現(xiàn)代城市智能交通信號(hào)的控制系統(tǒng)研究

李小偉

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的智能化建設(shè)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。智能體計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸發(fā)展，其在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用也日漸廣泛。智能體技術(shù)在交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用也逐漸廣泛，其在交通管控、系統(tǒng)建模仿真以及動(dòng)態(tài)路徑、擁堵管理等方面都有應(yīng)用。作為交通控制系統(tǒng)組成部分，城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)使用分布式系統(tǒng)，其在時(shí)時(shí)變化的動(dòng)態(tài)交通環(huán)境下，只能夠根據(jù)局部路口以及關(guān)聯(lián)路口信息的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)信號(hào)協(xié)調(diào)機(jī)制，保證交通順利。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代城市;智能交通信號(hào);控制系統(tǒng)研究

引言

當(dāng)前，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量持續(xù)增加，交通擁堵已經(jīng)成為了我國(guó)各個(gè)城市面臨的主要課題。在公共交通系統(tǒng)中，交通信號(hào)具有不可替代的作用，能夠?qū)?chē)輛和行人的交通行為進(jìn)行合理有效的調(diào)整，保證城市交通秩序。目前，很多地區(qū)交通信號(hào)控制系統(tǒng)相對(duì)落后，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題，為此應(yīng)當(dāng)全面加強(qiáng)交通信號(hào)系統(tǒng)的研究，積極引入智能化的交通信號(hào)控制系統(tǒng)，不斷提高交通調(diào)節(jié)能力，促進(jìn)我國(guó)城市交通壓力的全面緩解，滿(mǎn)足人們工作生活的需求。

1含義與特征

（1）穩(wěn)定的兼容效果。由于要連接各種交通信號(hào)的控制裝置，因而其系統(tǒng)的布局能夠達(dá)到穩(wěn)定的兼容效果;（2）實(shí)用性很強(qiáng)。需要注意的是，系統(tǒng)中所屬的各類(lèi)設(shè)備和技術(shù)等都應(yīng)達(dá)到道路交通的實(shí)際需求標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而為后續(xù)的技術(shù)操作和系統(tǒng)維護(hù)提供基礎(chǔ)保障，當(dāng)然也要確保其不受外部天氣和環(huán)境因素的影響;（3）開(kāi)放性和長(zhǎng)遠(yuǎn)謀劃的技術(shù)考慮。此類(lèi)系統(tǒng)初期的設(shè)定不僅僅限于當(dāng)下的城市交通需求，更是著眼于城市未來(lái)的發(fā)展，因而系統(tǒng)的功能延展性很強(qiáng);（4）高效性和先進(jìn)性的技術(shù)布局。此類(lèi)系統(tǒng)所配備的信息技術(shù)和操作方式皆是在系統(tǒng)運(yùn)行條件下應(yīng)運(yùn)而生的，相應(yīng)的運(yùn)行效率和技術(shù)程度毋庸置疑;（5）系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。此類(lèi)系統(tǒng)自身配備有自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警和恢復(fù)的功能，因而在系統(tǒng)運(yùn)行上極為穩(wěn)定，并能夠應(yīng)對(duì)各種突發(fā)的情況，從而確保交通運(yùn)行的安全通暢。

2智能體技術(shù)下的交通控制系統(tǒng)架構(gòu)

在城市交通控制中，傳統(tǒng)的控制模型一般使用的是集中式的架構(gòu)，若是路口范圍擴(kuò)大，這種集中式的架構(gòu)就無(wú)法進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的大量傳輸控制優(yōu)化，無(wú)法保證系統(tǒng)維護(hù)的安全性。隨著科技水平的不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能技術(shù)得到廣泛發(fā)展，在智能體技術(shù)中，其將智能體分為靜態(tài)智能體和動(dòng)態(tài)智能體兩種，其作為一種分布式的系統(tǒng)平臺(tái)，通過(guò)建立的智能網(wǎng)絡(luò)建立了多個(gè)模塊構(gòu)成的智能管理憑條，該技術(shù)在城市交通系統(tǒng)中的應(yīng)用十分具有意義。本文在城市交通數(shù)據(jù)中應(yīng)用智能體技術(shù)，為交通系統(tǒng)管理水平的提高作出努力，智能體系統(tǒng)架構(gòu)主要分成了三種類(lèi)型，分別為分層式、網(wǎng)絡(luò)式、混合式。分層式的組織形式是使全部系統(tǒng)整體分解成多個(gè)子系統(tǒng)，而各個(gè)子系統(tǒng)之前能夠?qū)崿F(xiàn)交互工作;而網(wǎng)絡(luò)組織形式是使系統(tǒng)整體分散，分散后的系統(tǒng)變成了不同的子系統(tǒng)，彼此連通，相互獨(dú)立，在局部網(wǎng)絡(luò)中使用，使用時(shí)可以對(duì)高復(fù)雜性的工作進(jìn)行處理協(xié)調(diào)和高速運(yùn)算。混合式的組織形式包含了前兩種形式特征。本文提出的城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)主要圍繞的是動(dòng)態(tài)智能體技術(shù)實(shí)行的，是一種城市交通控制管理技術(shù)。此外，動(dòng)態(tài)智能技術(shù)更具自身對(duì)網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)環(huán)境等方面的特征能夠保證系統(tǒng)可以在大規(guī)模交通實(shí)時(shí)運(yùn)行中將運(yùn)行信息傳輸?shù)阶酉到y(tǒng)，提高交管效率。

3現(xiàn)代城市智能交通信號(hào)的控制措施

3.1硬件設(shè)計(jì)策略

對(duì)于現(xiàn)代城市智能交通信號(hào)的控制系統(tǒng)，其中的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)務(wù)必要遵照模塊化的設(shè)計(jì)方式推進(jìn)，其中就涵蓋中央控制器和模擬路口燈等相應(yīng)的模塊布置。對(duì)于鍵盤(pán)與參數(shù)輸入模塊來(lái)說(shuō)，其主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和倒計(jì)時(shí)等狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)顯示，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行都是在其中各個(gè)部件的協(xié)作之下共同完成，具體應(yīng)用的時(shí)候通常都是采用八個(gè)七段數(shù)碼管，其中三個(gè)作用于倒計(jì)時(shí)的顯示，四個(gè)則顯示時(shí)間，另外的一個(gè)則是起著兩個(gè)時(shí)間標(biāo)注之間分隔符的作用。例如在具體的系統(tǒng)設(shè)定中，一般都是把CH454芯片作為鍵盤(pán)掃描或數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)的核心部件，而其中的總線連接方式則是使用傳輸可靠性更高的I2C具體進(jìn)行，并將其連接到LPC2378控制器上，從而達(dá)到相應(yīng)布控和協(xié)調(diào)的效果。另外，遵照信號(hào)機(jī)的各項(xiàng)功能標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而完成人機(jī)交換的技術(shù)參數(shù)協(xié)調(diào)，從而為后續(xù)的信息互通提供支持;燈泡檢測(cè)模塊所承擔(dān)的職責(zé)主要是城市道路交通燈工作狀態(tài)的檢測(cè)，以便在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)做出修整和調(diào)換;另外，針對(duì)綠燈信號(hào)設(shè)定的綠沖突模塊，則主要針對(duì)的是不同相位綠色交通信號(hào)的檢測(cè)，以免出現(xiàn)同綠、交通混亂的情況，而這樣也有助于保持穩(wěn)定暢通的交通運(yùn)行。

3.2模糊控制技術(shù)

模糊控制不需要利用數(shù)學(xué)模型，能夠通過(guò)對(duì)人腦的有效模擬，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的判斷以及推理，并能夠用較為自然的語(yǔ)言將人類(lèi)的常識(shí)和主要經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面準(zhǔn)確的表達(dá)，最終建立起適合計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的模型結(jié)構(gòu)。在信號(hào)燈控制中引入模糊控制，能夠模仿交警指揮交通的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通的良好控制。模糊控制中最重要的系統(tǒng)是專(zhuān)家系統(tǒng)，主要包括推理機(jī)、知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及模型數(shù)據(jù)庫(kù)等，該系統(tǒng)具備處理大量知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的能力，利用計(jì)算機(jī)和人工智能技術(shù)進(jìn)行推理判斷，進(jìn)而對(duì)人的決策過(guò)程進(jìn)行全面系統(tǒng)的模擬。專(zhuān)家系統(tǒng)充分利用各類(lèi)知識(shí)對(duì)交通情況進(jìn)行核實(shí)以及預(yù)測(cè)，利用人機(jī)交互界面輸入各種用戶(hù)信息，形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的規(guī)范化表達(dá)，通過(guò)相關(guān)模塊的處理轉(zhuǎn)化為用戶(hù)能夠理解的表達(dá)形式。同時(shí)，模糊控制系統(tǒng)主要存在的不足之處為缺少系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整和建立方法，操縱過(guò)程主要依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，主觀性較強(qiáng)。在應(yīng)用過(guò)程中無(wú)法結(jié)合外界情況變化及時(shí)做出調(diào)整，這也導(dǎo)致系統(tǒng)控制的精度不足。

3.3交叉口控制

城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)中應(yīng)用智能體技術(shù)，通過(guò)集成方法管控交通網(wǎng)絡(luò)，利用系統(tǒng)中的單層分布式智能體管控信號(hào)燈，系統(tǒng)管理信號(hào)燈，實(shí)現(xiàn)了城市信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的全局控制，使得各個(gè)交叉路口的信號(hào)燈能夠得到協(xié)調(diào)的控制。利用時(shí)間和空間的分離計(jì)數(shù)，對(duì)城市道路交叉路口的信號(hào)燈進(jìn)行協(xié)調(diào)科學(xué)的控制，按照車(chē)輛方向、類(lèi)型以及行進(jìn)速度等方面的差異對(duì)具體的車(chē)道進(jìn)行劃分，通過(guò)分流處理城市交通道路使不同車(chē)道上的信號(hào)燈能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的控制，改善城市道路中交叉路口的通行環(huán)境，環(huán)節(jié)道路擁堵問(wèn)題，保證道路交叉口通行順利。同時(shí)，應(yīng)用智能體技術(shù)也能夠使得行人及車(chē)輛的行駛路線得到優(yōu)化設(shè)置，使得行人的出行安全得到提升，交通秩序更加規(guī)范，防止由于信號(hào)燈而導(dǎo)致的交通擁堵或是其他問(wèn)題的出現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能體技術(shù)在城市交通信號(hào)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，使得交通信號(hào)控制系統(tǒng)之間的互用性得到提升。在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，將智能體技術(shù)與集成思想相結(jié)合，通過(guò)對(duì)城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一體化管理，進(jìn)而促使城市道路中的各個(gè)交叉口能夠完成實(shí)時(shí)的信號(hào)交互工作，以促使各個(gè)路口中的交通狀態(tài)能夠得到良好的了解。系統(tǒng)性在交互的過(guò)程中，通過(guò)實(shí)時(shí)交互的交通流信息來(lái)制定相應(yīng)的通信計(jì)劃，使得道路擁堵情況能夠得到及時(shí)的緩解、改善。此外，為了解決本系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)不確定性，智能體技術(shù)利用其本身的靜態(tài)功能使得各子系統(tǒng)之間的配合更加協(xié)調(diào)，同時(shí)按照靜態(tài)編碼控制算法和服務(wù)使其能夠在動(dòng)態(tài)變化中不斷適應(yīng)，進(jìn)而有效的控制整個(gè)交通信號(hào)系統(tǒng)。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)在交通信號(hào)處捕捉圖像并應(yīng)用圖像處理的概念，在車(chē)輛上環(huán)繞一個(gè)圓圈并計(jì)算車(chē)輛的數(shù)量，通過(guò)圖像處理的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)原始拍攝圖片信息的處理。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊.多智能體技術(shù)在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2016，42，07（18）：256-258.

[2]屈曉光.基于多智能體的城市交通控制系統(tǒng)研究[J].城市地理，2016，22（08）.

[3]楊濤.基于多智能體的區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)研究[D].