基于電子信息技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制研究

摘 要：交通信號(hào)燈控制的智能化實(shí)現(xiàn)與發(fā)展給今天的交通系統(tǒng)帶來了巨大的改變，尤其是城市交通系統(tǒng)。它不僅有利于改善交通狀況，疏通交通流，減少擁堵，而且可以節(jié)約一定成本，對促進(jìn)交通業(yè)穩(wěn)定發(fā)展具有重要價(jià)值。文章著重介紹了智能交通信號(hào)燈控制引入電子信息技術(shù)的必要性以及基于電子信息技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電子信息技術(shù)；交通信號(hào)燈；智能控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

在城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展推動(dòng)下，汽車數(shù)量越來越多，交通需求越來越高，道路擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，給人們的日常出行造成了一定影響。不僅如此，交通事故也隨之而增多，而一旦發(fā)生交通事故往往會(huì)造成人員和經(jīng)濟(jì)上的損失。為了改善交通問題，減少和避免交通事故發(fā)生，利用電子信息技術(shù)開發(fā)智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)顯得尤為必要。

1 智能交通信號(hào)燈控制引入電子信息技術(shù)的必要性

電子信息技術(shù)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用是對電子信息技術(shù)高速發(fā)展的一個(gè)直觀體現(xiàn)。電子信息技術(shù)具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢，構(gòu)造簡單，功能多樣，適用范圍廣，擁有專用儀器系統(tǒng)，用戶可以對其進(jìn)行自定義，靈活性高，在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用均發(fā)揮著無可替代的重要作用[1]。逐漸趨于軟件化方向發(fā)展的硬件，是國際硬件整體發(fā)展趨勢，而電子信息技術(shù)正與這一趨勢相符，且虛擬儀器技術(shù)十分強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多種功能，配備的專用軟件與探頭還可以有效的完成特定系統(tǒng)參數(shù)檢測，其中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)檢測就是電子信息技術(shù)在參數(shù)檢測方面中的一個(gè)應(yīng)用?？偠灾?，電子信息技術(shù)不僅功能強(qiáng)大豐富，而且適用于各領(lǐng)域，可以很好的滿足測量、科研、檢測等需求。所以，將該技術(shù)引入到智能交通信號(hào)燈控制當(dāng)中是非常必要的。

2 基于電子信息技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)介紹

現(xiàn)行智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)主要由三部分組成，發(fā)射裝置、交通信號(hào)燈系統(tǒng)和車載接收裝置。發(fā)射裝置利用無線方式將交通信號(hào)燈信息發(fā)射給交通信號(hào)燈系統(tǒng)，交通信號(hào)燈系統(tǒng)根據(jù)發(fā)送進(jìn)來的信號(hào)燈信息對交通信號(hào)燈進(jìn)行控制和顯示，有紅、黃、綠三種顏色，分別代表禁止通行、警示和可通行[2]。車載接收裝置安裝在機(jī)動(dòng)車輛之中，用于接收交通信號(hào)燈信息，包括語音、接收、顯示和控制四個(gè)單元。在交通系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，交通信號(hào)燈起著基本語言的作用，對交通進(jìn)行有序的指揮和疏導(dǎo)，使交通通暢與安全得到較好保證。

智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)工作的基本原理是：先由交通信號(hào)燈系統(tǒng)對信號(hào)燈信息進(jìn)行采集和顯示，然后由發(fā)射裝置對交通信號(hào)燈信息進(jìn)行讀取，經(jīng)降低功率處理后通過無線將信號(hào)燈信息發(fā)射出去。行駛在道路上的機(jī)動(dòng)車內(nèi)車載接收裝置感應(yīng)到發(fā)射裝置發(fā)射出的信號(hào)后，由接收單元對其進(jìn)行接收，并隨即發(fā)送給控制單元，對信號(hào)燈信息進(jìn)行解碼后發(fā)送給語音單元，最后發(fā)送給顯示單元[3]。

2.2 智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1 設(shè)計(jì)思路與總體設(shè)計(jì)

交通信號(hào)燈在道路交通系統(tǒng)中的重要作用不言而喻，它是保障車輛與行人安全通行、有序通行所不可缺少的重要裝置設(shè)備。鑒于交通信號(hào)燈主要是設(shè)置在人群集中、人員流動(dòng)頻繁，日流動(dòng)量較大以及過往車輛較多的分叉交通路口處，而非所有路口均設(shè)有交通燈，從這方面考慮，本系統(tǒng)將設(shè)置兩個(gè)交通信號(hào)燈，用以對不同方向（東西、南北）的交通進(jìn)行疏導(dǎo)控制[4]。在同一時(shí)刻，東西方向與南北方向的交通信號(hào)燈顏色是對立的，即東西綠燈，則南北紅燈；東西紅燈，則南北綠燈，過渡階段為黃燈?？紤]到十字路口白天交通流量大且頻繁，尤其是在上下班時(shí)段，因而需要對該處的交通信號(hào)燈變換時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，適當(dāng)縮短紅綠燈亮燈時(shí)長，以緩解交通擁堵狀況。晚間，人流與車流量減少，道路交通擁堵減緩，因而宜適當(dāng)延長信號(hào)燈變換時(shí)間。

基于上述思路分析，結(jié)合交通信號(hào)燈在工作過程中是通過簡單的外設(shè)和應(yīng)用程序?qū)⑿盘?hào)燈狀態(tài)信息反饋給控制終端的，因而基于電子信息技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)應(yīng)主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、智能交通控制中心、智能交通控制終端和電源管理及顯示模塊。數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)對交通信號(hào)燈的工作狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集并發(fā)送給控制中心，由控制中心對狀態(tài)信息進(jìn)行處理，對故障進(jìn)行處理?？刂平K端對信號(hào)燈的顏色及其變換和亮燈時(shí)長進(jìn)行顯示。

2.2.2 控制中心與終端設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集模塊將采集來的交通信號(hào)燈狀態(tài)信息經(jīng)由邏輯電路傳送至交通控制中心，控制中心接收到來自于數(shù)據(jù)采集模塊的狀態(tài)信息后，利用邏輯電路對信息進(jìn)行判斷，判斷信號(hào)燈當(dāng)前處于何種狀態(tài)，有紅燈亮、黃燈亮和綠燈亮三種狀態(tài)，通過判斷從而了解當(dāng)前交通信號(hào)燈的工作狀態(tài)，進(jìn)而保證道路交通信號(hào)燈系統(tǒng)正常運(yùn)行[5]。當(dāng)信號(hào)燈發(fā)生故障，控制中心根據(jù)邏輯電路判斷異常結(jié)果（不顯示上述三種狀態(tài)中的某一種），由系統(tǒng)第一時(shí)間發(fā)出警示，從而工作人員對故障進(jìn)行及時(shí)有效的處理，及時(shí)將故障清除，降低交通燈故障給車輛行駛帶來的影響。

交通控制終端模塊，負(fù)責(zé)對交通燈的顏色變換和亮燈持續(xù)時(shí)長進(jìn)行控制，它將傳輸進(jìn)來的控制信息傳輸給PC機(jī)，PC機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理后再返回給控制終端，控制終端根據(jù)指令要求對交通信號(hào)燈進(jìn)行智能化控制。對于智能交通控制終端的設(shè)計(jì)，采用靈活性高、可靠性高的層疊式順序框架，這種框架處于編輯狀態(tài)之下，各個(gè)框架結(jié)構(gòu)的順序可以較為容易的改變。本系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)不同方向的交通信號(hào)燈，因而需要采用兩個(gè)順序結(jié)構(gòu)，對于同一交通燈亮燈顏色的交替變換，可以通過設(shè)置局部變量來實(shí)現(xiàn)，而對于每種顏色的點(diǎn)亮持續(xù)時(shí)長控制則使用Window CVI提供的定時(shí)器，通過參數(shù)設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)信號(hào)燈點(diǎn)亮?xí)r間臨近結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)需要提醒車輛和行人注意安全，以信號(hào)燈閃爍顯示作為提醒，對于這一功能的實(shí)現(xiàn)可以通過文本信息設(shè)置來完成，最終完成基于電子信息技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

在城市交通發(fā)展快速的形勢下，智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用變得越來越重要和不可缺少，而電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的引入則更進(jìn)一步提升了信號(hào)燈系統(tǒng)在道路交通中的作用。因此，隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)應(yīng)積極引入該技術(shù)，充分利用該技術(shù)優(yōu)勢，對城市交通進(jìn)行調(diào)控，保障交通穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]王鵬.基于信息融合的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]周文奇，韓曉玉.電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的運(yùn)用研究[J].電子測試，2015，21：91-92.

[3]王可近.淺析電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的應(yīng)用方法[J].信息化建設(shè)，2015，12：280.

[4]劉秋山，李亮，袁祥，等.利用電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能交通信號(hào)燈的控制[J].河南科技，2015，23：38+40.

[5]何玉明.論電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，08：35.