基于電子車牌的智能交通燈控制系統設計

靳智

摘要：城市機動車輛的增加，且現有的交通信號燈控制時間與輪轉時間固定不變，不但不能有效地應對交通現狀，反而會加劇擁堵。該設計方案通過電子車牌獲取各路段內實時車流量，并據此對交通信號燈進行智能控制。本系統成本低、實時性好，將提高車輛通行效率。

關鍵詞：電子車牌；交通燈；智能控制；擁堵

自從交通燈出現以后，交通的管制變得更加有效，在疏導車輛、提升道路的流暢性、降低交通事故的發生率等方面有積極的影響。隨著城市機動車輛的不斷增加，國內大中城市交通擁堵現象越來越突出，傳統交通信號燈由于持續時間與輪轉時間固定，在一定程度上將加劇交通擁堵。

將無線傳感網用于交通信號燈自適應控制具有一定的新穎性，但車流量檢測的效率與準確性將成為該應用方案的最大障礙。采用微波技術檢測車流量，對交通信號燈進行實時控制，存在成本高的缺點。針對交通擁堵現狀及已有解決方案中存在的問題，在確保檢測實時性、降低成本的前提下，本文根據車載電子車牌檢測各路段內內車流量，設計相應的控制算法，達到智能控制的目的。

1電子車牌技術

電子車牌是一種基于900 MHz頻段無源RFID技術的車牌信息存儲方式，該車牌有別于傳統的實體車牌，一般制作成卡片狀，采用陶瓷防拆卸技術固定在金屬車牌上或粘貼在前擋風玻璃正上方，保證電子車牌安裝的唯一性。電子車牌由內部存儲芯片、微帶天線和反拆卸裝置組成，具有靈敏度高，讀寫速度快，標簽反射率高，可在高速運動狀態被讀取等優點。電子車牌通過發卡管理系統事先寫入該車輛的基本信息，如車輛的ID號、車牌號、駕駛員信息、車型、車重等信息。通過在RFID硬件設計、軟件進行數據加密設計，數據加密后的電子車牌無法被仿制，且每輛車只配備一個電子車牌，此時車輛擁有了獨一無二的身份證。

2智能交通信號燈控制系統結構

在城市各交通干道和各十字路口、卡口架設固定電子車牌監測基站及配套的交通信號燈控制系統。該監測基站由電子車牌閱讀器、閱讀器天線、數據處理系統和數據傳輸系統4部分構成。監測基站通過通信專線與數據中心連接，并可實時獲取車輛信息。射頻閱讀器讀取電子車牌中加密車輛信息，經監測基站解密后，得到電子車牌號碼等基本信息。交通信號燈控制器根據車牌監測基站獲取的車牌信息判斷實時交通狀況，并控制信號燈狀態。智能交通燈控制系統結構如圖1所示。

3交通控制模型與程序

3.1控制模型建立

根據實時車流量進行交通信號燈智能控制，關鍵在于車流量的控制模型建立。

為了確保車輛的通行效率，需要實時獲取交通信號燈路段前Z米范圍內的待通行車輛數量，路段內車流量數據模型如圖2所示。

3.2控制程序

交通信號燈控制涉及城市主干道與人行道、交叉路口優先通行權裁決與放行時間計算。

（1）主干道。主干道交通燈控制方式為車輛優先通行，通行時間由具體車流量決定，車輛通行結束轉為行人通行，行人通行時間固定設置。如果該時段有特殊車輛通過，直接優先放行。具體控制程序流程如圖3所示。

（2）十字交叉路口。交叉路口通行情況相對復雜，車道通行優先權可由各車道車流量進行排序裁決，如有特殊車輛，優先放行。具體控制程序流程如圖4所示。

4結語

私家車輛增多及傳統交通信號燈控制方式是導致城市道路交通擁堵的主要原因，通過采集電子車牌信息以統計實時交通流量，按照特殊車輛和車道車流量裁定通行優先權，進而實現對交通信號燈的智能控制。本系統將有效緩解交通擁堵，降低交通警察指揮的頻率，提高交通控制信息化、智能化水平。