紅綠燈數(shù)據(jù)融合的柵欄控制系統(tǒng)的研究

于 越，李萌萌，安子琦

（西藏大學(xué)，拉薩 850000）

在設(shè)計(jì)中控制交通信號(hào)燈，通過(guò)使用智能系統(tǒng)應(yīng)用模式，特別是交通燈傳感器數(shù)據(jù)融合，進(jìn)行有效控制，對(duì)于交通疏導(dǎo)有明顯效果。通過(guò)紅綠燈設(shè)計(jì)旨在優(yōu)化基于傳感器信息融合和數(shù)據(jù)交通燈的目的，進(jìn)行設(shè)計(jì)、探索、利用感應(yīng)傳感器設(shè)置等柵欄控制交通，利用現(xiàn)有的交通控制系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù)參數(shù)，提高了交通安全和交通服務(wù)質(zhì)量。

1 紅綠燈數(shù)據(jù)融合的柵欄控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

基于智能交通燈傳感器的使用，特別是通過(guò)設(shè)計(jì)具有各種傳感器的交通燈控制，將燈實(shí)時(shí)有效的轉(zhuǎn)換為傳感器來(lái)控制數(shù)字輸出的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流量管理、服務(wù)、智能化、智能化、有效性、易用性、編程簡(jiǎn)單、系統(tǒng)易用等諸多功能，提高了服務(wù)的高效性。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，對(duì)于此先進(jìn)技術(shù)，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家將傳感器技術(shù)和通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的變革，視為同等重要，也被稱為信息技術(shù)的三大支柱之一。傳感器技術(shù)作為被公認(rèn)為有前途的高科技，它在許多領(lǐng)域都有前所未有的快速發(fā)展和展現(xiàn)。在這種背景下，世界各國(guó)對(duì)傳感器的應(yīng)用都有一定的研究，通過(guò)提高其技術(shù)水平，通過(guò)傳感器技術(shù)來(lái)測(cè)量。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，傳感器市場(chǎng)對(duì)提高技術(shù)覆蓋面起著重要的作用和影響，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，同時(shí)傳感器技術(shù)的發(fā)展，也起到了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，目前傳感器市場(chǎng)發(fā)展非常迅速。

2 加強(qiáng)紅綠燈數(shù)據(jù)融合的柵欄控制系統(tǒng)研究的重要性

加強(qiáng)紅綠燈數(shù)據(jù)融合的柵欄控制系統(tǒng)不僅可以緩解目前日益增長(zhǎng)的交通流量，解決紅綠燈比例是解決不匹配的問(wèn)題，它還可以減少行人闖紅燈和“中國(guó)式”過(guò)馬路問(wèn)題。在合理控制時(shí)間的前提下，盡可能在合理的期限內(nèi)確保行人可以通過(guò)道路，通過(guò)在交通燈中應(yīng)用傳感器，行人的通行的時(shí)間將被納入考慮范圍內(nèi)。傳感器的使用降低了市場(chǎng)上現(xiàn)有智能按鈕的維護(hù)成本，壓力傳感器的市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)，使用和覆蓋范圍穩(wěn)步增加，也有助于傳感器領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。集成傳感器將成為未來(lái)傳感器的主要發(fā)展方向，集合了集成電路和傳感器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。與國(guó)外傳感器技術(shù)相比，我國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方工業(yè)化國(guó)家。然而，目前在我國(guó)傳感器具有廣泛的應(yīng)用和良好的生產(chǎn)前景，因此應(yīng)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)研究。

3 紅綠燈數(shù)據(jù)融合的柵欄控制系統(tǒng)的研究

3.1 系統(tǒng)概述

對(duì)于動(dòng)態(tài)控制交通信號(hào)燈，需要建立一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)控來(lái)自每個(gè)連接道路的交通信息，以達(dá)到合理安排車(chē)輛、通行通行十字路口的目的，也就是說(shuō)，每個(gè)分段都與車(chē)輛交叉路口相交作為控制交通燈長(zhǎng)度的基礎(chǔ)，監(jiān)控整體城市交通需要放置大量傳感器節(jié)點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載傳感器節(jié)點(diǎn)的增加而增加，隨著流量增加，車(chē)輛延遲通過(guò)也要增加。因此考慮到組織結(jié)構(gòu)層次，第一層是一個(gè)部分控制層，每個(gè)交叉口通過(guò)這個(gè)交叉口交通燈控制中的不同道路交通信息，第二階段達(dá)到整個(gè)協(xié)調(diào)層，通過(guò)提供每個(gè)路口的信息收集，進(jìn)行整個(gè)城市交通網(wǎng)絡(luò)的分析和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)合理分配的目的。第三階段是匯聚節(jié)點(diǎn)，在特定區(qū)域內(nèi)選擇作為聚合節(jié)點(diǎn)簇頭（也作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)存在）類型與該區(qū)域中的其他簇頭比較，交集收集信息進(jìn)行通信，并在信息之后在中央控制平臺(tái)的進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的整體協(xié)調(diào)。

3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常由四個(gè)模塊組成，即采集模塊、處理模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊組成。節(jié)點(diǎn)數(shù)量取決于發(fā)生在不同應(yīng)用中的設(shè)計(jì)變量，在此控制系統(tǒng)中主要是傳感器節(jié)點(diǎn)完成節(jié)點(diǎn)數(shù)量和車(chē)輛彼此通信，傳感器模塊測(cè)試磁阻傳感器到微控制器作為處理模塊，無(wú)線發(fā)射器和通信模塊的天線配置成通過(guò)由車(chē)輛組成的鋰電池來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用計(jì)數(shù)原理完成車(chē)輛的磁阻傳感器檢測(cè)，可以檢測(cè)與鐵磁物體的地磁干擾。幾乎所有車(chē)輛都是由鐵、鋼制成的，比周?chē)諝獾臐B透性更大，它們是地磁場(chǎng)引起的磁力線附近的磁場(chǎng)乘以磁場(chǎng)。如果距離15米，則可以檢測(cè)到車(chē)輛。因此，可以使用放置在路基中的磁阻傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)檢測(cè)車(chē)輛。并且可以通過(guò)使用滯后特性（例如通過(guò)該方法的連續(xù)地面交通）來(lái)檢測(cè)車(chē)輛是否穩(wěn)定并且可以被有效地檢測(cè)到。

3.3 節(jié)點(diǎn)布局和系統(tǒng)布局

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)交通燈控制模型基于雙向單向街道的交叉，顯示了節(jié)點(diǎn)的布局和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。可以推導(dǎo)出更復(fù)雜的多車(chē)道道路路況。即使埋在路基下的磁阻傳感器用于檢測(cè)車(chē)輛是否通過(guò)，黑點(diǎn)表示信息收集節(jié)點(diǎn)。交叉路口中間的點(diǎn)O標(biāo)識(shí)交通燈控制節(jié)點(diǎn)，其可以嵌入或集成在交通信號(hào)中。每個(gè)信息收集節(jié)點(diǎn)通過(guò)信息處理和預(yù)設(shè)算法向O，O發(fā)送統(tǒng)計(jì)流量信息，以控制流量信號(hào)。相鄰區(qū)域中的多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)可以選擇O并將其集成為匯聚節(jié)點(diǎn)。該區(qū)域的交通信息用于處理回送的中央控制平臺(tái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，近年來(lái)，現(xiàn)代城市建設(shè)發(fā)展迅速，城市交通壓力增大。交通燈控制系統(tǒng)是城市交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，可有效提高交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性和靈活性。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中積極運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，進(jìn)一步改善和優(yōu)化交通路口，使傳感器技術(shù)在交通燈控制系統(tǒng)中起著更重要的作用。