一種基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的紅綠燈優(yōu)化控制算法

左宇航

摘要：研究車(chē)輛通過(guò)紅綠燈路口的規(guī)律，基于不同方向車(chē)輛通過(guò)路口的數(shù)量，提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃不同方向紅綠燈開(kāi)閉時(shí)間的算法，以減少車(chē)輛在路口的等待時(shí)間，有效提高車(chē)輛通過(guò)紅綠燈路口的通行率，有助于緩解城市交通擁堵。根據(jù)實(shí)際情況，采用模擬數(shù)據(jù)對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明該算法能夠充分利用路口寶貴資源，有效減少車(chē)輛在路口的等待時(shí)間，提高車(chē)輛通行率。

關(guān)鍵詞：紅綠燈控制；動(dòng)態(tài)規(guī)劃；通行時(shí)間

中圖分類(lèi)號(hào)：TP27文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2019）02-69-3

0引言

近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展和人們生活工作方式的改變，汽車(chē)出行成為一種非常普通的現(xiàn)象，這給城市交通帶來(lái)了很大的壓力。許多學(xué)者希望通過(guò)優(yōu)化紅綠燈控制以減少汽車(chē)在路口的等待時(shí)間，使城市交通暢通無(wú)阻。張虹波等[1]研究并提出了復(fù)雜交通十字路口車(chē)流量的獲取方法，朱曉航[2]提出智能模糊控制算法減少車(chē)輛在路口的等待時(shí)間，段宣翡等[3]提出基于視頻實(shí)時(shí)檢測(cè)車(chē)輛數(shù)的實(shí)時(shí)配時(shí)算法，王鼎湘等[4]提出了基于車(chē)流跟蹤計(jì)數(shù)實(shí)時(shí)采集各方向車(chē)流量控制交通燈時(shí)間的算法，章偉等[5]設(shè)計(jì)了一種實(shí)時(shí)改變交通燈時(shí)長(zhǎng)的智能交通燈控制系統(tǒng)。這些研究都基于交通路口車(chē)輛流量信息控制紅綠燈的時(shí)間，為后續(xù)研究提供了支撐和幫助。

1十字路口交通模型

在城市交通網(wǎng)絡(luò)中，由于左轉(zhuǎn)一般都受紅綠燈控制，因此任何十字路口都可抽象為如圖1所示的模型，南北、東西各雙向四車(chē)道，每個(gè)方向含有直行道和左轉(zhuǎn)道。路口通行方向集={南北一、南北二、東西一、東西二}，其南北一和南北二互斥，即{南北一}∩{南北二}=。按照一般的通用紅綠燈控制算法，每個(gè)方向都分配固定的通行時(shí)間，而時(shí)間內(nèi)再分配固定的時(shí)間1給左轉(zhuǎn)方向。這種方法在南北和東西向車(chē)流比較平衡時(shí)非常高效，但是在2個(gè)方向車(chē)流不平衡時(shí)，效率則大打折扣。在目前的圖像識(shí)別技術(shù)水平下，準(zhǔn)確獲取雙向（直行和左轉(zhuǎn)）車(chē)流信息已成為可能，可以準(zhǔn)確地得到每個(gè)車(chē)道的車(chē)輛排隊(duì)等待通行的信息，可以設(shè)定南北直行車(chē)輛數(shù)量為1，南北左轉(zhuǎn)車(chē)輛數(shù)量為2，東西直行車(chē)輛數(shù)量為3，東西左轉(zhuǎn)車(chē)輛數(shù)量為4。

5結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)紅綠燈路口不同方向車(chē)輛情況，動(dòng)態(tài)規(guī)劃不同方向紅綠燈開(kāi)閉時(shí)間，充分利用路口寶貴資源，能夠有效減少車(chē)輛在路口的等待時(shí)間，從而提高車(chē)輛通過(guò)紅綠燈路口的通行率，有效緩解城市交通擁堵問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]張虹波，匡銀虎.基于視頻檢測(cè)技術(shù)的交通車(chē)流量研究[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2014，232（12）：58-63.

[2]朱曉航，胡佳琳.交通路口紅綠燈智能模糊控制方法研究[J].科技傳播，2014，6（21）：216-217.

[3]段宣翡，唐澤杭.基于車(chē)流量的紅綠燈實(shí)時(shí)配時(shí)算法[J].硅谷，2013，6（13）：52-53.

[4]王鼎湘，李茂軍.基于車(chē)流量的交通燈智能控制算法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2015，32（6）：241-244.

[5]章偉，張代遠(yuǎn).基于車(chē)流量的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2015，25（5）：196-199，204