李钊
昆山市公安局交通警察大队 江苏昆山 215300
摘要：城市规模的不断扩大，机动车辆的急速增加，交通超负荷等一系列问题让道路一再出现拥堵状况，而我国大部分城市仍然采用平均定时分配方式控制交通灯，虽然缓解了交通矛盾，但道路并没有被高效利用?文中提出的基于车流量的智能交通灯控制系统，利用视频检测技术，测得路口的实时车流信息，并依据所测得的信息设计了时间分配控制算法来调整控制各车道的绿灯时间，实时改变交通灯的时长以实现车流动态调节，该方案允许信号实时被更新以匹配当前的交通需求?运用到实际可达到缓解交通压力?提高通行效率?节省出行时间?节能减排?保护环境的目的?
关键词：智能交通；控制系统；设计
一?车流量的检测
视频车辆检测法是另一种形式的车辆检测手段，该技术运用了模式识别的相关原理?路边摄像机捕获主要的交通监控视频，十字路口部分将视频回送到当地的交通服务中心，交通服务中心负责分析收到的监控视频，获得所需的流量参数和事件等信息?交通参数计算来自于统计跟踪结果，而事件检测通过建立基于规则的推理逻辑或使用训练数据训练适当的识别
模型?运用视频检测技术可以不破坏现有的路基，降低了维护所需的高额的投资，同时可以获得实时的信息，而且较其他检测方法，该方法可获得更大的检测范围，视频测量有一些显著的优点：
（1）每个测量点的费用开支较低；
（2）与其他技术相比物理安装较为廉价；
（3）测量点的维修费用较低；
（4）不破坏现有的道路交通建设；
（5）完整的解决方案和快速?简洁的配置和校准；
（6）视频检测技术发展比较成熟?
二?交通控制的优化
由传统的交通灯的控制方案可知，如表1，2所示，交通灯的控制是按照固定配时的方式控制红绿灯，即东西方向和南北方向的绿灯和红灯的时间固定不变，并没有考虑因车流量实时性的不同而实时调整绿灯时间?采用固定配时的方案不仅严重浪费了交通资源，还由于长时间的等待会造成大量尾气的排放污染环境，而且也难以解决城市交通堵塞的问题?但就目
前情况来看，中国绝大多数的城市仍然采用固定配时的方法来控制交通.没有对交通资源进行有效利用?
虽然分时段调整交通灯的时长能够改善交通的通行效率，使得交通灯按照实际路况进行自适应的调整，但这只是基于整体的情况（即前一段时间获取的车流信息进行调整，不具有实时性，因此并不能够使道路的利用率达到最大，只是能够有限地提高现有的交通利用率?
之前出现的分配红绿灯时长的算法只是根据具体的车流量的比例做了时长的调整?系统需要的是东西?南北两个方向的车流量m和n，由处理器根据相应的算法计算出时长的调整，最终在红绿灯倒计时的显示牌上显示?
程序的执行：算法只是基于东西和南北方向车流量比值的不同设定六个状态（分别为1.1，1.2，1.3，1.4，1.5和大于1.5），当比值满足程序相应的状态则转去执行该状态的时长调整算法?；综上所述，发现上述算法的不足：
（1）算法只是周期性地采集车流量的数据，对数据进行分析，计算出相应的绿灯时长，但不具有真正意义上的实时调控，只是从宏观方面进行把控?
（2）算法只是采用了车流量的比值调整时长，只适用于正常东西方向与南北方向车流较为平均的情况，没有考虑极端的情况，假设初始设定两个方向的放行时长都为45 s?当东西方向一侧车流量为3，南北方向一侧车流量为100，根据此算法，将要分配给东西一侧33 s的绿灯时间，远远超出通行3辆车的时间，将会出现南北一侧“空等”的现象?
文中系统的核心算法是基于比值算法而设计的，此算法考虑到的因素有：人的反应时间?汽车启动时长?通过红绿灯的平均车速?模糊车间距?车流长度?路口的宽度等?通过时长分配算法，并结合两个路口的车流量比值，换算为绿灯的时，同时对特殊需求的车辆做了处理?由于人具有一定的反应时间，经研究调查人在高度紧张的情况下反应较快，反应时长为0.16 s左右，而正常的平均反应时长在0.2 s左右，并且启动汽车的平均操作时长为1.5 s?车辆在通行红绿灯路口时的平均车速在15-35 km/h，汽车平均百公里加速时长大约为15S?
程序具体执行如下：通过传感器得到东西?南北两个路口的车流量的信息m和n，车流长度，再得知百公里加速时长为15 s，根据运动定律公式可以得出加速度?；在算出加速度?的前提下根据公式：，并结合车辆在通行红绿灯路口时的平均车速在15-35 km/h以及车流长度和道路的总宽度，可算出车辆行驶时间，由于存在反应时间和启动汽车时间，结合车流量，可算出车辆等待时长，由此可得出时长，调整的最大值为63 s?绿灯变为63 s，在繁忙的十字路口这种变化已经非常大了?的最小值为10 s，得给行人留有最低标准的时长?如果两个路口的车流量较大，换算出的时长均为63 s，此系统将采用原始的标准时长45 s?
上述只是对一般情况进行了设计，并没有考虑一些特殊的交通需求，但对特殊情况的考虑也成为了对系统设计成功与否的一项重要指标?
该设计对交通特殊需求也做了相应处理，例如，当有特殊需求的车辆如消防车?救护车等急需通过路口的情形?在传统设计中，当救护车需强行通过路口一般需闯红灯，这样在没有交警做交通管制的情况下容易造成交通事故?针对这一情况，该设计提出了相应的解决方案?将该地区的特殊车辆的车牌号放人数据库，将检测的车牌号进行匹配检查，在匹配的前提下即可将这一类拥有特殊权限的车辆分配较高的优先级?当检测到这类车经过时，系统做出了如下的设计方案：该设计在距路口80-100 m的地方设置了一个检测点，当检测到有此类车通过时，根据当时车辆的平均通行速度，计算得到路口的时长为?
（1）当检测到该类型的车通过时，并且此路口为绿灯时，如果现有的绿灯时长大于，则维持原有的绿灯时长.否则调整绿灯的时长为?
（2）当检测到该类型的车通过时，并且此路口为红灯时，则检测另一车道绿灯的时长，如果时长小于10 s则不作调整，如果时长大于10 s则将横向路口的时长调整为10 s倒计时（这样做的目的是为了能够给过马路的行人一个最低的反应时间，以防造成交通事故）?
结束语：
上文基于车流量的交通灯控制系统，目的是为了解决交通拥堵的问题?实现对交通灯的优化，解决两车道的车辆轮流放行时间固定?两条干道的红绿灯时间不能随时间的改变而修改等问题，进而达到以改变交通整体状况的目的?
参考文献：
[1]窦广健.基于车流量的智能交通灯控制系统[J].城市地理，2016，9（8）：194.
[2]章伟，张代远.基于车流量的交通灯控制系统设计[J].计算机技术与发展，2015，25（5）：196—199.
[3]诸一琦，程钦，吴丹程，等.基于车流量的智能交通控制系统设计[J].常州大学学报（自然科学版），2013，25（4）：83—87.
论文作者:李钊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/31
标签：时长论文; 车流量论文; 交通灯论文; 交通论文; 路口论文; 算法论文; 绿灯论文; 《防护工程》2018年第15期论文;