智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析摘要：城市的繁榮發(fā)展促使城市路面交通更加繁忙，越來越密集的車流更是進(jìn)一步提高了發(fā)生交通安全事故的概率，在這樣的實(shí)際情況下，如何保證交通順暢成為相關(guān)方面考慮的重要問題，交通信號(hào)燈是指揮和引導(dǎo)交通的重要設(shè)施，在各個(gè)方面都在向現(xiàn)代化智能化發(fā)展的當(dāng)前時(shí)刻，交通信號(hào)燈控制也需要合理引進(jìn)智能化技術(shù)，以便保證交通參與者的有序交通，基于此本文以智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為論題展開相關(guān)分析，旨在為維護(hù)道路交通安全做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：智能交通；信號(hào)燈控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)分析引言現(xiàn)如今，交通工具類型和數(shù)量大幅度增加，為了維護(hù)民眾出行安全和保證各種車輛和行人的有序通行，國家制定并嚴(yán)格落實(shí)了一系列交通規(guī)則，同時(shí)也采取了相應(yīng)的交通管制措施，但是仍然需要通過對(duì)科學(xué)高效交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的合理利用，來充分發(fā)揮交通信號(hào)燈的交通指揮和引導(dǎo)作用，從而保證良好的交通秩序，深入探索智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等各個(gè)角度入手，有效開展智能交通信號(hào)等控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究和探索，有助于我國交通管理的健康發(fā)展。智能交通信號(hào)燈應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)對(duì)交通路口的設(shè)置方式是十字型的，即南北向和東西向以十字交叉形式完成路口位置的交匯，各個(gè)路口都會(huì)設(shè)置交通信號(hào)智能控制燈，數(shù)目多為三個(gè)，顏色為標(biāo)準(zhǔn)的紅黃藍(lán)。在很多交通主干道上，路口位置也會(huì)設(shè)置這種組合形式的信號(hào)燈，起到交通提示和引導(dǎo)作用，保證交通流量的安全有序。實(shí)際上，交通法對(duì)信號(hào)燈的使用方法做出了明確規(guī)定，絕大多數(shù)司機(jī)也爛熟于心，即紅燈為禁行標(biāo)志，綠燈為通行標(biāo)志，黃燈則預(yù)示著信號(hào)燈處于顏色和功能轉(zhuǎn)換期間，雖然正在行駛的車輛仍可保持目前的方向，但是需要減速并注意信號(hào)燈顏色。尤其是路口夜深人靜時(shí)的黃燈信號(hào)，是明確的減速慢行提示。需要注意的是，道路通信號(hào)遇到緊急情況，三種顏色的信號(hào)燈會(huì)同時(shí)一致變紅，一切上路車輛嚴(yán)格禁行。智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)原理紅外遙控形式的震蕩發(fā)射電路組成交管部門設(shè)計(jì)交通信號(hào)智能控制燈，前提是必須保證同時(shí)滿足路口所有方向信號(hào)燈的現(xiàn)實(shí)控制需要，強(qiáng)行控制須保證兩個(gè)方向，須保證此時(shí)信號(hào)燈的功能的控制時(shí)長和通行或禁止選擇的需要。通行的業(yè)內(nèi)做法是利用紅外遙感形式設(shè)計(jì)震蕩發(fā)射電路，這種電路由電容器，遙控發(fā)射器以及陶瓷諧波振蕩器組成，他們的連接形式為外接，這種電路安裝使用之后會(huì)發(fā)射載頻信號(hào)，這種信號(hào)須符合脈沖寬度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。接收器調(diào)解模塊的應(yīng)用電路發(fā)射紅外信號(hào)由單片機(jī)負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)接收紅外信號(hào)的是調(diào)解模塊與紅外模塊，信號(hào)燈系統(tǒng)內(nèi)部的集成電路設(shè)置在上部區(qū)域，它負(fù)責(zé)解調(diào)放大信號(hào)，同時(shí)，舒服護(hù)短輸出編碼信號(hào)后處理脈沖信號(hào)，利用放大功能的三極管完成信號(hào)放大，解調(diào)模塊位于接收器內(nèi)，由它負(fù)責(zé)編譯解碼，服務(wù)程序利用啟動(dòng)控制機(jī)完成中斷控制，達(dá)到控制對(duì)應(yīng)需要的中斷或關(guān)閉的目的。CANCAN電源從始至終完全隔離，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期效果。電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的應(yīng)用途徑電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的實(shí)現(xiàn)思路城市交通信號(hào)燈的設(shè)置方式通常是把兩個(gè)信號(hào)燈設(shè)置在十字路口位置，以此必須確保所有方向顏色各異。需要注意的是，黃色信號(hào)燈在此期間的亮起過程恰恰相反，而且國內(nèi)城市日常交通極其繁忙，尤其是白天交通流量更是異乎尋常地大，為了有效保障交通安全疏導(dǎo)和有序通行，城市十字路口位置的交通信號(hào)控制燈須在白天通行時(shí)段適度縮短變換時(shí)長，以此保證交通順暢。利用外設(shè)設(shè)定交通信號(hào)燈程序來確?？刂平K端及時(shí)收到信號(hào)燈即時(shí)狀態(tài)的反饋信息，可以確保控制中心能即時(shí)掌控交通信號(hào)智能燈，由此可以看出三種系統(tǒng)在城市交通信號(hào)智能燈控制方面的重要性，這個(gè)過程中，交通控制的終端模塊負(fù)責(zé)控制交通信號(hào)智能燈顏色變換和持續(xù)時(shí)長，要求必須極其精準(zhǔn)，而定時(shí)和電源管理負(fù)責(zé)為計(jì)算機(jī)終端傳遞由交通控制終端發(fā)來的控制信息，交通信號(hào)燈系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)管控交通電源，而數(shù)據(jù)采集模塊還設(shè)置有顯示模塊，它負(fù)責(zé)把采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息向位于交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)內(nèi)部的交通控制中心完成信息傳遞，同時(shí)交通信號(hào)燈控制中心模塊負(fù)責(zé)精準(zhǔn)判定交通信號(hào)燈的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，確保城市交通信號(hào)燈達(dá)到優(yōu)質(zhì)高效的時(shí)間和秩序控制。電子信息技術(shù)在智能交通控制終端模塊中的應(yīng)用必須確保智能交通信號(hào)燈運(yùn)行狀態(tài)下充分發(fā)揮自身作用，才能有效提升城市C建議設(shè)計(jì)人員在完成這個(gè)模塊設(shè)計(jì)時(shí)可積極引入關(guān)聯(lián)性電子技術(shù)實(shí)施針對(duì)性的輔助設(shè)計(jì)。①智能交通信號(hào)燈控制中心模塊運(yùn)用加入電子信息技術(shù)智能交通信號(hào)燈要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息向交通控制中心模塊的準(zhǔn)確傳輸，邏輯電路是必經(jīng)之路，這種電路能準(zhǔn)確判斷交通控制中心信息接收的有效性，促進(jìn)智能交通信號(hào)燈對(duì)交通現(xiàn)狀的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦該電路察覺城市交通信號(hào)燈出現(xiàn)了功能異常，系統(tǒng)就會(huì)立即發(fā)送報(bào)警信號(hào)，以此為城市交通實(shí)現(xiàn)信號(hào)的智能控制打下良好基礎(chǔ)。②智能交通信號(hào)燈控制應(yīng)用電子信息技術(shù)目前國內(nèi)在控制城市智能交通信號(hào)燈方面，對(duì)電子信息技術(shù)有比較大的依賴度，其中尤以虛擬儀器技術(shù)表現(xiàn)優(yōu)異，相關(guān)人員在控制界面完成對(duì)電子信息技術(shù)條件下的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的登陸，進(jìn)而到達(dá)控制終端的主頁面，在主頁面完成時(shí)間初始化設(shè)置。需要注意的是，對(duì)智能交通信號(hào)燈進(jìn)行設(shè)置需要綜合考慮交通現(xiàn)狀對(duì)智能交通信號(hào)燈的確切需要，通過全方位考量和科學(xué)設(shè)計(jì)，可確保智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)對(duì)不同方向交通信號(hào)燈的自動(dòng)化智能化設(shè)計(jì)，操作人員通過下位機(jī)接收提前設(shè)置的啟動(dòng)命令，由此智能交通信號(hào)燈得到合理控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制交通信號(hào)燈運(yùn)行過程的目的。智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分布式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制器①分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)作為主控制器的核心LED在上位機(jī)和分控制器以及單片機(jī)之間設(shè)置有通信接口，模塊相互連接緊密，單片機(jī)和控制系統(tǒng)軟件模塊由串口通信實(shí)現(xiàn)連接，能在內(nèi)部完成對(duì)模塊的調(diào)制，更適用于距離較遠(yuǎn)的通信，由此分布式智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)內(nèi)部的軟硬件可實(shí)現(xiàn)485485外圍電路分布式控制系統(tǒng)的外圍電路包括四個(gè)組成部分，分別是復(fù)位電路，專用配件接口電路，電源電路以及晶振電路，對(duì)外圍電路進(jìn)行設(shè)置須通過直流電，而系統(tǒng)運(yùn)行過程如果要達(dá)到安全穩(wěn)定，晶振電路設(shè)計(jì)是必須保證的，紅綠燈的顏色交通由復(fù)位電路負(fù)責(zé)，設(shè)置過程需要作業(yè)人員嚴(yán)密監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確輸入，盡量規(guī)避出現(xiàn)信號(hào)延時(shí)。存儲(chǔ)器FLASHSRAN4.2分布式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)①中斷控制軟件設(shè)計(jì)中的信號(hào)燈中斷指示須利用中斷控制完成設(shè)計(jì)，從始至終的中斷控制的整個(gè)過程是從保護(hù)現(xiàn)場進(jìn)入子程序，最后再到恢復(fù)現(xiàn)場，模塊的整體運(yùn)行需要軟件系統(tǒng)的支撐，系統(tǒng)的整體中斷控制必須保證徹底的獨(dú)立性，在順序排位中保證優(yōu)先，以此達(dá)到系統(tǒng)控制的最佳效果。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)交通實(shí)況的實(shí)時(shí)監(jiān)測最為適用，系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集后向控制中心傳遞，控制中心發(fā)送問題處理指令由控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)執(zhí)行。②通信軟件通信軟件通常稱作串口通信軟件，它為分布式智能交通信號(hào)燈控ES485PLC和分控制器由此實(shí)現(xiàn)通信功能，控制器負(fù)責(zé)裝配通信軟件，控制器設(shè)置的串口數(shù)據(jù)必須保證統(tǒng)一性和定值，確保為通信軟件運(yùn)行提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。③數(shù)據(jù)同步分布式控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，必須保證全部分控制器保持?jǐn)?shù)據(jù)和信號(hào)具備同步性，以此保證交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)內(nèi)部的主控制器模塊信號(hào)的周期性發(fā)送控制達(dá)到同步。通常情況下，交通信號(hào)燈的運(yùn)行過程是周期性的，它能把一組信號(hào)的周期同步性體現(xiàn)出來。而軟件數(shù)據(jù)要達(dá)到同步性，須利用分控制器的接收數(shù)據(jù)完成信號(hào)發(fā)送，信息經(jīng)過有效性驗(yàn)證向其余分控制器發(fā)送，所以。設(shè)計(jì)軟件只數(shù)據(jù)發(fā)送過程的準(zhǔn)確性控制最為關(guān)鍵，不得出現(xiàn)任何紕漏，以此保證精準(zhǔn)的交通信號(hào)燈控制。④參數(shù)設(shè)置軟件設(shè)計(jì)開始之前，須對(duì)路口具體應(yīng)用進(jìn)行仿真模擬，以此為據(jù)對(duì)所需技術(shù)參數(shù)進(jìn)行接近精確數(shù)據(jù)的測算并得出結(jié)果，在控制界面上模擬交通信號(hào)燈的實(shí)際運(yùn)行過程，這個(gè)過程中要及時(shí)排查設(shè)置錯(cuò)誤的軟件參數(shù)并迅速修正，確保最終參數(shù)結(jié)果達(dá)到預(yù)期的精準(zhǔn)度，在軟件參數(shù)設(shè)置過程中可引入智能化設(shè)置，完成整個(gè)參數(shù)設(shè)置過程向控制器輸入所得參數(shù)，結(jié)合仿真模擬數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究分析，最終得到運(yùn)行過程的完整數(shù)據(jù)。4.3.控制系統(tǒng)預(yù)測與分析框架本系統(tǒng)的預(yù)測技術(shù)具有先進(jìn)性，利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析研究道路交通實(shí)時(shí)采集到的車流量和車速等基本信息，從而比較準(zhǔn)確地對(duì)交通信息進(jìn)行預(yù)測，利用建立在尖點(diǎn)突變理論基礎(chǔ)上的交通擁堵預(yù)測法，道路行駛車速和車輛密度等信息，最終得到關(guān)于道路交通車輛密度和車輛行駛速度發(fā)生擁堵的臨界值，再利用車輛信息預(yù)測結(jié)合車輛相關(guān)臨界值，對(duì)車輛調(diào)度做出最切合實(shí)際的設(shè)計(jì)。①總體架構(gòu)方案在此基礎(chǔ)上完成智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。要求這個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)須涵蓋信號(hào)燈控制和車流量預(yù)測兩個(gè)模塊。具體到交通流量預(yù)測模塊，它把道路交通視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)采集的相關(guān)數(shù)據(jù)放進(jìn)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)融合道路交通車輛行駛車速信息，由交通擁堵預(yù)測模塊利用尖點(diǎn)突變理論融合車流量和車速信息，最終得到車流量和車速在交通擁堵發(fā)生時(shí)的臨界值，由信號(hào)燈控制調(diào)度模塊整合上述所得信息，確保最終確定的調(diào)度策略科學(xué)合理。②功能架構(gòu)方案目前國內(nèi)城市交通信號(hào)燈的通用方式多為周期固定形式的，雖然對(duì)交通提示信號(hào)燈的周期性控制只遵從這種設(shè)置，導(dǎo)致車流量過大時(shí)一個(gè)信號(hào)燈時(shí)長內(nèi)大量匯聚車輛等待放行，而當(dāng)時(shí)的通行道路卻沒有車輛等待放行，導(dǎo)致路口通行資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，也是路口擁堵現(xiàn)象的主要誘因之一。這就要求智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)必須保證下列功能應(yīng)用：第一，結(jié)合當(dāng)時(shí)交通流量精準(zhǔn)預(yù)測下次信號(hào)燈控制時(shí)長內(nèi)交通流量；第二，在交通流量精準(zhǔn)預(yù)測的基礎(chǔ)上預(yù)測潛在的擁堵狀況，實(shí)現(xiàn)交通提示和疏導(dǎo)的提前控制，盡量防范出現(xiàn)交通擁堵；第三，結(jié)合出現(xiàn)交通擁堵的路段實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行研究分析，制定更加有針對(duì)性的車輛調(diào)度措施，從而在信息融合的基礎(chǔ)上構(gòu)建科學(xué)合理的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。③技術(shù)架構(gòu)方案C/S和即時(shí)監(jiān)控，有利于道路交通狀況的即時(shí)掌控。結(jié)束語：眾所周知，交通信號(hào)發(fā)揮著引導(dǎo)交通，促進(jìn)交通順暢性和提高交通安全等諸多重要作用，但是要想確保交通信號(hào)積極作用的充分發(fā)揮，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨之越來越受關(guān)注，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)此進(jìn)行更加深入細(xì)致的分析研究，以便促進(jìn)智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)的良性發(fā)展。參考文獻(xiàn)鄭宇.電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)燈控制中的運(yùn)用研究[J]化,2017(23):2.喬佳利,鄭曉彥,高金輝.基于霧計(jì)算的智能交通信號(hào)燈控制算法研究實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2018,035(010):77-79,83.張志剛.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)[J].業(yè)(理論版),2019,000(013)