基于車載網絡的交通燈智能控制算法

基于車載網絡的交通燈智能控制算法

汽車保有量的逐年增加，使交通擁擠和交通阻塞成為了城市普遍存在的問題，并由此導致了交通事故增加、環境污染和能源短缺加劇等。而建立智能交通系統是解決該問題的主要方法。其中，交通燈是智能交通系統的主要組成部分，其采用的智能控制算法對于提高交通流量、減少汽車等待時間具有重要作用。目前常用的控制算法為定時控制算法，不能適應交通流量的實時變化。對此。開發了智能控制（ITLC）算法，該算法能夠根據道路交叉口布設的視屏檢測器或感應線圈對交通流量進行檢測，并根據檢測結果對交通燈進行控制。但是，ITLC算法只是針對獨立的交通燈控制，沒有考慮相鄰交通燈的影響。因而，本研究給出一種新的交通燈智能控制算法，即主干道交通（ATL）算法，其不僅能夠降低汽車等待時間、增大交通流量，而且能夠提高道路整體的汽車流量。

ATL算法的實現分成預測和實時兩個過程。在預測過程中，當前的道路交叉口根據車載網絡傳遞的汽車狀態（位置、速度和方向），采用模糊預測算法對汽車到達下一個道路交叉口的時間進行預測，并將預測結果傳遞給下一個道路交叉口。在實時過程中，將當前道路交叉口實時的交通狀況與上一個道路交叉口傳遞來的預測結果結合來制定配時策略，尤其是設定通行時間（綠燈時間）時，不僅需要考慮處于等待狀態的汽車數量，而且需要考慮即將到來的汽車數量。需要注意的是，在預測過程中應考慮汽車的移動特性，而這就需要采用車載自組織網絡架構實現汽車與交通燈的通信。只要在交通燈上設定接入點，則采用傳統的全球移動通信系統（GSM）便可實現汽車與任意交通燈的通信。對ATL算法進行仿真的結果顯示：與ITLC算法相比，ATL算法降低了25%的汽車延遲，同時道路交叉路口的汽車流量增加了30%，而整個道路的汽車流量增加了70%。

刊名：IEEE Transactions on Vehicular Technology（英）

刊期：2016年第65期

作者：Maram Bani Younes

編譯：陳丁躍