一种根据交通流量动态调整交通灯长度的算法

本发明属于交通领域，尤其涉及一种根据交通流量动态调节交通灯长度的算法.

背景技术:

十字路口的交通信号灯对于道路上的顺畅和有序交通是必不可少的. 当前的交通信号灯基本上是根据不同时间段的当前交通流量估算的，例如早晨高峰，傍晚高峰，平坦高峰和低谷. 时间固定后，每个方向上的交通信号灯的长度是固定的. 汽车方向长时间为绿色，道路车辆的实际状况和交通控制信号不同步，浪费了现有道路资源；这样，尽管十字路口大部分时间都是平稳的，但是当遇到突然的交通状况（例如突然的交通流量或恶劣的天气）时，交通信号灯的长度与实际的交通流量不匹配，从而导致交通拥堵并增加能耗，并且废气污染.

技术实现要素:

考虑到当前交通信号灯设置的不合理性，本发明提出了一种根据交通流量动态调节交通灯长度的方法，以确保路口在任何时间都能顺利通过.

根据本发明的交通流动态调节交通灯长度的算法是在交叉路口设置交通信号控制器. 交通信号控制器包括单片计算机，连接到单片计算机的输入端子的车辆统计设备以及连接到单片计算机的ROM存储器和连接到单片计算机的输出的交通信号灯. 芯片计算机；

将所述的车辆统计设备安装在以交叉路口为中心的汽车方向的每个车道上. 它用于计算从汽车方向的车道到L的交叉点的距离. 北部车道上剩余的进来车数记为CN，南部车道上剩余的进来车数记为CS，东部车道上的进来车数记为CE，进来车数小汽车是西方的. 小汽车车道上剩余的进来小汽车的数量记录为连续；在红灯或绿灯结束时，单片机会比较每个车道中剩余的车辆数量，并实时更改下一个交通信号灯的长度. 相应的绿灯时间延长，或红灯时间缩短.

此外，根据交通流量动态调整交通灯长度的算法具体包括以下步骤:

步骤1，在微控制器中设置初始状态设置，南北方向TSN的绿灯持续时间= 60s，东西方向TEW上的绿灯持续时间= 60s，南北方向等于东西方向的红光持续时间，南北方向等于东西方向绿光的持续时间；

步骤2，将车辆统计设备安装在以交叉路口为中心的到达方向的每个车道中. 车辆统计设备用于计算从到达方向的车道到交叉路口的距离L在该范围内，在TSN或TEW的任何时间段内，在该车道的每个车道上剩余的来车数量以交叉点为中心的CS，CE，CW和CN；其中，TSN和TEW依次计数；

步骤3，比较相应统计时间段TSN或TEW中两个相反方向的车道上的最大来车数，以及东西向车道上的最大来车数CEW = Max（CE， CW），则南北车道上的最大传入车辆数量CSN = Max（CS，CN）；

第4步，比较东西方车道的最大来车数和南北车道的最大来车数，比较哪些车道先积累了足够的车数；

如果CEW≥2 CSN，并且TEW <80s，TSN> 40s，则调整下一个交通信号灯的持续时间，TEW = TEW + 10s，TSN = TSN-10s；

如果CEW≥2 CSN，并且TEW = 80s，TSN = 40s，则下一个交通信号灯的时间，TEW = 80s，TSN = 40s；

如果CSN≥2 CEW，并且TSN <80s，TEW> 40s，则调整下一个交通信号灯的持续时间，TSN = TSN + 10s红绿灯动态，TEW = TEW-10s；

如果CSN≥2 CEW，TSN = 80s，TEW = 40s，则下一个交通信号灯的持续时间，TSN = 80s，TEW = 40s；

否则，下一个交通信号灯的持续时间TSN = 60s，TEW = 60s；

转到步骤2.

其中，步骤2中描述的TSN和TEW周期统计信息在此算法周期中依次指的是，当步骤2中计算的持续时间为TSN时，在下一个周期中，步骤2中计算的持续时间是TEW.

此外，车辆统计设备是指以十字路口为中心的地面压力磁感应线圈，北行车道为N车道，南行车道为S车道，东行车道为东行车道. 方向为E车道，向西为W车道. 在N车道中，地压磁感应线圈N1埋在交叉点附近. 在N通道中，地压磁感应线圈N1被隔开L米. 埋入地压磁感应线圈N2. 地面压力磁感应线圈S1埋在交叉路口附近的S车道内，并且地面压力磁感应线圈S2埋在S车道内，与地面压力磁感应线圈S1相距L米. 同样地，将地压磁感应线圈W1和W2嵌入W车道；在E车道上嵌入地面压力磁感应线圈E1和E2；

计算从来车方向上的车道到交叉路口的距离为L. 在TSN或TEW的任何时间段内红绿灯动态，每个车道上剩余的来车数量C如下:

以统计时间段为TSN并以S车道中剩余的来车数量Cs为例；

步骤2.1，TSN开始倒计时的时间. 当S车道上的车辆从S2行驶到S2时，记录CS2 = CS2 +1;

步骤2.2，当汽车驶过S1时，记录CS1 = CS1 +1;

步骤2.3. 在时间TSN倒数计时结束时，计算在S车道中通过S2行驶而未通过S1行驶的车辆总数，即，在时间TSN之后，S车道中剩余的来车数CS = CS2- CS1; <

以相同的方式，在TSN或TEW的任何时间段内，以交叉点为中心CE，CW，CN的每个来向车道上剩余的来车数量

有益效果:

四个方向的车道上的地磁感应线圈将车辆数据实时发送到交通信号控制器. 单片机根据检测到的车道上剩余的来车数量实时改变下一个交通信号灯的算法，不仅使交通更加顺畅，而且方向更加顺畅，减少了挤车现象. 交通拥堵，可以使十字路口的交通信号灯有序地工作.

图纸说明

图1是交叉口处汽车各个方向的车道的；

图2是交通信号控制器的工作框图；

图3是交通信号灯控制的流程图.

具体实现

在十字路口设置交通信号控制器. 如图2所示，交通信号控制器包括一台单片机，连接到该单片机的输入端的车辆统计设备，以及一个连接到该单片机的具有一定容量的ROM存储器. 1.交通灯连接到单片机的输出. 在交通信号灯结束时，单片机根据每个车道中剩余的车辆数量比较每个车道中的车辆数量，并实时更改下一个交通信号灯的长度和剩余的车辆数量. 对应于更多车道的绿灯时间更长，或者红灯时间更短.

车辆统计装置安装在以交叉路口为中心的到达方向的每个车道上，并且车辆统计装置用于计算从到达方向的车道到交叉路口的距离L，每个车道的进来车数为C，北车道的进来车数记录为CN，南车道的进来车数记录为CS，东部车道的进来车数记录为CE，西行车道上剩余的来车数记录为CW. 交叉路口南北方向的绿灯为TSN，东西向方向的绿灯为TEW.

根据交通流量动态调整交通灯长度的算法包括以下步骤:

步骤1，在微控制器中设置初始状态设置，南北方向TSN的绿灯持续时间= 60s，东西方向TEW上的绿灯持续时间= 60s，南北方向等于东西方向的红光持续时间，南北方向. 红色光的长度等于东西方向的绿光的长度；交替显示南北方向的交通信号灯，交替显示东西方向的交通信号灯，当南北方向为红灯时，东西方向为绿灯；

步骤2，将车辆统计设备安装在以交叉路口为中心的到达方向的每个车道中. 车辆统计设备用于计算从到达方向的车道到交叉路口的距离L在该范围内，在TSN或TEW的任何时间段内，在该车道的每个车道上剩余的来车数量以交叉点为中心的CS，CE，CW和CN；其中，TSN和TEW依次计算.

步骤3，比较相应统计时间段TSN或TEW中两个相反方向的车道上的最大来车数，以及东西向车道上的最大来车数CEW = Max（CE， CW），则南北车道上的最大传入车辆数量CSN = Max（CS，CN），

第4步，比较东西方车道的最大来车数和南北车道的最大来车数，比较哪些车道先积累了足够的车数；

如果CEW≥2 CSN，并且TEW <80s，TSN> 40s，则调整下一个交通信号灯的持续时间，TEW = TEW + 10s，TSN = TSN-10s；

如果CEW≥2 CSN，并且TEW = 80s，TSN = 40s，则下一个交通信号灯的时间，TEW = 80s，TSN = 40s；

如果CSN≥2 CEW，并且TSN <80s，TEW> 40s，则调整下一个交通信号灯的持续时间，TSN = TSN + 10s，TEW = TEW-10s；

如果CSN≥2 CEW，TSN = 80s，TEW = 40s，则下一个交通信号灯的持续时间，TSN = 80s，TEW = 40s；

否则，下一个交通信号灯的持续时间TSN = 60s，TEW = 60s；

转到步骤2.

步骤2中描述的TSN和TEW周期统计又意味着在此算法周期中，步骤2中计算的持续时间为TSN，而在下一个周期中，步骤2中计算的持续时间为TEW.

在步骤2中描述的车辆统计装置是指地压型磁感应线圈电路，包括地压型感应线圈和检测器. 检测器连接到单片机. 目前，红色路灯十字路口的地面被掩埋. 地面压力型磁感应线圈用于检测车辆是否要驶过红灯. 地压型磁感应线圈是一组闭合线圈. 电感线圈和电容器及其放大的反馈电路组合成一个振荡器. 固有频率，当车辆在感应线上行驶时，会产生涡流，并且中心频率会漂移. 当检测器检测到漂移频率时，将判断有车辆通过，并将相应的逻辑信号输出到微控制器.

如图1所示，在交叉点处，交叉点居中，北行车道为N车道，南行车道为S车道，东行车道为E车道. 西边的车道是W车道. 在N车道中，地压磁感应线圈N1埋在交叉点附近. 在N通道中，地压磁感应线圈被埋在距地压磁感应线圈N1L米的距离处. N2;在交叉路口附近的S车道中埋入有地压磁感应线圈S1，在距地压磁感应线圈S1L米的距离处埋入有地压磁感应线圈S2. 在W车道中使用相同的方法埋入地压电磁感应线圈W1和W2; E道中埋有地面压力磁感应线圈E1和E2；

计算从来车方向上的车道到交叉路口的距离为L. 在TSN或TEW的任何时间段内，每个车道上剩余的来车数量C如下:

以统计周期TSN为例，以S车道中剩余的来车数量Cs为例；

步骤2.1，TSN开始倒计时的时间. 当S车道上的车辆从地磁感应线圈S2从南向北驶过时，地磁感应线圈电路的检测器向微控制器发送信号，微控制器记录CS2 = CS2 +1;

步骤2.2，当汽车驶过地磁感应线圈S1时，地磁感应线圈电路的检测器向微控制器发送信号，微控制器记录CS1 = CS1 + 1；

步骤2.3. 在时间TSN倒数结束时，单片机计算出S车道中已通过地磁感应线圈S2而未通过地磁感应线圈S1的车辆数量. 也就是说，在时间TSN之后，S车道保持不变. 传入车的数量CS = CS2-CS1.

以相同的方式，单片机在TSN或TSN的任何时间段内，以交叉路口为中心，计算存储在汽车各个方向的车道中的入站汽车CE，CW和CN的数量. TEW.

本发明利用十字路口常用的地磁感应线圈来收集车道内的行驶情况，并将其实时发送至十字路通信号控制器，动态调整交通灯的长度，以达到控制交通安全的目的. 释放，即当检测器检测到当前车道上的车辆积压明显大于垂直方向上的车道时，该方向上的绿灯持续时间将在下一次增加，或者红色的持续时间将增加光线会减少.

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