基于車聯(lián)網(wǎng)視角的智能紅綠燈發(fā)展研究

孔靖婧

摘要：隨著城市化進(jìn)程的加快，汽車成為人們出行的重要工具，給人們帶來便利的同時(shí)，也造成了一系列交通問題。本文旨在研究智能紅綠燈發(fā)展，以安徽省合肥市為例分析智能紅綠燈的發(fā)展及制約其發(fā)展的因素?；谲嚶?lián)網(wǎng)視角，借助無線通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)合理調(diào)整十字路口紅綠燈時(shí)長(zhǎng)，擺脫傳統(tǒng)紅綠燈的固定時(shí)長(zhǎng)，從而有效緩解交通堵塞，減少交通事故。

關(guān)鍵詞：智能紅綠燈;車聯(lián)網(wǎng);發(fā)展

第二次工業(yè)革命以來，汽車步入尋常百姓家中。汽車為人們出行提供便利的同時(shí)，交通事故、環(huán)境污染等問題也帶給了人們極大的煩惱。紅綠燈是管理城市交通的重要工具，雖然在一部分情況下其能很好的發(fā)揮作用，但隨著城市的不斷建設(shè)及汽車保有量的不斷增加，許多路段的紅綠燈與汽車通行量嚴(yán)重不匹配，尤其是上下班高峰時(shí)段。

目前，紅綠燈采用的是固定時(shí)長(zhǎng)，設(shè)置時(shí)間不夠靈活，近幾年來，車聯(lián)網(wǎng)的不斷興起給智能紅綠燈的發(fā)展帶來了很好的思路。依賴于物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)可以將道路上行駛的車輛信息進(jìn)行智能化處理，利用傳感器匯集汽車位置、速度等實(shí)時(shí)信息，利用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將這些數(shù)據(jù)反饋給計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息計(jì)算出合理的時(shí)長(zhǎng)，靈活地調(diào)整不同時(shí)段的信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)，改善交通環(huán)境?；谲嚶?lián)網(wǎng)視角的智能紅綠燈能夠?qū)崿F(xiàn)車輛、路、人三者之間的“交流”，緩解交通壓力。在交通擁堵問題日趨嚴(yán)重的今天，亟需應(yīng)用智能紅綠燈來解決交通問題。

一、國(guó)內(nèi)外智能紅綠燈的發(fā)展?fàn)顩r

（一）國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r

最早的智能交通系統(tǒng)是二十一世紀(jì)初從美國(guó)起源，經(jīng)過了許多年的發(fā)展，美國(guó)的智能交通系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先了世界上的其他國(guó)家。由于日本及一些歐洲國(guó)家領(lǐng)土有限，汽車保有量高而導(dǎo)致交通壓力非常大，很多國(guó)家的迫切需要促使智能紅綠燈出現(xiàn)的較早。目前，歐洲各國(guó)已計(jì)劃將不同國(guó)家現(xiàn)有的交通系統(tǒng)進(jìn)行融合，以實(shí)現(xiàn)歐洲國(guó)家的智能交通系統(tǒng)的互聯(lián)互通。與此同時(shí)，日本也根據(jù)自身情況制定了一個(gè)計(jì)劃，跟上智慧交通系統(tǒng)發(fā)展的步伐。

2012年，日本的岡本市推出了智能傳感器紅綠燈，成為了日本最先試點(diǎn)智能紅綠燈的城市。岡本市的智能紅綠燈能夠?qū)嚵髁亢腿肆髁窟M(jìn)行自動(dòng)感應(yīng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)附近路口沒有車輛行駛的時(shí)候，人行道上的紅綠燈會(huì)變換為綠色，這期間經(jīng)過的人們便可以順利通行。反之，若系統(tǒng)檢測(cè)到附近交通路況車輛比較多時(shí)，則會(huì)自動(dòng)讓人行道上的信號(hào)燈轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，讓車輛優(yōu)先通過。如果智能紅綠燈系統(tǒng)檢測(cè)到紅燈仍有行人通過的時(shí)候，會(huì)用可愛的女聲提醒他們不要闖紅燈。

（二）國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

由于我國(guó)的國(guó)情及政策的影響，智能紅綠燈的概念引入我國(guó)的比較晚。改革開放之后大概六七年，我國(guó)才漸漸把智能交通系統(tǒng)的主要地位放到智能紅綠燈技術(shù)上。它將較為先進(jìn)的通信傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理能力以及信息能力更加靈活地發(fā)展于整個(gè)城市的運(yùn)輸管理系統(tǒng)。1997年，國(guó)際研討會(huì)北京智能交通系統(tǒng)會(huì)議和中歐的城市智能交通發(fā)展變化，中國(guó)認(rèn)識(shí)到了智能紅綠燈的重要性并且迫切的需要。于是中國(guó)智能交通系統(tǒng)（控股）有限公司正式掛牌成立，并且在2010年選擇在香港交易所上市。

二、智能紅綠燈的應(yīng)用方向

目前，智能紅綠燈在國(guó)內(nèi)還沒有普遍應(yīng)用，但是在全球的城市中幾乎都已將智能紅綠燈納入“智慧城市”的一部分。根據(jù)美國(guó)的CEBR研究，認(rèn)為等待紅綠燈是造成堵車的主要原因。智能紅綠燈的應(yīng)用能夠節(jié)省人們的出行時(shí)間、較少汽車尾氣等有害物質(zhì)的排放等。根據(jù)智能紅綠燈在不同方面的作用，主要可分為以下幾種：

（一）城市實(shí)時(shí)公交

實(shí)時(shí)公交可以使人們出行更具靈活性，可根據(jù)實(shí)時(shí)情況選擇不同的出行方案，從而節(jié)約時(shí)間。基于車聯(lián)網(wǎng)的視角依托傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)可以傳遞車輛的實(shí)時(shí)速度及所處位置等實(shí)時(shí)公交信息。以安徽省合肥市為例，出行時(shí)可以利用高德地圖或百度地圖等app查詢欲乘坐的車輛，其可以顯示最近一輛和第二輛公交車離“我”最近的車站的距離及到達(dá)該車站所需的時(shí)間。除此之外，有許多公交站臺(tái)也設(shè)有電子顯示屏以提供各路公交車的實(shí)時(shí)信息，這樣一來人們便可以合理安排出行時(shí)間，靈活變更出行方式，極大地提高了出行的效率。

（二）保障特殊車輛優(yōu)先通行

在某些特殊情形下，例如警車捉拿犯罪分子、救護(hù)車急救病人、國(guó)家元首經(jīng)過時(shí)智能紅綠燈都可以提供極大的作用。

近年來，因交通堵塞導(dǎo)致救護(hù)車緊急運(yùn)送病人無法及時(shí)醫(yī)治而身亡的案例很多，引起了全社會(huì)的廣泛關(guān)注。在特殊車輛執(zhí)行緊急任務(wù)時(shí)，智能紅綠燈可以通過傳感系統(tǒng)檢測(cè)到路段情況，通過調(diào)節(jié)紅綠燈時(shí)長(zhǎng)的方式保證特殊車輛所在方向一路通行而與其交叉方向暫時(shí)停止通行。如此一來在保障執(zhí)行緊急任務(wù)的特殊車輛通行的同時(shí)也避免了來向車輛及交叉方向的車輛因避讓而造成的交通堵塞，從而使交通更加人性化、合理化。

（三）緩解交通擁堵，減少交通事故

在日常出行時(shí)，人們經(jīng)?？梢钥吹叫盘?hào)燈是紅燈的道路上堵得水泄不通，而反向車道上暢通無阻，尤其是上下班高峰時(shí)期。這樣一來不僅浪費(fèi)了道路資源，也使交通事故的發(fā)生率大大提高。由此可見，智能紅綠燈通過監(jiān)測(cè)車流量和路況從而合理調(diào)節(jié)信號(hào)燈的時(shí)長(zhǎng)對(duì)交通環(huán)境至關(guān)重要。以學(xué)校附近為例，放學(xué)時(shí)學(xué)生總是成群結(jié)隊(duì)，過馬路時(shí)十分危險(xiǎn)，尤其在紅綠燈時(shí)長(zhǎng)不合理的情況下。通過智能紅綠燈監(jiān)測(cè)學(xué)校路段的人流量進(jìn)而計(jì)算出合理的通行時(shí)間，這樣一來可以保障學(xué)生們的安全，減少交通事故的發(fā)生。

（四）減少有害物質(zhì)的排放

眾所周知，塞車會(huì)導(dǎo)致汽油等燃料的浪費(fèi)，增加有害物質(zhì)的排放從而造成大氣污染及溫室效應(yīng)加劇，對(duì)人體會(huì)造成很大的損傷。雖然現(xiàn)在很多的汽車制造時(shí)都會(huì)裝尾氣處理器，但是處理的并不完全，若想從根本上解決這個(gè)問題，只有想辦法減少尾氣的產(chǎn)生?；谲嚶?lián)網(wǎng)視角的智能紅綠燈的應(yīng)用能夠減少城市塞車時(shí)間，減少汽車行駛過程中的“走走停?！?，在根本上減少了尾氣的產(chǎn)生。

三、智能紅綠燈發(fā)展的制約因素

（一）數(shù)據(jù)傳輸延遲

雖然基于車聯(lián)網(wǎng)的智能紅綠燈采用無線通信技術(shù)、傳感技術(shù)等，但是數(shù)據(jù)的傳輸仍需要一些時(shí)間，從紅綠燈監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到路況到分析并計(jì)算車流量再到反饋到系統(tǒng)計(jì)算應(yīng)設(shè)置的時(shí)長(zhǎng)再自動(dòng)調(diào)整需要幾秒鐘的時(shí)間，有一定的滯后性。

（二）技術(shù)條件尚未成熟

智能紅綠燈的發(fā)展離不開許多技術(shù)的支撐，例如無線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等。其中無線通信技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)在近幾年快速發(fā)展，雖然可以做到數(shù)據(jù)傳輸，但是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量巨大繁雜，較難快速地提取有效信息。計(jì)算機(jī)處理技術(shù)隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的普及已有了巨大進(jìn)步，但是在數(shù)據(jù)共享方面仍有很大的進(jìn)步空間。

（三）資本難以及時(shí)注入

一種新興事物想要快速發(fā)展應(yīng)用，需要資金的及時(shí)注入。智能紅綠燈的應(yīng)用前期需要大量資本的進(jìn)入才能有效推進(jìn)，單一公司的資本實(shí)力不夠雄厚，難以有效推廣，這就需要政府與企業(yè)攜手，政府通過招標(biāo)提供資金支撐，企業(yè)提供技術(shù)支持。這才是智能紅綠燈合理的應(yīng)用之路。

四、合肥市智能紅綠燈發(fā)展的政策建議

合肥作為繼北京、上海之后的全國(guó)第三個(gè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心近幾年吸引了大量人才流入，城市交通擁堵問題日趨嚴(yán)重。雖然截至2020年12月，合肥軌道交通運(yùn)營(yíng)線路已有四條，但是交通問題并沒有得到很好的解決。

智能紅綠燈屬于智慧交通的重要一環(huán)，合肥市政府應(yīng)當(dāng)大力支持智能紅綠燈的發(fā)展建設(shè)，下決心解決城市交通問題。可以借鑒國(guó)外智能紅綠燈發(fā)展經(jīng)驗(yàn)、通過招商引資對(duì)智能紅綠燈的建設(shè)進(jìn)行資金支持等。合肥市高新區(qū)產(chǎn)業(yè)園眾多，是創(chuàng)新性示范基地，在此試點(diǎn)智能紅綠燈是個(gè)不錯(cuò)的選擇，一來可以吸引眾多的投資者從而給予智能紅綠燈更多的資金支持，二來高新區(qū)的不同領(lǐng)域所涉及到的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)及各方面的創(chuàng)新型人才都是智能紅綠燈發(fā)展的先決條件。雖然智能紅綠燈的應(yīng)用能在一定程度上緩解交通堵塞問題、減少尾氣排放，但無法徹底解決這些問題，必須與拓寬路面、安裝尾氣處理器等措施配套。

五、結(jié)語

總的來說，智能紅綠燈的發(fā)展?fàn)顩r是由無線傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等共同發(fā)展而確立的。伴隨科技的發(fā)展，這些前沿技術(shù)也會(huì)不斷地進(jìn)步，智能紅綠燈系統(tǒng)也會(huì)推陳出新，逐步更迭。未來，車聯(lián)網(wǎng)視角下的智能紅綠燈一定會(huì)成為引領(lǐng)智能交通系統(tǒng)的指路明燈。

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本文系安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助.項(xiàng)目編號(hào)：201910378296.