基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通控制系統(tǒng)研究

聶冰花

摘要：該文將詳細(xì)介紹影響智能交通控制系統(tǒng)應(yīng)用安全的主要因素，通過(guò)專業(yè)的研究與調(diào)查，精準(zhǔn)找出智能交通控制體系的框架設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包含信號(hào)采集、交通控制體系等，并提出以流量檢測(cè)技術(shù)、信號(hào)控制器、模糊控制及車路協(xié)同體系為基礎(chǔ)的智能交通控制體系的應(yīng)用實(shí)踐，利用該項(xiàng)實(shí)踐可有效改善交通控制水平，從而提升智能交通控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：智能交通控制系統(tǒng)? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)? 模糊控制? 信號(hào)控制器

中圖分類號(hào)： TP391.4;U495???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-3791（2021）01（b）-0000-00

Research on Intelligent Traffic Control System Based on Internet of Things

NIE Binghua

（Patent Examination Cooperation（Henan）， Center of the Patent Office， CNIPA， Zhengzhou， Henan Province， 450000 China）

Abstract： This paper will introduce in detail the main factors affecting the application safety of intelligent traffic control system. Through professional research and investigation， it accurately finds the framework design of intelligent traffic control system， which includes signal collection， traffic control system， and proposes the application practice of intelligent traffic control system based on traffic detection technology， signal controller， fuzzy control and vehicle-road coordination system. Using this practice can effectively improve the level of traffic control， so as to enhance the application effect of intelligent traffic control system.

Key Words： Intelligent traffic control system; Internet of Things technology; Fuzzy control; Signal controller

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引導(dǎo)下，智能交通控制體系建設(shè)可處在良性發(fā)展中，相關(guān)人員應(yīng)利用該系統(tǒng)的搭建來(lái)改善區(qū)域交通的整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)，在使用模糊控制、信號(hào)控制器的情況下，可高效地完成智能交通控制體系內(nèi)部各項(xiàng)功能的連接，增強(qiáng)該系統(tǒng)內(nèi)部跟蹤、監(jiān)測(cè)與管理的全方位發(fā)展。

1影響智能交通控制系統(tǒng)應(yīng)用安全的主要因素

一般來(lái)講，影響智能交通控制系統(tǒng)應(yīng)用安全的主要因素為該系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)械設(shè)備存有安全問(wèn)題，在智能交通控制體系內(nèi)，各類機(jī)械物體可進(jìn)行有效連接，部分機(jī)械設(shè)備在連接時(shí)帶有極強(qiáng)的復(fù)雜性、危險(xiǎn)性，雖然多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器與感知節(jié)點(diǎn)不必采用人工監(jiān)控，但受某些要素影響，該類設(shè)備在運(yùn)行時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)些許漏洞，若該系統(tǒng)內(nèi)的硬件軟件遭受侵襲，則會(huì)降低該類設(shè)備的使用效果。當(dāng)感知網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸產(chǎn)生安全問(wèn)題時(shí)，其主要原因?yàn)橹悄芙煌刂企w系的傳感節(jié)點(diǎn)功能設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，由于其自身能量存有不同類型的備用電池，該系統(tǒng)的信息保護(hù)水準(zhǔn)則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。無(wú)論是溫度測(cè)量還是水文監(jiān)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的信息傳輸都存有不同標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)不同的情況下適時(shí)縮減了智能交通控制體系的應(yīng)用安全[1]。此外，雖然智能交通控制體系內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸功能較完善，但由于物聯(lián)網(wǎng)體系內(nèi)的數(shù)據(jù)信息較多，在正式使用時(shí)相關(guān)人員需對(duì)其實(shí)行合理判斷，若信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用不合理將直接削弱該體系的應(yīng)用效果，因而在設(shè)計(jì)智能交通控制體系的整體框架時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)科學(xué)明確該體系內(nèi)部的各項(xiàng)控制性內(nèi)容。

2智能交通控制體系的框架設(shè)計(jì)

2.1信號(hào)采集

在搭建智能交通控制體系的內(nèi)部框架前，相關(guān)人員應(yīng)適時(shí)完成相關(guān)區(qū)域的信號(hào)采集工作。通常來(lái)講，收集車輛信息的方法較多，可使用固定式收集，即利用專業(yè)檢測(cè)設(shè)備，如標(biāo)簽閱讀器、環(huán)形線圈、超聲波測(cè)試儀、地磁檢查儀、視頻檢測(cè)儀與微波檢測(cè)儀等來(lái)實(shí)行多角度、多方位的信息檢測(cè)，透過(guò)各項(xiàng)設(shè)備的精準(zhǔn)檢查來(lái)完整了解相關(guān)地區(qū)具體的車輛流動(dòng)信息[2]。在收集交通數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)增加數(shù)據(jù)收集的精準(zhǔn)度，利用相關(guān)器械較精準(zhǔn)地完成數(shù)據(jù)采集，比如：可使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的傳感器進(jìn)行信息采集，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的后臺(tái)運(yùn)行不同類型的數(shù)據(jù)信息，并巧妙實(shí)行數(shù)據(jù)融合、結(jié)構(gòu)化描述等預(yù)處理事務(wù)，給此后智能交通控制體系的整體建設(shè)帶去更為準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)的格式化數(shù)據(jù)，有助于相關(guān)設(shè)備機(jī)械對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)行科學(xué)性分析，以增強(qiáng)智能交通控制體系搭建的合理性、可執(zhí)行性[3]。

2.2交通控制體系

在完成信號(hào)采集后，相關(guān)人員可利用適宜的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)架構(gòu)智能交通控制體系，從該體系建設(shè)的重點(diǎn)上看，交通控制體系的建設(shè)為其架構(gòu)核心。一般來(lái)講，在建設(shè)交通控制體系前，相關(guān)人員應(yīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將該體系劃分成不同層級(jí)，如控制中心級(jí)、控制區(qū)域級(jí)與控制路口級(jí)。針對(duì)控制中心級(jí)而言，該類層級(jí)的主要適用范圍為相關(guān)城市的所有區(qū)域，要借用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)合理開展該類區(qū)域的交通控制，設(shè)計(jì)多項(xiàng)不同種類的管理功能，其管理功能需包含整體區(qū)域的全面監(jiān)測(cè)、合理性服務(wù)的控制與對(duì)應(yīng)性數(shù)據(jù)參數(shù);從控制區(qū)域級(jí)的角度上看，在該區(qū)域平臺(tái)內(nèi)，相關(guān)人員要完成區(qū)域交通信息數(shù)據(jù)的收集，該項(xiàng)內(nèi)容有對(duì)不同信號(hào)處理的預(yù)測(cè)，并制訂出管控路口的執(zhí)行方案，在優(yōu)化區(qū)域路口的交通狀況時(shí)，其內(nèi)部的區(qū)域控制器要及時(shí)完成信號(hào)的監(jiān)測(cè)與管理;對(duì)于控制路口級(jí)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)層級(jí)需做到上傳與收集較完整的交通信息數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)制訂出符合地區(qū)交通建設(shè)的方案，再利用相關(guān)路口交通的具體需求來(lái)合理調(diào)制紅綠燈時(shí)間，在完成區(qū)域交通優(yōu)化的情況下，讓該類信號(hào)時(shí)序處在最大臨界區(qū)間，全面增強(qiáng)路口情況與交通發(fā)展態(tài)勢(shì)的適應(yīng)性，切實(shí)改善區(qū)域交通整體的流暢度[4]。

3以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能交通控制體系的實(shí)踐應(yīng)用

3.1流量檢測(cè)技術(shù)

針對(duì)流量檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，其主要應(yīng)用原理為射頻信號(hào)的高效使用，在當(dāng)前空間電磁存有耦合的情況下，利用無(wú)接觸狀態(tài)來(lái)完成數(shù)據(jù)信息的傳遞與識(shí)別，可將超高頻段放置到相關(guān)區(qū)域的車輛管理中，透過(guò)適宜的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)完成車牌的身份標(biāo)識(shí)，將該系統(tǒng)當(dāng)作車輛管理的信息載體，不但適時(shí)測(cè)算出車輛管理的內(nèi)部信息，還需帶有適宜的車輛管控服務(wù)，并利用信息錄入等功能來(lái)完成與車輛控制相關(guān)的信息交互[5]。同時(shí)，流量檢測(cè)技術(shù)多運(yùn)用在無(wú)線系統(tǒng)內(nèi)，該技術(shù)的內(nèi)部構(gòu)成為兩項(xiàng)基礎(chǔ)元件與EPC編碼技術(shù)，在該項(xiàng)編碼技術(shù)的指引下，不同射頻都會(huì)帶有對(duì)應(yīng)的編碼。技術(shù)人員將流量檢測(cè)技術(shù)放置在智能交通控制體系內(nèi)部時(shí)，該技術(shù)會(huì)將進(jìn)入到智能交通控制系統(tǒng)的車輛張貼標(biāo)簽，使之生成感應(yīng)電流，再將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息發(fā)出，而相關(guān)天線在接收到該類信息后則要利用閱讀器來(lái)完成對(duì)應(yīng)信號(hào)的處理、讀取，在掌握車輛運(yùn)行頻率與具體情況的基礎(chǔ)上，需向智能控制體系發(fā)出信息收據(jù)，而該類體系在得到信息反饋的情況下，給出合理性決策，適時(shí)調(diào)整交通信號(hào)燈的變換周期，適時(shí)增強(qiáng)車流量的科學(xué)性，促進(jìn)區(qū)域行車安全[6]。

3.2信號(hào)控制器

在應(yīng)用智能交通控制體系期間，相關(guān)人員還應(yīng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)衍生出適宜的信號(hào)控制器，借用該項(xiàng)器械來(lái)更好地控制區(qū)域交通管理系統(tǒng)。一般來(lái)講，由于信號(hào)控制器的使用為嵌入式，在全面考量該交通系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r后，需運(yùn)用不同形態(tài)的芯片來(lái)完成交通控制體系的信號(hào)控制。在正式使用信號(hào)控制器前，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體操作步驟來(lái)設(shè)置嵌入類硬件平臺(tái)，在該平臺(tái)中安設(shè)多項(xiàng)數(shù)據(jù)管理功能，如數(shù)據(jù)的處理、控制與傳輸?shù)龋谕卣箶?shù)據(jù)管理功能的基礎(chǔ)上，提升信號(hào)控制器的使用效果[7]。在應(yīng)用嵌入式信號(hào)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，技術(shù)人員需為該系統(tǒng)設(shè)置多項(xiàng)處理器與應(yīng)用模塊，使其處理系統(tǒng)帶有高度集成特征，為區(qū)域交通控制實(shí)行合理的實(shí)時(shí)計(jì)算服務(wù)[8]。針對(duì)信號(hào)控制器而言，其內(nèi)部模塊要精準(zhǔn)集成多類通信接口，在使用信號(hào)控制機(jī)、流量檢測(cè)設(shè)備后完成對(duì)應(yīng)的通信工作，而該部分與控制中心間的通信則要運(yùn)用以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。若遭遇特殊情況，相關(guān)人員應(yīng)在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)開展不同程度的人機(jī)交互，將輸出部分與輸入部分都放置在鍵盤陣列內(nèi)，并精準(zhǔn)設(shè)置接口、卡槽、顯示器與觸摸屏位置，針對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)調(diào)試過(guò)程而言，其內(nèi)部接口需由串口提供調(diào)試，在正式運(yùn)行前需實(shí)行精準(zhǔn)測(cè)量，使之有效達(dá)成運(yùn)行調(diào)試與程序下載要求[9]。

3.3模糊控制

一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在與智能交通控制體系融合的過(guò)程中，相關(guān)人員還可利用相關(guān)技術(shù)來(lái)完成對(duì)交通信號(hào)的模糊控制。在當(dāng)前的路段智能體系中，若單獨(dú)的交叉口未存有過(guò)多的交通需求，則可利用適宜技術(shù)來(lái)削減信號(hào)轉(zhuǎn)換周期，還要讓綠燈擁有至少15 s以上的時(shí)間，以保障各類車輛的安全通行;當(dāng)交通需求量較大時(shí)，則要適當(dāng)增加信號(hào)轉(zhuǎn)換周期，最長(zhǎng)時(shí)間要保持在120 s以內(nèi)，若超過(guò)該項(xiàng)數(shù)值則會(huì)給該區(qū)域交通系統(tǒng)造成不良影響。另一方面，在實(shí)行模糊控制器設(shè)計(jì)期間，相關(guān)人員需精準(zhǔn)確認(rèn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，依照該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部實(shí)際狀況來(lái)確認(rèn)輸出變量與輸入變量，再根據(jù)其獲取到的數(shù)據(jù)信息設(shè)定對(duì)應(yīng)的模糊合集。對(duì)于模糊推理下的決策算法設(shè)計(jì)，相關(guān)人員應(yīng)合理確定對(duì)應(yīng)的模糊規(guī)則，再將該規(guī)則當(dāng)作基礎(chǔ)背景來(lái)完成模糊推理工作，從模糊方式的使用角度上看，要利用有效性方式將模糊量轉(zhuǎn)化成精確量，并完成對(duì)具體對(duì)象的控制[10]。此外，相關(guān)人員在適時(shí)觀察區(qū)域交通具體的運(yùn)行情況后，需依照該排隊(duì)長(zhǎng)度來(lái)測(cè)算出當(dāng)前該地區(qū)的交通需求，再使用模糊控制法來(lái)完成交通信號(hào)燈的控制，保障道路行人車輛的整體安全。

3.4車路協(xié)同體系

在進(jìn)行智能交通控制體系的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，相關(guān)人員還應(yīng)適時(shí)關(guān)注該控制體系的發(fā)展方向，即車路協(xié)同性，并依照該發(fā)展態(tài)勢(shì)適時(shí)搭建出車路協(xié)同智能運(yùn)行系統(tǒng)。在進(jìn)行車路協(xié)同智能體系的搭建時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)適時(shí)關(guān)注車路動(dòng)態(tài)信息的交互，借用全動(dòng)態(tài)交通控制過(guò)程來(lái)完成此類信息的融合與收集，有效完成車輛道路的安全性控制，增進(jìn)路、車、人的協(xié)同性管理[11]。具體來(lái)看，在建設(shè)車路協(xié)同智能系統(tǒng)的過(guò)程中，相關(guān)人員需適時(shí)安置主機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)，利用該機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部技術(shù)給出系統(tǒng)定位，為確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的安全，設(shè)置防火墻，在以太網(wǎng)交換機(jī)的周圍安置激光掃描系統(tǒng)、車載總線，在該類裝置內(nèi)部安置車內(nèi)傳感器信息數(shù)據(jù)，在完成車路協(xié)同智能體系的搭建后，還要利用計(jì)算機(jī)內(nèi)部的多項(xiàng)功能來(lái)完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)行為的監(jiān)控，在保障各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度的同時(shí)，提升區(qū)域車路運(yùn)行的協(xié)調(diào)性[12]。值得一提的是，在架構(gòu)車路協(xié)同智能體系期間，相關(guān)人員應(yīng)合理選擇物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助該項(xiàng)技術(shù)內(nèi)部的應(yīng)用效果來(lái)管理車輛道路的運(yùn)行情況，及時(shí)審查出其運(yùn)行過(guò)程中存有的各項(xiàng)問(wèn)題，在查明引發(fā)該類問(wèn)題的原因后，利用針對(duì)性舉措解決該問(wèn)題，提升智能交通控制體系建設(shè)的專業(yè)性、執(zhí)行性。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)計(jì)智能交通控制體系的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)依照區(qū)域交通的現(xiàn)實(shí)情況，合理安排系統(tǒng)內(nèi)部的多項(xiàng)層級(jí)，利用其對(duì)交通數(shù)據(jù)信息的合理管控來(lái)強(qiáng)化交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果，解決該系統(tǒng)建設(shè)中存有的各項(xiàng)安全問(wèn)題，加強(qiáng)智能交通控制體系的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]? 于翔.車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在智能交通管理中的優(yōu)化研究[J].黑龍江交通科技，2021，44（10）：195-196.

[2]? 史龍，馬珺杰，李陽(yáng).物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軌道交通智能監(jiān)控中的應(yīng)用探討[J].信息記錄材料，2021，22（8）：213-215.

[3]? 石菲.新型智慧城市如何實(shí)現(xiàn)交通智慧[J].中國(guó)信息化，2021（7）：28-30.

[4]? 史殊姝，史經(jīng)允.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市智能交通中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2021（9）：188-190.

[5]? 蘇玉，李福寶.協(xié)同治理在智能交通管理中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2021（7）：163-164.

[6]? 徐花芬，袁江婷，孟廣學(xué).基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2021，18（1）：96-100.

[7]? 彭寧.淺談城市智能交通控制系統(tǒng)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2021（2）：43-45.

[8]? 林小瀘.分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用[J].低碳世界，2021，11（1）：167-168.

[9]? 彭先華. 基于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多功能信息發(fā)布系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2020.

[10]張?zhí)旖? 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通指揮控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2020.

[11]孫靜.大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2019，35（5）：52-56.

[12]張長(zhǎng)青，楊楠.面向大規(guī)模車流量的智能交通控制網(wǎng)絡(luò)策略研究[J].信息通信，2019（1）：68-70.