CN108091146A - 一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，属于人工智能领域与车辆交通管理领域。它包括正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元、负X向处理单元、时间分配单元和数据处理单元；数据处理单元内的数据实时更新，至少保留本次之前的三次红绿灯中通行过的车辆数目与车辆通行总时间；时间分配单元根据数据处理单元更新后的新数据，预算本次十字路口各种车辆行驶的最佳期望值，然后根据最佳期望值计算最佳时间分配。本发明是一种对本次十字路口车流量实施最佳估计、采用人工智能分配红绿灯时间段的非等时管理系统。
Description
技术领域
本发明属于人工智能领域与车辆交通管理领域，特指一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统。
背景技术
十字路口车辆的流通情况受到所处位置的红绿灯的控制。现有技术中，十字路口的红绿灯设置时间基本是不变的，至少在一段时间内是相对不变的，这严重制约着车辆的正常行驶，且常常导致车辆拥堵。更为重要的是，某些方向的车辆较少时，而绿灯时间偏长，而另一个方向的车辆较多时，绿灯的时间明显不够。因此，设计一种能够根据当地路口车辆的相对多少实施变红绿灯时间段的管理系统具有一定的应用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种对本次十字路口车流量实施最佳估计、采用人工智能分配红绿灯时间段的非等时管理系统。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，它包括正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元、负X向处理单元、时间分配单元和数据处理单元。
所述正Y向处理单元包括正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元；所述负Y向处理单元包括负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元；所述正X向处理单元包括正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元；所述负X向处理单元包括负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元；
所述数据处理单元用于计算本十字路口所有上一次通过的车辆数目、以及所有上次红绿灯中车辆通过所有的总时间；所述数据处理单元内的数据实时更新，至少保留本次之前的三次红绿灯中通行过的车辆数目与车辆通行总时间；
所述时间分配单元根据所述数据处理单元更新后的新数据，预算本次十字路口各种车辆行驶的最佳期望值，然后根据最佳期望值计算最佳时间分配；时间分配单元为每个红绿灯设计好最佳时间段后，采用在线的方式发生到相应的控制系统中，从而使得红绿灯按照最佳时间启闭。
进一步的，正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正Y向左转的车辆总数目、正Y向右转的车辆总数目和沿正Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
进一步的，负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负Y向左转的车辆总数目、负Y向右转的车辆总数目和沿负Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
进一步的，正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正X向左转的车辆总数目、正X向右转的车辆总数目和沿正X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
进一步的，负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负X向左转的车辆总数目、负X向右转的车辆总数目和沿负X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统设有时间分配单元和数据处理单元，能够根据本次十字路口最佳的车流量分配最佳的红绿灯时间。
(2)本发明的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统还设有正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元和负X向处理单元，能够记录至少三次车流量状态，并根据最近三次的车辆数目进行优化，给出本次车流量的最佳估计。由此可知，本发明的非等时管理系统能够给出本次车流量的最佳估计值，采用非等时的分割思想、更加合理地分配红绿灯时间。
附图说明
图1是本发明的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统的结构原理示意图。
图2是本发明的一种基于人工智能的交通信号灯所在十字路口的车流示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，包括正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元、负X向处理单元、时间分配单元和数据处理单元。
参见图1和图2所示，正Y向处理单元包括正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元；负Y向处理单元包括负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元；正X向处理单元包括正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元；负X向处理单元包括负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元；
参见图1和图2所示，数据处理单元用于计算本十字路口所有上一次通过的车辆数目、以及所有上次红绿灯中车辆通过所有的总时间；数据处理单元内的数据实时更新，至少保留本次之前的三次红绿灯中通行过的车辆数目与车辆通行总时间。
参见图1和图2所示，时间分配单元根据数据处理单元更新后的新数据，预算本次十字路口各种车辆行驶的最佳期望值，然后根据最佳期望值计算最佳时间分配。
参见图1和图2所示，正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正Y向左转的车辆总数目、正Y向右转的车辆总数目和沿正Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
参见图1和图2所示，负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负Y向左转的车辆总数目、负Y向右转的车辆总数目和沿负Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
参见图1和图2所示，正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正X向左转的车辆总数目、正X向右转的车辆总数目和沿正X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
参见图1和图2所示，负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负X向左转的车辆总数目、负X向右转的车辆总数目和沿负X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
采用符合实施事例1：假设某个十字路口一个周期内所有绿灯的时间为T，同时假设十字路口所有的绿灯时间不重叠，对于绿灯时间重叠的情况，只需扣除重叠部分即可。数据处理单元接收正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元和负X向处理单元提供的最近几次车辆通过数目，采用符号表示车辆数目,其中上标n∈{1，2，3}表示最近的次数编号，下标i表示车辆行驶方向，其中i＝1，2，3，4依次表示正Y向、负Y向、正X向和负X向，下标j表示车辆转向，其中j＝1，2，3依次表示车辆左转、车辆直行和车辆右转。
例如的含义如下：最近第1次本十字路口沿正Y方向右转的车辆数目为5辆；表示最近第2次本十字路口沿正X方向直行的车辆数目为20辆。
将最近三次所有的车辆数目累计，即
分别计算最近三次每个车辆方向、每个车辆转向所有的车辆数目，然后累计，即
计算本次红绿灯时间对应的最佳车辆期望值，之后时间分配单元计算出最佳的绿灯分配时间下标的含义同上述定义，例如t23＝60s，则表示：本次车辆沿负Y方向右转行驶需要设定的绿灯时间段为60秒。
至于黄灯时间可以设置为3s或其它比较合适的时间段，相应的红灯时间可以设置为绿灯时间段加相应的黄灯时间段。时间分配单元为每个红绿灯设计好最佳时间段后，采用在线的方式发生到相应的控制系统中，从而使得红绿灯按照最佳时间启闭。
Claims (5)
1.一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，包括正Y向处理单元、负Y向处理单元、正X向处理单元、负X向处理单元、时间分配单元和数据处理单元，其特征在于：
所述正Y向处理单元包括正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元；所述负Y向处理单元包括负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元；所述正X向处理单元包括正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元；所述负X向处理单元包括负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元；
所述数据处理单元用于计算本十字路口所有上一次通过的车辆数目、以及所有上次红绿灯中车辆通过所有的总时间；
所述数据处理单元内的数据实时更新，至少保留本次之前的三次红绿灯中通行过的车辆数目与车辆通行总时间；
所述时间分配单元根据所述数据处理单元更新后的新数据，预算本次十字路口各种车辆行驶的最佳期望值，然后根据最佳期望值计算最佳时间分配；
所述时间分配单元为每个红绿灯设计好最佳时间段后，采用在线的方式发生到相应的控制系统中，从而使得红绿灯按照最佳时间启闭。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，其特征在于：正Y左转车辆数目记录单元、正Y右转车辆数目记录单元和正Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正Y向左转的车辆总数目、正Y向右转的车辆总数目和沿正Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，其特征在于：负Y左转车辆数目记录单元、负Y右转车辆数目记录单元和负Y直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负Y向左转的车辆总数目、负Y向右转的车辆总数目和沿负Y向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
4.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，其特征在于：正X左转车辆数目记录单元、正X右转车辆数目记录单元和正X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿正X向左转的车辆总数目、正X向右转的车辆总数目和沿正X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
5.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的交通信号灯非等时管理系统，其特征在于：负X左转车辆数目记录单元、负X右转车辆数目记录单元和负X直行车辆数目记录单元分别捕捉车辆沿负X向左转的车辆总数目、负X向右转的车辆总数目和沿负X向直行车辆数目；并按照时间的先后顺序依次编号，至少记录本次之前的最近三次通过的车辆数目。
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