[发明专利]一种智慧交通与柔性车道调控方法及设备

说明书

本发明公开了一种智慧交通与柔性车道调控方法及设备，包括数据采集单元、预测模块以及控制模块。数据采集单元包括多个交通测速仪以及车流相机，采集各路段某一时间段内的平均车速，各车道承载量、前一段时间内每小时的车流量信数据、各车道占用率、日期因素以及天气情况；预测模块采用的金豺优化算法对改进小波神经网络初始参数进行优化，并采用误差二次提取方法提高预测准确性；控制模块通过预测数据对交通指示灯时长以及柔性车道路段不同方向的车道数进行智能调控。与现有技术相比，本发明在保证交通秩序的同时有效减少了交通拥堵的状况，有效减少了路段平均通过时间，充分利用道路资源，有效解决交通拥堵的问题。

技术领域

本发明涉及交通车流量预测以及智能控制技术领域，具体涉及一种智慧交通与柔性车道调控方法及设备。

背景技术

近年来，我国城镇化、机动化、现代化进入快速发展阶段，但随着社会经济的迅速发展，城市规模不断扩大，小汽车快速进入家庭，城市交通机动化趋势明显，行车难、停车难现象突出，公共交通发展相对滞后，交通问题越来越成为制约城市发展的主要问题之一，不仅影响居民出行效率和体验，当前大多数城市交通供给难以满足城市快速增长的交通需求，城市交通基础设施建设、交通管理水平无法适应城市发展的需要，交通拥堵问题显著，所以打造高质量交通系统，提高居民出行效率和品质，增强人民生活幸福感、获得感和满足感的重要途径之一，是当下亟须解决的城市发展难题。

交通指示灯时间都是提前设置的，无法通过实际情况进行灵活调整，不可避免的造成的时间的浪费，再有就是目前的车道也是固定的，时长会出现某个方向的车道十分拥堵，而另一个方向十分稀疏，这也就造成了道路资源的浪费。

面对以上提到的交通拥堵的问题，就需要一种智能交通调节设备，对未来一段时间的车流量进行预测，并通过预测结果，对路口的交通指示灯的时长进行智能调节，在保证交通秩序的同时，提高单位时间内路口的通行车辆数目，设置柔性车道，充分利用交通道路资源。

发明内容

发明目的：针对背景技术中指出的问题，本发明公开了一种智慧交通与柔性车道调控方法及设备，对交通信号指示灯时长进行智能调控，并对柔性车道两侧的车道控制灯进行控制，有效减少了交通拥堵的状况，有效减少了路段平均通过时间，充分利用道路资源，有效解决交通拥堵的问题。

技术方案：本发明提供了一种智慧交通与柔性车道调控方法，该调控方法基于预设的柔性车道进行，定义中间两车道为柔性车道，终端控制器根据实时车流量数据，智能控制柔性车流开启的时间，包括如下步骤：

步骤1：采集包括日期因素、天气情况、各车道承载量、各路段的平均车速、各车道占用率以及前一段时间内每小时的车流量数据的数据并对其进行预处理；

步骤2：构建GJO-IWNN车流量预测模型，所述GJO-IWNN车流量预测模型采用金豺优化算法对改进小波神经网络初始参数进行优化，利用步骤1采集的预处理数据作为GJO-IWNN车流量预测模型输入层的节点数据，对未来短期内的车流量进行训练预测，并采用误差二次提取方法降低预测误差；

步骤3：根据步骤2预测的短期内的车流量数据，智能调控交通指示灯时长以及柔性车道路段不同方向的车道数。

进一步地，所述步骤1中采集的数据通过多个定点安装的交通测速仪，获取各路段某个时间段内的平均车速；通过多个定点安装的车流相机，获取当前车流量情况并计算当前各车道占用率。

进一步地，所述步骤2中改进小波神经网络具体为：

21)选取小波基函数，小波基函数公式如下所示：

22)构建小波神经网络的输入层、隐含层和输出层，隐含层的输出公式如下所示：