智能化技術(shù)在市政交通工程自動化控制中的應(yīng)用

趙紅明，梁 慧，董 飛

（臨沂市產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，山東 臨沂 276037）

0 引言

目前，大數(shù)據(jù)、云計算等智能化技術(shù)不斷發(fā)展和進步，而且這些技術(shù)在市政交通工程自動化控制中能夠發(fā)揮巨大的作用，提升交通運輸和建設(shè)的便利性的同時，還能實現(xiàn)市政交通工程的自動化控制，提升自動化控制水平。

1 智能化技術(shù)在市政交通工程自動化控制中的應(yīng)用特點

在市政交通工程自動化控制中應(yīng)用智能化技術(shù)實現(xiàn)智能交通系統(tǒng)，主要是應(yīng)用先進的計算機技術(shù)、信息機數(shù)據(jù)傳統(tǒng)等智能化技術(shù)，對交通工程進行科學化的管理，并在管理過程中充分考慮行人、路、車等因素，進而保證交通管理效果具有科學性，構(gòu)建范圍較為廣泛，作用強而且運動效率較高的交通管理系統(tǒng)。在交通工程中應(yīng)用智能化技術(shù)，能夠更好的滿族交通工程自動化控制需求，從實際應(yīng)用情況來分析，應(yīng)用特點主要體現(xiàn)在不需要人力控制、實現(xiàn)智能化控制數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理、不需要使用控制模型等三方面。

（1）不需要人力控制。近些年來，自動化技術(shù)發(fā)展進程逐漸加快，而且在很多領(lǐng)域中也逐漸實現(xiàn)智能化技術(shù)，隨著智能化機器設(shè)備的出現(xiàn)，促使自動化控制設(shè)備的工作效率大大提升，而且還能有效降低控制難度，減少人力資源投入，利用智能化技術(shù)實現(xiàn)對自動化控制設(shè)備的智能調(diào)節(jié)和設(shè)置，實現(xiàn)設(shè)備自我調(diào)節(jié)的同時，而且還不需要人力進行控制。

（2）實現(xiàn)智能控制數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理。智能化技術(shù)和傳統(tǒng)自動化控制技術(shù)相對比，更加具有科技性，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理。采用的智能化控制設(shè)備能夠?qū)斎氲臄?shù)據(jù)進行科學評估，而且還能對經(jīng)常輸入的數(shù)據(jù)進行查找和快速評估。對于市政交通控制來說，控制對象并不是一成不變的，而智能化技術(shù)能夠根據(jù)控制對象的變化，作出不同的控制方式，盡管控制對象沒有產(chǎn)生動作指令，但是智能化技術(shù)也能完成控制工作，提升控制效果。

（3）不需要使用控制模型。在市政交通工程中應(yīng)用智能化控制，與傳統(tǒng)使用的控制器相比不需要使用控制模式，能進一步提升自動化控制的緊密系數(shù)。在傳統(tǒng)應(yīng)用的控制器中，其技術(shù)水平較低，假如需要控制的動態(tài)方程具有較強的復雜性，就需要實現(xiàn)嚴謹控制，這樣就會大大降低控制的效率，而且還會影響控制模型設(shè)計效果。但是，應(yīng)用智能化設(shè)計之后，可以對被控制對象模型進行處理，不再應(yīng)用控制模式。

2 智能化技術(shù)在市政交通工程自動化控制中的應(yīng)用方式

2.1 道路監(jiān)控系統(tǒng)控制

市政交通工程中道路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)主要是對交通流量進行監(jiān)控，利用內(nèi)場、外場智能化監(jiān)控終端設(shè)備實現(xiàn)自動化控制，特別是特殊路段、橋梁以及重點位置等進行檢測和控制，并對外場設(shè)備、緊急電話、巡邏車輛等道路相關(guān)信息進行收集，對可能出現(xiàn)的交通事故進行種類劃分。例如，在惡劣天氣環(huán)境下，或者經(jīng)常發(fā)生交通事故的特殊路段，通過設(shè)置基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能道路監(jiān)控系統(tǒng)，采用虛擬線圈車速檢測的算法對車輛行車速度進行確定，通過在視頻監(jiān)控圖像中設(shè)置兩個或以上的虛擬線圈，并確定兩個虛擬線圈之間的實際距離 ，當車輛經(jīng)過虛擬線圈1后，就將擋圈虛擬線圈1激活，進而開始計時T1，當車輛經(jīng)過虛擬線圈2后，九江虛擬選擇2激活后進行計時T2，進而確定兩個虛擬線圈之間的時間差，根據(jù)速度計算公式，（ΔT表示車輛運動的一段時間，ΔS表示車輛運動ΔT時間內(nèi)車輛運動的位移），這樣就能確定車輛運行速度后，對其進行有效監(jiān)控， 避免超速出現(xiàn)危險事故。另外，還能采用高級監(jiān)控模式實現(xiàn)交通線路分析，將主線路和匝道線路結(jié)合起來，應(yīng)用車輛檢測器、緊急電話以及攝像視頻等設(shè)備獲取交通信息，并利用車輛控制機器、有線廣播等實現(xiàn)主線路控制。

2.2 車輛限載系統(tǒng)控制

在市政交通工程中，車輛超重超載是導致公路路面結(jié)構(gòu)破壞的主要因素，也是導致交通事故頻頻發(fā)生主要原因。因此，需要對超重超載車輛的行駛進行限制，這樣才能保證市政交通的安全性，減少道路養(yǎng)護成本的投入。因此，可以利用智能化技術(shù)，將車輛限載系統(tǒng)、圖像信息和收費系統(tǒng)等結(jié)合起來，避免出現(xiàn)違章車輛肇事逃逸的情況。具體可以在道路上設(shè)置低速稱重校對系統(tǒng)、高速動態(tài)稱重系統(tǒng)、報警裝置以及攝像機等設(shè)備，而且這些系統(tǒng)可以由線圈、路邊控制器、車牌識別器、軸重傳感器、圖像傳輸設(shè)備、限載系統(tǒng)等構(gòu)成。在限載系統(tǒng)中，動態(tài)的稱重監(jiān)控系統(tǒng)包括低速稱重校對系統(tǒng)、高速動態(tài)稱重系統(tǒng)兩種，能夠及時獲取車輛設(shè)備數(shù)據(jù)，對車輛進行實時抓拍，并獲取數(shù)據(jù)進行存儲，假如車輛出現(xiàn)超重或者超限情況，程序就會自動發(fā)出警報。比如，高速入口處設(shè)置的稱重系統(tǒng)，安裝的稱重檢測設(shè)備和入口發(fā)卡系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，貨車在經(jīng)過收費站口時必須進行稱重檢測，一般六軸列車驅(qū)動形式為6X4的限重為49噸，驅(qū)動形式為6X2的限重為46噸，對驅(qū)動軸為每軸、每側(cè)設(shè)置雙輪胎且裝備空氣懸架的3軸、4軸貨車以及4軸鉸接列車限重可以增加1噸，對于超出重量的車輛系統(tǒng)會自動發(fā)出警報，引起相關(guān)執(zhí)法人員注意，對車輛進行罰款處理，并對車輛進行跟蹤，對車輛信息進行實時上傳，而且高速監(jiān)控軟件還能對不同時間段車輛的運行情況進行查詢，實現(xiàn)信息共享。假如限載系統(tǒng)檢測出超載車輛，智能系統(tǒng)中車牌識別系統(tǒng)就能對車輛進行識別，采用MSER字符粗定位法和車牌特征的車牌定位算法，確定車輛車牌號，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫中的信息上傳到收費站服務(wù)系統(tǒng)中，確定超載車輛名單。另外，假如車輛超載后系統(tǒng)發(fā)出警報依舊駛出公路，就可以應(yīng)用收費系統(tǒng)中的防逃費功能，實現(xiàn)超載車輛的檢測并生成報告上報給相關(guān)執(zhí)法部門，對車輛進行懲罰。

2.3 交通信號控制

將智能化技術(shù)應(yīng)用于市政交通信號自動化控制中，建立智能交通信號燈控制系統(tǒng)，由交通信號控制機、PC控制終端、數(shù)傳終端、工業(yè)路由器等組成，能夠根據(jù)攝像頭傳感器實現(xiàn)自動化識別，結(jié)合路口交通情況，正常切換紅綠燈。同時，還可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，實現(xiàn)路口級、區(qū)域級、中心級等分布式、遞階控制形式，DTU帶有GPS功能，并利用GIS圖形化、向?qū)ЩM行管理和控制，還能實現(xiàn)多時段固定控制、人工干預(yù)控制、過飽和熱點控制、公交優(yōu)先控制、信號優(yōu)化控制、特勤車輛優(yōu)先控制、交通流量統(tǒng)計、設(shè)備運行狀態(tài)檢測等功能，提升交通信號控制效果。

2.4 智能外場終端控制

在市政交通工程中安裝汽車檢測器，能夠?qū)Φ缆飞鲜欠裼熊囕v經(jīng)過進行檢測，并結(jié)合檢測的數(shù)據(jù)，對車輛數(shù)量、車輛速度、道路占有率等進行計算，進而對自動化控制策略的制定提供相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)。通常車輛檢測器被安裝在路面之下，檢測器中主要包含智能處理器、環(huán)形線圈傳感器等。其中智能處理器中主要包含數(shù)據(jù)處理單元、信息檢測放大單元、數(shù)據(jù)傳輸接口單元等，和其他設(shè)備相對比，車輛檢測器中的各項數(shù)據(jù)能夠促使交通參數(shù)呈現(xiàn)多元化，能夠確定市政道路上不同車道中車輛速度、數(shù)量以及占有率等。同時，采用車輛檢測器的準確率也較高，檢測精度在90%以上。在進行車輛檢測過程中相同車輛在相鄰車道上連個線圈中會產(chǎn)生作用，并利用分析處理器對線路邏輯進行識別，之后產(chǎn)生相應(yīng)信號，對車道信息進行全面檢測。另外，該車輛檢測器還具有自動補償溫度的功能，比較適合用于野外連續(xù)工作，檢測器中的各項單元還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲，并與計算機外圍接口相連接，能夠?qū)νㄐ艂鬏旑l率進行調(diào)節(jié)，假如通信信息被中斷，那么數(shù)據(jù)能直接被錄入到計算機中。

3 結(jié)束語

總之，將智能化技術(shù)應(yīng)用于市政交通工程自動化控制中具有良好的現(xiàn)實價值，節(jié)省人力的同時， 還能有效實現(xiàn)道路監(jiān)控系統(tǒng)控制、車輛限載系統(tǒng)控制、交通信號控制以及智能外場終端控制等，提升市政交通的便利性，而且還能顯著提升交通工程的自動化控制效果?，F(xiàn)階段，在科學技術(shù)快速發(fā)展下，智能化技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊，需要提高對智能化技術(shù)的重視程度，研究和開發(fā)智能技術(shù)，將其應(yīng)用于各方面中，全面提升智能化水平，并更好地為市政交通工程自動化控制提供服務(wù)。