本發(fā)明涉及交通領(lǐng)域，尤其涉及一種智慧交通的信號燈智能控制系統(tǒng)及智能控制裝置。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的信號燈都是采用有線控制的方法進(jìn)行操作，主要通過鋪設(shè)電纜，利用電纜進(jìn)行傳輸信號，但是這種控制方法在施工和維護(hù)方面較為復(fù)雜和成本較高，從而逐漸的利用無線控制的方法代替有線控制，無線通信技術(shù)在信號燈控制系統(tǒng)中的應(yīng)用帶來了顯著的優(yōu)勢，包括減少施工成本、提高維護(hù)效率、增強(qiáng)擴(kuò)展能力以及提升系統(tǒng)性能。這種技術(shù)的應(yīng)用使得信號燈的控制無需鋪設(shè)電纜，從而簡化了施工過程并降低了成本。此外，無線通信技術(shù)還支持遠(yuǎn)程監(jiān)測和診斷功能，能夠快速定位故障并進(jìn)行修復(fù)，提高了維護(hù)效率。同時，無線通信技術(shù)使得信號燈節(jié)點的增減變得簡單快捷，便于靈活應(yīng)對交通需求的變化，并利用先進(jìn)的無線通信協(xié)議和技術(shù)保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃裕嵘讼到y(tǒng)整體性能。

2、但無論是有線控制的信號燈，還是無線控制的信號燈，在使用時都是直接固定不動的樹立在道路的路口，供行駛的車輛進(jìn)行觀察，但是在行駛車輛等待信號燈的過程中，或即將到達(dá)信號燈處，這時各個車輛之間的距離并不遠(yuǎn)，但當(dāng)前方車輛出現(xiàn)體積較大的貨車時，會直接遮擋掉后方車輛的視線，這樣后方車輛將無法很好的觀察信號燈，并不利于后方車輛的行駛。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種智慧交通的信號燈智能控制系統(tǒng)及智能控制裝置，以解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種智慧交通的信號燈智能控制系統(tǒng)，包括：信號燈控制器、傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、智能決策模塊和通信模塊，其中信號燈控制器用于接收交通數(shù)據(jù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)算法調(diào)整信號燈配時；

4、所述傳感器模塊包括車輛檢測傳感器和流量監(jiān)測傳感器，用于實時采集交通流量、車速、車流量信息；

5、所述數(shù)據(jù)處理模塊用于處理傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)，分析交通狀況；

6、所述智能決策模塊根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的分析結(jié)果，智能調(diào)整信號燈的配時方案；

7、所述通信模塊用于與其他交通管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

8、優(yōu)選的，所述智能決策模塊內(nèi)置dqn模型；

9、所述dqn模型由以下幾個主要組成部分構(gòu)成：

10、q網(wǎng)絡(luò)：一個深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入為環(huán)境狀態(tài)，輸出為各個可能動作的q值，通常使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

11、經(jīng)驗回放：為了打破數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，dqn使用一個經(jīng)驗回放緩沖區(qū)來存儲過去的經(jīng)驗，并在訓(xùn)練時隨機(jī)抽取這些經(jīng)驗進(jìn)行訓(xùn)練；

12、目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)：在訓(xùn)練過程中，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)用來計算目標(biāo)q值，通常每隔一定時間將q網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重復(fù)制到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，以穩(wěn)定訓(xùn)練過程；

13、所述dqn模型的訓(xùn)練過程包括以下幾個步驟：

14、初始化：

15、初始化q網(wǎng)絡(luò)和目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)；

16、初始化經(jīng)驗回放緩沖區(qū)；

17、執(zhí)行與收集數(shù)據(jù)：

18、在環(huán)境中執(zhí)行當(dāng)前策略，收集經(jīng)驗并存儲在回放緩沖區(qū)中；

19、樣本采樣：從經(jīng)驗回放緩沖區(qū)中隨機(jī)采樣一個小批量樣本；

20、計算q值：

21、計算當(dāng)前q值和目標(biāo)q值；目標(biāo)q值通常由以下公式計算：

22、target＝reward+γ·maxa′qtarget(s′,a′)

23、其中，\gammaγ是折扣因子；

24、qtarget(s',a')是目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)對下一個狀態(tài)s′和下一個動作a′的q值估計；

25、更新q網(wǎng)絡(luò)：

26、使用梯度下降方法最小化q值的均方誤差：

27、loss＝(q(s,a)-target)2

28、更新目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)：

29、定期將q網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重復(fù)制到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，以穩(wěn)定訓(xùn)練；

30、策略優(yōu)化：

31、在訓(xùn)練過程中，策略逐步優(yōu)化，初期會通過隨機(jī)探索來收集經(jīng)驗，隨著訓(xùn)練的進(jìn)行，策略會逐漸趨向于最優(yōu)解；

32、使用ε-greedy策略在訓(xùn)練過程中平衡探索和利用。

33、一種智慧交通的信號燈智能控制裝置，包括支撐架，所述支撐架上設(shè)置有安裝盒，所述安裝盒上設(shè)置有信號燈本體；

34、往復(fù)移動機(jī)構(gòu)，位于所述安裝盒內(nèi)部并與安裝盒固定連接，所述往復(fù)移動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動信號燈本體往復(fù)移動；

35、報警機(jī)構(gòu)，固定安裝在所述安裝盒上，所述報警機(jī)構(gòu)用于判斷往復(fù)移動機(jī)構(gòu)是否正常工作；

36、升降機(jī)構(gòu)，安裝在所述安裝盒內(nèi)部，所述升降機(jī)構(gòu)用于控制往復(fù)移動機(jī)構(gòu)上下移動。

37、優(yōu)選的，所述往復(fù)移動機(jī)構(gòu)包括安裝板，所述安裝板位于安裝盒內(nèi)部并與安裝盒固定連接；

38、所述安裝板上固定連接有雙軸電機(jī)，所述雙軸電機(jī)的動力輸出軸上固定連接有第一往復(fù)絲桿，所述第一往復(fù)絲桿上轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動套，所述轉(zhuǎn)動座與安裝盒固定連接；

39、所述第一往復(fù)絲桿上螺紋連接有螺紋塊，所述螺紋塊與安裝盒滑動連接。

40、優(yōu)選的，往復(fù)移動機(jī)構(gòu)還包括第二連接板，所述安裝盒上開設(shè)有凹槽，所述第二連接板位于凹槽內(nèi)部；

41、所述第二連接板與螺紋塊固定連接，所述第二連接板上設(shè)置有第一連接板，所述第一連接板通過螺栓與第二連接板相連接。

42、優(yōu)選的，所述報警機(jī)構(gòu)包括安裝罩，所述安裝罩與安裝盒固定連接；

43、所述安裝罩內(nèi)部滑動連接有滑動盤，所述滑動盤上固定連接有摩擦圈，所述滑動盤上固定連接有齒條，所述齒條上嚙合有第一齒輪，所述第一齒輪上固定連接有第三轉(zhuǎn)軸，所述第三轉(zhuǎn)軸與安裝盒轉(zhuǎn)動連接；

44、所述第三轉(zhuǎn)軸上固定連接有第五轉(zhuǎn)軸，所述第五轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動連接有蓄力盒，所述蓄力盒與安裝盒固定連接，所述蓄力盒內(nèi)部搭配第五轉(zhuǎn)軸安裝有卷簧。

45、優(yōu)選的，所述滑動盤上固定連接有按壓柱，所述安裝盒上固定連接有自復(fù)位式按壓開關(guān)，所述安裝罩上固定安裝有報警器，所述報警器與自復(fù)位式按壓開關(guān)電性連接。

46、優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)包括第四轉(zhuǎn)軸，所述第四轉(zhuǎn)軸與雙軸電機(jī)的動力輸出軸固定連接；

47、所述第四轉(zhuǎn)軸上固定連接有連接桿，所述連接桿上固定連接有驅(qū)動盤，所述驅(qū)動盤與安裝盒轉(zhuǎn)動連接，所述驅(qū)動盤上貫穿開設(shè)有齒槽，所述齒槽內(nèi)部設(shè)置有第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸上固定安裝有撥動片，所述撥動片位于齒槽內(nèi)部，所述第二轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動連接有轉(zhuǎn)動架，所述轉(zhuǎn)動架與安裝盒固定連接。

48、優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)還包括第一錐形齒輪，所述第一錐形齒輪與第二轉(zhuǎn)軸固定連接，所述第一錐形齒輪上嚙合有第二錐形齒輪；

49、所述支撐架內(nèi)部轉(zhuǎn)動安裝有第二往復(fù)絲桿，所述第二往復(fù)絲桿上貫穿開設(shè)有滑槽，所述滑槽內(nèi)部滑動連接有滑條，所述滑條與第二錐形齒輪固定連接；

50、所述第二錐形齒輪上轉(zhuǎn)動連接有螺紋板，所述螺紋板與第二往復(fù)絲桿螺紋連接，所述螺紋板與支撐架滑動連接，所述螺紋板與安裝盒固定連接。

51、優(yōu)選的，所述第二往復(fù)絲桿上固定連接有第四錐形齒輪，所述第四錐形齒輪上嚙合有第三錐形齒輪，所述第三錐形齒輪上固定連接有第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸貫穿支撐架并與支撐架轉(zhuǎn)動連接。

52、本發(fā)明的有益效果是：

53、1、本發(fā)明通過采用無線控制的方法控制信號燈本體，這樣有效的解決了信號燈本體被電纜束縛的問題，且信號燈本體可以通過雙軸電機(jī)的控制，不斷的促使其在安裝盒上往復(fù)的滑動，這樣信號燈本體的位置將會不斷地變化，這樣當(dāng)?shù)缆泛蠓降能囕v被前方車輛遮擋視線后，仍然能在信號燈本體移動到一定位置后，觀察到信號燈的指示情況，方便車輛駕駛員有效的查看信號燈本體的指示情況。

54、2、本發(fā)明在控制信號燈本體往復(fù)移動的過程中，會不斷地擠壓齒條移動，齒條的移動能帶動卷簧的轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到蓄力的效果，這樣在每次卷簧蓄力后，又開始釋放的過程中，能不斷地帶動摩擦圈移動，由于摩擦圈的摩擦力會使其移動的速度緩慢，這樣當(dāng)按壓柱還沒按壓自復(fù)位式按壓開關(guān)時，齒條又被作用擠壓驅(qū)動盤，從而方便能一直控制報警器不發(fā)出報警，但是當(dāng)報警器報警了，說明信號燈本體的移動出現(xiàn)問題，能及時的進(jìn)行維修。

55、3、本發(fā)明通過控制雙軸電機(jī)的反轉(zhuǎn)，能使信號燈本體沿著支撐架不斷地下移，這樣方便講信號燈本體降落到地面上，方便后續(xù)的檢修維修，且當(dāng)雙軸電機(jī)與信號燈本體同時出現(xiàn)故障時，還能通過手動操作使其下降。