基于電子信息技術(shù)在智能交通信號控制系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

（河南科技職業(yè)大學(xué)，河南周口市，466000）趙 涵

1 電子信息技術(shù)下智能交通信號燈控制技術(shù)應(yīng)用的意義

要想在現(xiàn)代智能交通運輸信息管理中更好運用電子產(chǎn)品信息，在設(shè)計系統(tǒng)時便應(yīng)充分考慮在交通運輸信息管理領(lǐng)域中怎樣才能使電子產(chǎn)品信息的優(yōu)越性得到充分的發(fā)揮，特別是在儀器管理系統(tǒng)中，通過采用電子產(chǎn)品平臺的相關(guān)設(shè)備支持客戶定制配置參數(shù)、業(yè)務(wù)流程管理等，更有利于促進交通運輸信息系統(tǒng)智能管理程度的提高[1]。在將傳統(tǒng)通信設(shè)備替代的前提下，就可以更簡單地實現(xiàn)對特定參數(shù)或傳輸設(shè)備的檢測。另外，通過利用先進電子技術(shù)，還可以創(chuàng)造簡便易用的虛擬化控制系統(tǒng)，在結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)控裝置集成智能化控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又可以結(jié)合高速數(shù)據(jù)收集技術(shù)建立自動檢測體系[2]。

2 智能交通信號控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 整體設(shè)計

智能信號系統(tǒng)的控制中樞是信號控制器，它極大地改善了路面疏導(dǎo)的效果，減少了路面的堵塞和交通事故的發(fā)生率。這種控制系統(tǒng)通過與車輛內(nèi)的智能車載設(shè)備實現(xiàn)信息對接，自動收集有關(guān)道路交通數(shù)據(jù)和路面信息情況，進而對各路段交通狀況即時監(jiān)測，為汽車駕駛提出最合適的方案，能極大減少堵車的現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)事故時，系統(tǒng)還會適時提供解決意見，從而極大程度上減少了處置時限，減少了各方面的經(jīng)濟損失，為城市交通的順利運營提供了較為安全的環(huán)境保證[3]。

2.2 主要參數(shù)及性能指標

交通燈控制系統(tǒng)是控制道路上紅綠燈的顏色變化，區(qū)分小時內(nèi)相互沖突的交通流量，進而達到緩解交通擁堵的問題。

2.2.1 信號相位

當(dāng)每個方向的流通在一個周期內(nèi)不相交時，就可以形成完整的循環(huán)。在一個完整的信號控制周期中存在著一些不同的信號相位，即若干相位信號系統(tǒng)[4]。這就為行人和車輛通行效率的提升提供了可能，每個周期內(nèi)的階段劃分越多，在每個階段中通過的數(shù)量就相對越少，彼此之間的矛盾就越少。反之，延誤時間越長，效率越弱。因此，要想實現(xiàn)交通信號的有效控制，首先應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件獲得最優(yōu)的信號相位。

2.2.2 綠信比

在交叉口，綠燈信號比指在某一階段內(nèi)所有交通信號中持續(xù)綠燈的有效總時長在整個信號周期所占的比例，一般用λ來表示。有效綠燈持續(xù)時間指有效綠燈信號持續(xù)時間與丟失前后持續(xù)時間之差。

2.2.3 通行能力

車輛通行能力是指在當(dāng)前飽和的道路流量和交通管制下，單位時間內(nèi)通過交叉口最大車輛數(shù)量，用Q表示。如果S表示道路的飽和流量，λ表示綠色路口信號率，車輛通行能力Q可表示為：

2.3 控制模塊

檢測到車輛情況后，將得到的汽車通過的實際數(shù)據(jù)存儲到中央計算機系統(tǒng)中，再利用輪詢管理系統(tǒng)對輸出的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的實際到站速率與平均等待時運算，從而估計了車流量與平均等待時的紅綠燈時間長度。在每次監(jiān)測到車輛實際到達速率后，將其轉(zhuǎn)化為紅綠燈時間，從而實現(xiàn)了時間同步的實際達到速率與紅綠燈時間數(shù)據(jù)，將智能同步的紅綠燈時間數(shù)據(jù)輸入到中央FPGA控制器，以此來完成本次的設(shè)計。如圖1所示。

圖1 FPGA控制模塊設(shè)計圖

2.4 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

智能信號燈控制系統(tǒng)正常工作，就必須保證紅、黃、綠三個信號燈中只有一個顏色的指示燈保持在亮起狀態(tài)。如果發(fā)生了信號燈指示作業(yè)不正常的現(xiàn)象，則控制器就必須及時提醒維修人員到現(xiàn)場開展維修作業(yè)。采用了電子技術(shù)的智能交通信號燈系統(tǒng)可以及時采集信號燈的工作狀況，同時還具備了實施監(jiān)控的功能，有利于道路交通管理人員準確了解情況并解決相應(yīng)問題，進而以最快的速度處理信號燈工作流程中的所有問題。

3 電子信息技術(shù)在智能交通信號燈控制中的應(yīng)用趨勢

3.1 綠色化方向發(fā)展

在智能交通信號系統(tǒng)中，電子技術(shù)的應(yīng)用必然會帶來巨大的能源消耗，也會對生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的破壞。因此，為防止新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響，必須主動調(diào)整當(dāng)前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加速消除高風(fēng)險活動過程向高污染、高能耗等方面發(fā)展。當(dāng)下，要發(fā)揮電子信息技術(shù)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的各種優(yōu)勢，就必須運用電子信息技術(shù)提升生產(chǎn)流程效能，以降低能源成本，從而降低不必要的能源費用?；诖?，綠化方向研究也構(gòu)成了當(dāng)前中國智慧交通信號系統(tǒng)研究發(fā)展的重點趨勢之一。

3.2 強化電子信息技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)數(shù)據(jù)對安全級別信息的需求較高，因此必須加強對相關(guān)數(shù)據(jù)的管理維護力度，以提高數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用中的可信度和完整性。所以，在建立安全信號體系的過程中，就應(yīng)該高度重視加強和健全信息防護系統(tǒng)，以便于提高信息防護系統(tǒng)的能力，以對抗來自外界互聯(lián)網(wǎng)的非法入侵，從而保障企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全。另外，政府還應(yīng)該進一步加大基礎(chǔ)信息系統(tǒng)的安全性建設(shè)力度，以提高信息安全管理系統(tǒng)的安全性管理水平，使之可以有效對抗不同形式的非法攻擊者。

4 結(jié)語

綜上所述，在智能交通信號系統(tǒng)中，如果可以合理地利用電子技術(shù)，則對系統(tǒng)整體發(fā)展和對穩(wěn)定性的控制都有很大的意義。由于科技快速發(fā)展，目前的電子技術(shù)已經(jīng)在智慧交通控制信號領(lǐng)域中有著越來越廣闊的應(yīng)用，同時也可以在實際使用過程中進一步增強信號燈控制系統(tǒng)的自動化程度，這對信號燈控制的應(yīng)用和發(fā)展有著一定重要性。但是，在實際的運用中考慮到的問題很多，而綠色和安全發(fā)展是在保障交通信號系統(tǒng)中良好的運用該技術(shù)的必然原則，所以在智慧交通系統(tǒng)發(fā)展的過程中必須增強人們對這一問題的關(guān)注程度。