一种基于动态规划的红绿灯优化控制算法

左宇航

摘要：研究车辆通过红绿灯路口的规律，基于不同方向车辆通过路口的数量，提出动态规划不同方向红绿灯开闭时间的算法，以减少车辆在路口的等待时间，有效提高车辆通过红绿灯路口的通行率，有助于缓解城市交通拥堵。根据实际情况，采用模拟数据对算法进行了验证，结果表明该算法能够充分利用路口宝贵资源，有效减少车辆在路口的等待时间，提高车辆通行率。

关键词：红绿灯控制；动态规划；通行时间

中图分类号：TP27文獻标志码：A文章编号：1008-1739（2019）02-69-3

0引言

近年来，随着技术的发展和人们生活工作方式的改变，汽车出行成为一种非常普通的现象，这给城市交通带来了很大的压力。许多学者希望通过优化红绿灯控制以减少汽车在路口的等待时间，使城市交通畅通无阻。张虹波等[1]研究并提出了复杂交通十字路口车流量的获取方法，朱晓航[2]提出智能模糊控制算法减少车辆在路口的等待时间，段宣翡等[3]提出基于视频实时检测车辆数的实时配时算法，王鼎湘等[4]提出了基于车流跟踪计数实时采集各方向车流量控制交通灯时间的算法，章伟等[5]设计了一种实时改变交通灯时长的智能交通灯控制系统。这些研究都基于交通路口车辆流量信息控制红绿灯的时间，为后续研究提供了支撑和帮助。

1十字路口交通模型

在城市交通网络中，由于左转一般都受红绿灯控制，因此任何十字路口都可抽象为如图1所示的模型，南北、东西各双向四车道，每个方向含有直行道和左转道。路口通行方向集={南北一、南北二、东西一、东西二}，其南北一和南北二互斥，即{南北一}∩{南北二}=。按照一般的通用红绿灯控制算法，每个方向都分配固定的通行时间，而时间内再分配固定的时间1给左转方向。这种方法在南北和东西向车流比较平衡时非常高效，但是在2个方向车流不平衡时，效率则大打折扣。在目前的图像识别技术水平下，准确获取双向（直行和左转）车流信息已成为可能，可以准确地得到每个车道的车辆排队等待通行的信息，可以设定南北直行车辆数量为1，南北左转车辆数量为2，东西直行车辆数量为3，东西左转车辆数量为4。

5结束语

根据红绿灯路口不同方向车辆情况，动态规划不同方向红绿灯开闭时间，充分利用路口宝贵资源，能够有效减少车辆在路口的等待时间，从而提高车辆通过红绿灯路口的通行率，有效缓解城市交通拥堵问题。

参考文献

[1]张虹波，匡银虎.基于视频检测技术的交通车流量研究[J].计算机与现代化，2014，232（12）：58-63.

[2]朱晓航，胡佳琳.交通路口红绿灯智能模糊控制方法研究[J].科技传播，2014，6（21）：216-217.

[3]段宣翡，唐泽杭.基于车流量的红绿灯实时配时算法[J].硅谷，2013，6（13）：52-53.

[4]王鼎湘，李茂军.基于车流量的交通灯智能控制算法[J].计算机应用与软件，2015，32（6）：241-244.

[5]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）：196-199，204