基于车载网络的交通灯智能控制算法

基于车载网络的交通灯智能控制算法

汽车保有量的逐年增加，使交通拥挤和交通阻塞成为了城市普遍存在的问题，并由此导致了交通事故增加、环境污染和能源短缺加剧等。而建立智能交通系统是解决该问题的主要方法。其中，交通灯是智能交通系统的主要组成部分，其采用的智能控制算法对于提高交通流量、减少汽车等待时间具有重要作用。目前常用的控制算法为定时控制算法，不能适应交通流量的实时变化。对此。开发了智能控制（ITLC）算法，该算法能够根据道路交叉口布设的视屏检测器或感应线圈对交通流量进行检测，并根据检测结果对交通灯进行控制。但是，ITLC算法只是针对独立的交通灯控制，没有考虑相邻交通灯的影响。因而，本研究给出一种新的交通灯智能控制算法，即主干道交通（ATL）算法，其不仅能够降低汽车等待时间、增大交通流量，而且能够提高道路整体的汽车流量。

ATL算法的实现分成预测和实时两个过程。在预测过程中，当前的道路交叉口根据车载网络传递的汽车状态（位置、速度和方向），采用模糊预测算法对汽车到达下一个道路交叉口的时间进行预测，并将预测结果传递给下一个道路交叉口。在实时过程中，将当前道路交叉口实时的交通状况与上一个道路交叉口传递来的预测结果结合来制定配时策略，尤其是设定通行时间（绿灯时间）时，不仅需要考虑处于等待状态的汽车数量，而且需要考虑即将到来的汽车数量。需要注意的是，在预测过程中应考虑汽车的移动特性，而这就需要采用车载自组织网络架构实现汽车与交通灯的通信。只要在交通灯上设定接入点，则采用传统的全球移动通信系统（GSM）便可实现汽车与任意交通灯的通信。对ATL算法进行仿真的结果显示：与ITLC算法相比，ATL算法降低了25%的汽车延迟，同时道路交叉路口的汽车流量增加了30%，而整个道路的汽车流量增加了70%。

刊名：IEEE Transactions on Vehicular Technology（英）

刊期：2016年第65期

作者：Maram Bani Younes

编译：陈丁跃