-90,101.

        [7] 雷霆. 城市交通系統(tǒng)無模型自適應(yīng)宏觀邊界控制方法[D].北京:北京交通大學(xué),2020.

        [8] 何凡凡. 基于霧計(jì)算的交通燈智能調(diào)控研究[D].西安:西安理工大學(xué),2018.

        【通聯(lián)編輯:李雅琪】

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