關(guān)于紅綠燈的相波智能控制交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)

每天父母接送上下學(xué)，坐車過(guò)程中要經(jīng)過(guò)多個(gè)十字路口，很多時(shí)候遇到一個(gè)紅燈接下去會(huì)是一路紅燈，尤其是趕路時(shí)，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。而遇到綠燈時(shí)接下來(lái)遇到綠燈的概率會(huì)大很多。汽車數(shù)量的增加、城市道路的機(jī)動(dòng)車通行占比大幅增加，大到一線城市，小到三四線城市，各地不斷嘗試有效緩解交通擁堵，那么我們能不能設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)，過(guò)完紅燈后下一個(gè)路口調(diào)節(jié)為綠燈，把交通有序地流動(dòng)起來(lái)，最大程度減少被紅燈阻礙，提升道路單位時(shí)間的有效利用，緩解交通擁堵，節(jié)省交通時(shí)間。本文建立一種相波的智能控制交通系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。著重討論幾個(gè)問(wèn)題。

1.現(xiàn)有道路交通的設(shè)置

1.1有序

道路的交通信號(hào)燈系統(tǒng)和道路標(biāo)線施化不斷完善，信號(hào)燈設(shè)置直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)并且顯示時(shí)間，直行左轉(zhuǎn)等待區(qū)，交通標(biāo)線的虛實(shí)與信號(hào)燈有機(jī)的結(jié)合，道路指示牌燈設(shè)置都是在有序地指提示人們，體現(xiàn)的是有序性，告訴我們應(yīng)該怎么走。

1.2潛在的懲罰

路口監(jiān)控系統(tǒng)配套已成為標(biāo)準(zhǔn)配置，這是在提醒人們遵守交通規(guī)則，否則我能拍到你處罰你，你要遵守不要違法。你要違法了我要懲戒。

1.3模糊控制與自適應(yīng)系統(tǒng)

隨著城市汽車數(shù)量的增加，交通的擁堵變得頻繁，原有的信號(hào)燈、標(biāo)線已經(jīng)無(wú)法最大可能地解決堵塞。計(jì)算機(jī)的普及、檢測(cè)設(shè)備、計(jì)算設(shè)備、控制設(shè)備不斷地應(yīng)用到交通中，城市道路交通信號(hào)燈的模糊控制與自適應(yīng)系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)行車數(shù)量來(lái)決定下一個(gè)信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)，以最大限度的放行一長(zhǎng)串車輛，隨之而來(lái)的是交叉路口另一個(gè)方向的等待時(shí)間變長(zhǎng)［1］。通過(guò)一個(gè)路口后在下一個(gè)路口等待，這是一種斷續(xù)的通行。

2.交通的相關(guān)數(shù)據(jù)

2.1街區(qū)信號(hào)燈測(cè)量數(shù)據(jù)

通過(guò)行車測(cè)量，直行變?yōu)榫G燈后，第一輛通行車輛到達(dá)下一路口時(shí)依然遇到紅燈。

2.2街區(qū)的道路數(shù)據(jù)

富林路（民族東路-阿爾丁大街）路中至路中：580米。

3相波智能控制

3.1相波

相波的概念，通過(guò)模糊控制的檢測(cè)系統(tǒng)把一列集中的車輛視為一個(gè)點(diǎn)，依據(jù)行駛速度和通行間距通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)建立一個(gè)波形，具體為把南北向和東西向各自相對(duì)集中的一長(zhǎng)串車輛視為波上的一個(gè)點(diǎn)，每條道路上的車簡(jiǎn)化一個(gè)波形。對(duì)一個(gè)區(qū)域各條道路上均建立波形，在每一個(gè)交叉路口兩個(gè)方向的波相交［2］。通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)反饋給控制系統(tǒng)在路口處實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的波在高點(diǎn)，另一個(gè)方向的波在低點(diǎn)，即波在高點(diǎn)時(shí)的路口設(shè)為綠燈，在波在低點(diǎn)時(shí)的路口設(shè)為紅燈，統(tǒng)一控制連續(xù)路口的交通信號(hào)燈的變化，最大程度地實(shí)現(xiàn)控制車輛的連續(xù)通行。相波智能控制的理論圖形如下所示：

在1點(diǎn)時(shí)，X方向?yàn)楦唿c(diǎn)，表示一波集中車輛應(yīng)該通行，到2點(diǎn)時(shí)此波車輛繼續(xù)為綠燈通行，直到計(jì)算系統(tǒng)優(yōu)化比較出到一個(gè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)該改為紅燈，以最大程度的滿足另一個(gè)方向的綠燈通行控制系統(tǒng)。同時(shí)在1點(diǎn)，Z方向?yàn)樵c(diǎn)，表示一波集中車輛應(yīng)該為紅燈等候待X方向放行后通行，到達(dá)3點(diǎn)時(shí)遇綠燈通行，后續(xù)路口繼續(xù)為綠燈，直到計(jì)算系統(tǒng)優(yōu)化比較出到一個(gè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)該改為紅燈。

3.2時(shí)鐘系統(tǒng)

相波智能控制需要全系統(tǒng)有統(tǒng)一的時(shí)鐘控制系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等必須有統(tǒng)一的時(shí)間，以此才能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)的有序控制。

3.3檢測(cè)系統(tǒng)

采用電子信息技術(shù)或視頻圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)通行車輛的數(shù)據(jù)，主要布點(diǎn)設(shè)在路口處和路中間，檢測(cè)出車輛的通行速度。

3.4計(jì)算和控制系統(tǒng)

對(duì)全路網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算和控制，通過(guò)提取檢測(cè)系統(tǒng)中車輛的數(shù)量、通行速度，模擬出一列相對(duì)集中的車輛，計(jì)算波形進(jìn)行全路網(wǎng)信號(hào)燈優(yōu)化比對(duì)，實(shí)時(shí)提出最佳通行方案以控制信號(hào)燈變化。

3.5供電系統(tǒng)

全路網(wǎng)的控制應(yīng)有供電的保障，各系統(tǒng)均有兩套供電線路保障，控制系統(tǒng)至少有兩套供電線路保障，有條件增加太陽(yáng)供電保障，同時(shí)控制系統(tǒng)的軟件應(yīng)該有單路口的控制恢復(fù)設(shè)置與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接人工控制，避免因供電或突發(fā)事件造成大面的控制混亂。

4.結(jié)論

本文建立一種相波智能控制，通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)歸并出各條道路上一列集中的車輛數(shù)據(jù)，計(jì)算系統(tǒng)統(tǒng)籌計(jì)算出這些集中車輛在各路口相交的時(shí)間，通過(guò)集中控制信號(hào)燈的變化優(yōu)化通行效率，既同時(shí)對(duì)多路口信號(hào)燈調(diào)控，實(shí)現(xiàn)通行的最大效率，減少等候紅燈的時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

［1］孫毅然。我國(guó)現(xiàn)行道路交通信號(hào)燈設(shè)置中的問(wèn)題及對(duì)策［J］。河北聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，36（02）：114-119.

［2］段光中?；跀?shù)字視頻識(shí)別技術(shù)的城市交通信號(hào)燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)［J］。科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（04）：50.