基于車載網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)致了交通事故增加、環(huán)境污染和能源短缺加劇等。而建立智能交通系統(tǒng)是解決該問題的主要方法。其中，交通燈是智能交通系統(tǒng)的主要組成部分，其采用的智能控制算法對(duì)于提高交通流量、減少汽車等待時(shí)間具有重要作用。目前常用的控制算法為定時(shí)控制算法，不能適應(yīng)交通流量的實(shí)時(shí)變化。對(duì)此。開發(fā)了智能控制（ITLC）算法，該算法能夠根據(jù)道路交叉口布設(shè)的視屏檢測(cè)器或感應(yīng)線圈對(duì)交通流量進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)交通燈進(jìn)行控制。但是，ITLC算法只是針對(duì)獨(dú)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(shí)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(shí)現(xiàn)分成預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)兩個(gè)過程。在預(yù)測(cè)過程中，當(dāng)前的道路交叉口根據(jù)車載網(wǎng)絡(luò)傳遞的汽車狀態(tài)（位置、速度和方向），采用模糊預(yù)測(cè)算法對(duì)汽車到達(dá)下一個(gè)道路交叉口的時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)結(jié)果傳遞給下一個(gè)道路交叉口。在實(shí)時(shí)過程中，將當(dāng)前道路交叉口實(shí)時(shí)的交通狀況與上一個(gè)道路交叉口傳遞來的預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)合來制定配時(shí)策略，尤其是設(shè)定通行時(shí)間（綠燈時(shí)間）時(shí)，不僅需要考慮處于等待狀態(tài)的汽車數(shù)量，而且需要考慮即將到來的汽車數(shù)量。需要注意的是，在預(yù)測(cè)過程中應(yīng)考慮汽車的移動(dòng)特性，而這就需要采用車載自組織網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)汽車與交通燈的通信。只要在交通燈上設(shè)定接入點(diǎn)，則采用傳統(tǒng)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）便可實(shí)現(xiàn)汽車與任意交通燈的通信。對(duì)ATL算法進(jìn)行仿真的結(jié)果顯示：與ITLC算法相比，ATL算法降低了25%的汽車延遲，同時(shí)道路交叉路口的汽車流量增加了30%，而整個(gè)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