一種基于動態規劃的紅綠燈優化控制算法

左宇航

摘要：研究車輛通過紅綠燈路口的規律，基于不同方向車輛通過路口的數量，提出動態規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。根據實際情況，采用模擬數據對算法進行了驗證，結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。

關鍵詞：紅綠燈控制；動態規劃；通行時間

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

0引言

近年來，隨著技術的發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象，這給城市交通帶來了很大的壓力。許多學者希望通過優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]提出基于視頻實時檢測車輛數的實時配時算法，王鼎湘等[4]提出了基于車流跟蹤計數實時采集各方向車流量控制交通燈時間的算法，章偉等[5]設計了一種實時改變交通燈時長的智能交通燈控制系統。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

在城市交通網絡中，由于左轉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，而時間內再分配固定的時間1給左轉方向。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水平下，準確獲取雙向（直行和左轉）車流信息已成為可能，可以準確地得到每個車道的車輛排隊等待通行的信息，可以設定南北直行車輛數量為1，南北左轉車輛數量為2，東西直行車輛數量為3，東西左轉車輛數量為4。

5結束語

根據紅綠燈路口不同方向車輛情況，動態規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

[1]張虹波，匡銀虎.基于視頻檢測技術的交通車流量研究[J].計算機與現代化，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].計算機應用與軟件，2015，32（6）：241-244.

[5]章偉，張代遠.基于車流量的交通燈控制系統設計[J].計算機技術與發展，2015，25（5）：196-199，204