近日,针对城市非拥堵路段信号灯固定配时导致通行效率低、车辆无效空等时间长的行业痛点,河南交通职业技术学院李坤亚、郭一金等学生技术团队,研发出一套名为“智控瞬达”、基于低算力车辆识别与模糊控制算法的自适应红绿灯动态调控系统,实现了红绿灯根据实时车流自动调节配时,让车辆“不等空灯、少等红灯”。目前该系统已在郑州、开封等多地完成实地测试验证,为城市智慧交通管理提供了一种低成本、高效率的新思路。

城市交通信号灯是道路通行的“指挥棒”,然而在非拥堵路段,这根“指挥棒”却常常失灵——新区道路宽阔、车流量稀少,红绿灯却依旧按固定配时机械切换。团队调研发现,部分新区路段等待红灯时间超过40秒,事故发生率高达42.61%,夜间低流量时段红灯空等率接近90%。一面是宽阔的道路无人通行,一面是司机在空荡荡的路口干等红灯,“信号灯看不懂路况”成为市民出行的一大痛点,相关投诉屡见不鲜。

“我们在郑州新区实地观测时发现,很多路口明明没有车,红灯却一分多钟不变。”项目负责人李坤亚回忆,“有个出租车司机跟我们说,半夜跑夜班,路口连个车影都没有,硬是等完一个完整的红灯周期,这种无效等待最让人心急。这句话让我们下定决心做这个项目。”

要将红绿灯从“机械定时”变成“按需放行”,团队面临三道技术门槛。第一道是“怎么看”——传统智能交通方案多采用毫米波雷达或地磁感应系统,单路口设备成本高达数万元,难以在郊区道路大规模推广。团队另辟蹊径,利用道路上已有的交通摄像头,通过图像预处理和目标检测技术,在无需新增硬件的前提下实现车辆识别与测速,将单路口改造成本从数万元压缩至数千元,让智能红绿灯“用得起、铺得开”。

第二道关是“怎么算”——视频检测运算量大,对硬件算力要求高,容易产生处理延迟。团队创新采用模糊控制算法替代传统的神经网络方案,以路口排队车辆数作为输入量、绿灯延时作为输出量,通过模糊控制器动态调控单路口信号配时,在保证调控效果的同时将算力需求降低85%,百米车辆识别率达到92%,用“轻量级”算法跑出“高水准”效果。

第三道关是“怎么联”——单路口智能调控解决了“灯看车”的问题,但多路口协同不足仍会导致整体通行延误。团队引入遗传算法模拟优胜劣汰的进化机制,对多路口信号配时方案持续迭代优化,通过VISSIM仿真软件搭建六路口、双向四车道模型进行验证,使路网平均延误时间从86.1秒降至81.8秒,通行效率提升4.9%。

“我们做这个项目最大的体会是,技术方案要贴着基层的实际条件来设计。”团队成员郭一金说,“一线城市的高端方案动辄百万投入,中小城市用不起也用不上。我们要做的是一套低成本、易部署、真正能下沉到郊区道路的智能红绿灯方案。”

经过实验室内多轮测试优化,团队携样机进入郑州、开封等地开展实地验证。2025年9月至10月,系统在郑州东四环云溪南路与前程大道交叉口实测运行,数据显示停车次数、等待时长、日均无效绿灯时长等指标均显著优化。2025年11月在郑东新区、2026年1月在开封市经济技术开发区、2026年2月在郑州市白沙职教园区的多场景测试中,智能红绿灯系统均表现出良好的车流适配能力,动态实现“车多就多放行,车少就少放行”,有效避免了“无车空放、有车不放”的现象。相关测试工作还获得了郑州市交通警察支队一级警司黄伟的指导与推荐。

作为高职在校学生,团队没有高精尖实验室的优越条件,但依托学校省部级科研平台和校属企业交院技术集团的资源支撑,紧扣基层交通管理的真实需求做研发。团队四名核心成员来自城市轨道交通机电技术、机电设备维修、市场营销等多个专业,在算法开发、硬件搭建、市场调研、宣传推广等环节各展所长。项目负责人李坤亚专业对口、领导力突出,团队已以专科生为第一作者受理4项实用新型专利。河南交通职业技术学院长期坚持面向交通行业一线培养技术技能人才,鼓励学生走进交通现场发现问题、解决问题。李坤亚、郭一金等学生团队的技术探索,正是学校推进产教融合、以赛促创的实践成果之一。

下一步,团队将继续优化多路口协同控制算法,扩展智能红绿灯在拥堵路段的适用场景,推动产品在更多城市落地应用,让红绿灯真正“学会思考”,让道路不再“无畏等待”。