淺議電子信息技術在交通信號燈控制上的應用

摘 要：城市道路交通控制系統通過對人流和車流的引導來改善交通狀況。傳統的紅綠燈控制系統較為死板，不能適應路口流量的劇烈波動，人工控制智能化程度較低。隨著電子信息產業的不斷發展，軟件和硬件技術都出現很多創新，單片機、PLC、聲光電智能控制以及各種傳感器的使用，即結合了電子數據的傳輸有集成了通信與控制，因此電子信息技術的發展很大程度上提升了城市道路交通信號控制系統的智能化程度。

關鍵詞：電子信息技術；智能交通信號燈

中圖分類號：U491.54 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 18-0000-01

道路信號控制是道路安全的保證，良好的城市交通環境需要智能化程度較高的道路信號控制系統。隨著電子信息產業的不斷發展，越來越多的電子技術走向民用，單片機和微控制技術的出現都很大的方便了人們的交通和日常生活。大量的先進電子信息技術的運用將逐漸的代替傳統的紅綠燈，道路交通信號控制會逐漸的智能化，交通通行的效率也將逐漸提升。

一、智能交通信號控制系統的基本組成

城市道路交通控制系統是有一系列的軟硬件結合產生的，并通過聲、光、電的形式引導車輛和行人的通行。智能交通信號控制系統主要包括交通工程設計、車輛信息采集、數據傳輸與處理、控制模型算法與仿真分析、優化控制信號調整交通流等。目前國際上比較成熟的只能控制系統已經逐漸脫離了被動式僵化的控制管理，逐步實現根據不同的環境和路況進行智能控制。主要的設備組成是控制中心和各個路口的交通信號控制設備以及數據傳輸設備等。這些數據傳回之后經過控制中心的優化和處理可以錦衣的智能化指揮交通，突破了傳統的交通信號控制設施的永遠都是紅綠燈的模式。

二、交通信號控制系統的主要參數

城市道路交通控制系統的主要功能是指揮交通，表現在周期性的信號燈變化來指導行人和車輛進行前進或者停止。主要的技術參數有周期、相位、相位差、飽和流量以及紅綠燈間隔時間、綠燈有效時間等。周期主要是信號燈紅綠黃燈所有的顯示循環完畢所需要的時間，同時焦炭信號控制的關鍵參數，也決定了路口的通行效率。一般情況下周期不少于36秒，最常的循環不超過120秒，隨著路口的人、車通行量的不同，周期也可以設置為不同時間，通行量巨大的路口周期可以設置較長，有利于交通疏散。相位指在周期時間內按需求人為設定的，同時取得通行權的一個或幾個交通流的序列組。飽和流量是指路口的交通釋放能力，通常用一個周期內路口連續通過的車輛最大流量來計算。紅綠燈的間隔時間等參數也是衡量交通控制系統優劣的重要參數。

三、智能交通信號控制的核心

智能交通信號控制系統的核心是控制模型算法軟件。控制模型算法軟件體現了控制中心的控制水平，也可以體現控制中心的優化信息。軟件可以根據控制中心的數據中心共享來自動完成道路通行優化設計，根據路況的不同智能化的引導車輛和行人通行。

由于電子信息技術的發展，道路交通控制系統也將逐步迎來發展機遇，計算機和大數據的出現都能顯著的促進道路交通控制系統的智能化程度提升。控制模型算法軟件能根據以往的道路通行數據和車流量信息，結合控制模型算法來優化道路交通信號控制，使得控制周期根據道路通行量自動改變。傳統的紅綠燈控制較為死板，一個路口的紅綠燈周期的改變可能需要不同的單位和領導反復審批，等審批下來就不再變化，但是道路通行量是隨時處于不斷變化的，這些都跟不上道路交通控制的發展。智能算法的及時調整能直接緩解一些平常通行量不大的路口突然飆升的通行量壓力。并且只能交通控制系統還可以結合先進的電子信息技術如傳感器、攝像、探測器等技術對車輛的具體信息進行檢測和錄入，不僅僅使得控制中心掌握了車流量的信息，還可以掌握什么樣的車以什么樣的速度以及加什么油在什么時間通過路口等信息。還可以根據系統的數據接口連接其他的交警和公安系統數據庫，真正使得道路交通控制系統智能化和數字化。可以說，城市道路智能交通信號控制系統是城市道路交通管理隨著信息產業技術迅猛發展的綜合產物。

四、智能交通信號控制系統的基本設計及實現

智能交通信號控制系統在電子信息產業的快速發展下也有了很大的發展潛力。系統的設計和實現主要根據路口交通的歷史流量原始數據等，進行相應的方針模型設計，指定合理的算法，確定控制模式和相關的參數。這個過程既需要通過人工的設計又需要軟硬件的結合，通過協調設計智能控制系統的目標函數來優化道路信號控制方案。智能交通控制系統是一個系統性的復雜系統，其算法和模型的建立需要有較好的邏輯控制。目前只能交通信號控制的主要工具是微型計算機一級單片機和可編程控制器交通系統。微型計算機主要是完成一些單純的計算工作，在道路交通智能控制系統的的設計與實現中應用較廣泛的是單片機和PLC。（1）PLC與單片機控制系統比較。單片機的成本較低，復雜程度又低于微型計算機，在控制系統中常見的用于電梯的只能控制系統等，但是單片機并不是專門為工業設計而產生的，存在著一些借口復雜，可靠性較差。因此單片機實現的智能化程度較低，已經不能滿足道路智能控制系統的設計需要。（2）PLC的優勢及應用。可編程控制器（PLC），又稱為可編程邏輯控制器，這是專門為工業設計的應用而設計的。PLC的主要特點是可靠和抗干擾能力較強。PLC通過內部的存儲器來實現邏輯控制與運算，控制工業設備的運作。現代的PLC已經使用IEC1131-3作為編程語言標準，而單片機使用的是匯編語言，因此PLC有著一定的操作優勢。交通控制系統以單個十字路口4相位交通燈為例，把PLC作為一個模糊控制器，采用梯形圖編程，通過實驗保證了系統運行穩定可靠。

五、結束語

城市道路智能交通系統是集成先進電子信息技術的，能自動適應道路交通情況的，會顯著道路通行效率環節交通壓力的技術經濟系統。隨著電子信息技術的進步還將出現更多的軟件和硬件，今后道路交通信號控制系統將會越來越智能。

參考文獻：

[1]盧海.區域自適應控制系統的實踐探討[J].中國交通信息產業，2010（12）：142-146.

[2]王殿海，金盛，宋現敏.城市混合交通控制設計理念與方法[J].城市交通，2011（02）：67-69.

[3]尚德申，石建軍，隋莉穎.城市交通信號控制系統ACTRA的建設和應用[J].交通與計算機，2010（04）：221-223.

[作者簡介]杜鵬，男，山東壽光人，講師，碩士，研究方向：電子信息科學技術。