一種基于動態(tài)規(guī)劃的紅綠燈優(yōu)化控制算法

左宇航

摘要：研究車輛通過紅綠燈路口的規(guī)律，基于不同方向車輛通過路口的數(shù)量，提出動態(tài)規(guī)劃不同方向紅綠燈開閉時間的算法，以減少車輛在路口的等待時間，有效提高車輛通過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，有效減少車輛在路口的等待時間，提高車輛通行率。

關(guān)鍵詞：紅綠燈控制；動態(tài)規(guī)劃；通行時間

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

0引言

近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展和人們生活工作方式的改變，汽車出行成為一種非常普通的現(xiàn)象，這給城市交通帶來了很大的壓力。許多學(xué)者希望通過優(yōu)化紅綠燈控制以減少汽車在路口的等待時間，使城市交通暢通無阻。張虹波等[1]研究并提出了復(fù)雜交通十字路口車流量的獲取方法，朱曉航[2]提出智能模糊控制算法減少車輛在路口的等待時間，段宣翡等[3]提出基于視頻實(shí)時檢測車輛數(shù)的實(shí)時配時算法，王鼎湘等[4]提出了基于車流跟蹤計(jì)數(shù)實(shí)時采集各方向車流量控制交通燈時間的算法，章偉等[5]設(shè)計(jì)了一種實(shí)時改變交通燈時長的智能交通燈控制系統(tǒng)。這些研究都基于交通路口車輛流量信息控制紅綠燈的時間，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、東西各雙向四車道，每個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，每個方向都分配固定的通行時間，而時間內(nèi)再分配固定的時間1給左轉(zhuǎn)方向。這種方法在南北和東西向車流比較平衡時非常高效，但是在2個方向車流不平衡時，效率則大打折扣。在目前的圖像識別技術(shù)水平下，準(zhǔn)確獲取雙向（直行和左轉(zhuǎn)）車流信息已成為可能，可以準(zhǔn)確地得到每個車道的車輛排隊(duì)等待通行的信息，可以設(shè)定南北直行車輛數(shù)量為1，南北左轉(zhuǎn)車輛數(shù)量為2，東西直行車輛數(shù)量為3，東西左轉(zhuǎn)車輛數(shù)量為4。

5結(jié)束語

根據(jù)紅綠燈路口不同方向車輛情況，動態(tài)規(guī)劃不同方向紅綠燈開閉時間，充分利用路口寶貴資源，能夠有效減少車輛在路口的等待時間，從而提高車輛通過紅綠燈路口的通行率，有效緩解城市交通擁堵問題。

參考文獻(xiàn)

[1]張虹波，匡銀虎.基于視頻檢測技術(shù)的交通車流量研究[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.基于車流量的紅綠燈實(shí)時配時算法[J].硅谷，2013，6（13）：52-53.

[4]王鼎湘，李茂軍.基于車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