智能交通控制系统

黄耀霖 王昊阳 张冬雪 陈明 孙佳雪 任楠楠

摘要：本系统公开了智能交通控制系统，属于控制技术领域。智能交通控制系统，算法A与B按照规定执行，由于现实中的交通灯红绿交替致使并无绝对的A先执行或是B先执行，本说明中只取一个概述的形式来描述，在具体实施中会给出一个截断的时间点详细、有序的说明。A：车辆方向通行时间结束的3s前;执行算法A计算接下来给行人通过马路的预留时间。本系统可以有效地解决交通路口的人车拥堵现象。

关键词：交通;智能管理;物联网

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）13-0004-03

目前，随着人们生活水平提高，越来越多的人具有私家车，这样带来交通拥挤现象，尤其在交通路口，人车矛盾加剧，这已成为亟待解决的一个交通问题。为了克服上述的不足，本系统提供智能交通控制系统、此交通系统能够很好地解决上述问题。

1智能交通控制系统

1.1工作原理

本系统设计主要针对行人穿越人行横道时的场景，主设计包括根据现场环境智能更改颜色的斑马线、实时监测的道路情况的摄像头、紧急情况语音提示系统和行车道上斑马线前的警示线以及人流量和车流量来控制红绿灯的时间。

1.2算法实现

本系统采取的技术方案如下：

智能交通控制系统，算法A与B按照规定执行，算法运行时机如下：

由于现实中的交通灯红绿交替致使并无绝对的A先执行或是B先执行，本说明中只取一个概述的形式来描述，在具体实施中会给出一个截断的时间点详细、有序的说明。

A：车辆方向通行时间结束的3s前;执行算法A计算接下来给行人通过马路的预留时间。

B：行人方向通行时间结束的3s前;执行算法B计算接下来给车辆通行的预留时间。

①算法A：

第一步：获取w1、W2、c2的值，其中W1、W2为道路两旁欲通过人行横道的人数，C2代表道路宽度，取值为车道数乘以3.5，如有小数则四舍五人;W1、W2通過的方向相反;

第二步：判断满足以下哪个情况

W1=W2=0;（此时道路两旁无行人通过）

W1≤P且w2≤P;（此时道路两旁欲通过行人数量均在某一特定行人数量级以下时）

WI>P或W2>P;（此时道路两旁欲通过行人数量有一方多于某一特定行人数量级时）

其中，P代表行人数量级，取值为10，20，30;

第三步：

若满足第二步的条件1则T2=0，执行算法B;（此时道路两旁无行人通过，执行算法B）

若满足第二步的条件2则T2=1.5*Pt，继续执行第四步;（此时道路两旁欲通过行人数量均在某一特定行人数量级以下时，继续执行第四步根据公式算出T2）

若满足第二步的条件3则T2=2*Pt，继续执行第四步;（此时道路两旁欲通过行人数量有一方多于某一特定行人数量级时，继续执行第四步根据公式算出T2）

其中T2为行人预留通过时间，T2的取值范围在1.5*Pt到2*Pt之间;

pt代表行人通过四种规模道路的时间，取值在{8，15，23，30}集合中。

第四步：根据T2的值控制接下来人方向的通行时间为T2，在车辆行驶方向即将变为红灯时，根据算法得出T2，T2是接下来影响红灯时间和行人方向绿灯时间的值，暂为1：1的代换关系，即若rr2值为20，则接下来红灯时间为20s，指示行人通行的绿灯时间小于20s，由于要扣除误差、信号损耗以及黄灯时间，故真实的行人绿灯时间约在16-18s之间;

②算法B：

第一步：获取L1、L2、L3、L4、Cl的值;

其中L1、L3是同一方向的车道上欲驶过斑马线的车辆数和斑马线另一侧可通过的车辆数，即斑马线前方空的区域可以允许多少辆车通行）;

L2、L4是另一反方向的车道上欲驶过斑马线的车辆数和斑马线另一侧可通过的车辆数，即斑马线前方空的区域可以允许多少辆车通行;

cl代表斑马线两侧行车停止线间的距离，假设该道路为东西方向同行的道路，L1是东向西方向车流量的权衡值，L3东向西方向驶过斑马线车流到斑马线间的距离，意义在于确定该方向道路上能容纳多少辆车驶过斑马线后能正常行驶而不会发生堵车、拥挤的情况;L2是西向东方向车流量的权衡值，L4是西向东试过斑马线的车辆可通量、其与LJ3同理;C1代表斑马线东西方向两侧车辆停止线之间的距离。

第二步：判断满足以下哪个隋况，

LI=L2=0或L3=IA=0，（正反方向车道上欲驶过斑马线的车辆数为0或正反方向斑马线另一侧可通过的车辆数为0）

L1≤N/2且L2≤N/2f此时正反方向车道上欲驶过斑马线的车辆数均小于某一特定行车数量级的一半时）

L1≤N且L2≤N，（此时正反方向车道上欲驶过斑马线的车辆数均小于某一特定行车数量级时）

LI>N或L2>N，（此时正反方向车道上欲驶过斑马线的车辆数均大于某一特定行车数量级时）

其中N为车辆数量级，取值为{10，20，30}

T1为行车预留时间

第三步：若满足第二步的条件1，则TI=0执行算法A;（若正反方向车道上欲驶过斑马线的车辆数为0或正反方向斑马线另一侧可通过的车辆数为0时，行车预留时间为0，执行算法A）

若满足第二步的条件2则判断满足以下哪四种情况之一，

1）若满足L3～≥L1 且LA≥L2则T1=N，执行步骤四;

2）若满足L3

3）若满足IA

4）若满足L3

若满足第二步的条件3则判断满足以下哪四种情况之一，

1）若满足L3≥L1且1A≥L2则Tl=max（L1，L2）*2，执行步骤四;

2）若满足L3

3）若满足IA

4）若满足L3

若满足第二步的条件4，则判断满足以下哪四种情况之一：

1）若满足条件L3≥L1H LA≥L2则T1=2N，执行步骤四;

2）若满足L3

3）若满足LA

4）若满足L3

第四步：得出L1、L2两方向的T1值，然后根据Tl的值控制接下来车方向的通行时间为T1，在行人方向即将变为红灯时，根据算法得出T1，T1是接下来影响红灯时间和车辆行驶方向绿灯时间的值，暂为1：1的代换关系，即若T1值为20，则，接下来红灯时间为20s，指示车辆通行的绿灯时间小于20s，由于要扣除误差、信号损耗以及黄灯时间，故真实的车辆通行绿灯时间约在16-18s。

所述降档计算：将值重新代人算法A或是B中，并根据当前算法选定的道路规模宽度参数R）（将其下调一个级别。降档计算：将值重新代人算法A或是B中，并根据当前算法选定的道路规模[宽度]参数R）（将其下调一个级别（Rx取值（8，15，23，30）;例如：Rx当前取值为30，则在降档计算中其值取23，若在此情况下仍需再次降档计算则取15，若为最低值8则不会再降至更低而是直接根据Rx取8为参数计算最终值。其目的是应对一些参数低于预期的情况，故而在算法层中进行调整，以得出一个更为合理的结果。

尽管已经示出和描述了本系统的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本系统的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本系统的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本系统的有益效果是：节省行人与行车的时间、减缓城市拥堵。

1.3附图说明

图1为算法A的流程图：

2具体实施方式

下面将结合本系统实施例中的附图，对本系统实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本系统一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本系统中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本系统保护的范围。

智能交通控制系统，系统实施在道口中，则开始正常通车后，车辆方向首次要变红灯时，触发算法A程序，得出A程序的结果后，车辆方向红灯，行人方向绿灯，切状态持续时间由A程序得出的结果确定;当行人方向即将变成红灯时，触发算法B程序，得出B程序的结果后，行人方向红灯，车辆方向绿灯;之后如此交替。

算法运行时机：

由于现实中的交通灯红绿交替致使并无绝对的A先执行或是B先执行，本说明中只取一个概述的形式来描述，在具体实施中会给出一个截断的时间点详细、有序的说明。

A：车辆方向通行时间结束的3s前，执行算法A计算接下来给行人通过马路的预留时间。

B：行人方向通行时间结束的3s前，执行算法B计算接下来给车辆通行的预留时间。

3创新點与特色

1）随着我国城市化进程的加快，城市迅速膨胀，城市交通、空间、人口、能源和环境的矛盾也日益尖锐。尤其是随着经济迅速发展，市民出行次数增加、私人汽车增加、出行范围扩大等原因，城市交通问题变得十分尖锐。智能斑马线通过合理算法实现智能分配交通能力，节省大量人力物力，有效解决这些城市交通发展的阵痛，对于城市进一步的发展也有着深刻的作用。

2）把“以人为本，绿色通行”作为核心理念应用于智能斑马线，避免人们由于缺乏安全意识而发生交通事故，也降低传统斑马线易磨损，警示效果不明显的特点。

4结语

基于物联网的AI交通管理系统的核心理念为“以人为本，绿色通行”，智能斑马线通过语音对行人和车辆的及时引导和警示，而本系统设计的智能斑马线时嵌在地表，整个斑马线是和地面水平的，这样极大地降低了斑马线的磨损程度;并且采用太阳能供电，大幅度地节约了能源。本文结合语音提示、智能更改斑马线颜色等措施，在不需要人工介入的前提下实现行人过街的规范管理，减少行人闯红灯现象，降低交通事故发生概率，由此提升国民素质和形象，构建安全和谐的城市交通出行环境。可见，本系统的研发和实现具有重大现实意义和应用价值，也将为我国智能化的交通做出巨大贡献。