基于車聯網視角的智能紅綠燈發展研究

孔靖婧

摘要：隨著城市化進程的加快，汽車成為人們出行的重要工具，給人們帶來便利的同時，也造成了一系列交通問題。本文旨在研究智能紅綠燈發展，以安徽省合肥市為例分析智能紅綠燈的發展及制約其發展的因素。基于車聯網視角，借助無線通信，數據傳輸等技術合理調整十字路口紅綠燈時長，擺脫傳統紅綠燈的固定時長，從而有效緩解交通堵塞，減少交通事故。

關鍵詞：智能紅綠燈;車聯網;發展

第二次工業革命以來，汽車步入尋常百姓家中。汽車為人們出行提供便利的同時，交通事故、環境污染等問題也帶給了人們極大的煩惱。紅綠燈是管理城市交通的重要工具，雖然在一部分情況下其能很好的發揮作用，但隨著城市的不斷建設及汽車保有量的不斷增加，許多路段的紅綠燈與汽車通行量嚴重不匹配，尤其是上下班高峰時段。

目前，紅綠燈采用的是固定時長，設置時間不夠靈活，近幾年來，車聯網的不斷興起給智能紅綠燈的發展帶來了很好的思路。依賴于物聯網的飛速發展，車聯網可以將道路上行駛的車輛信息進行智能化處理，利用傳感器匯集汽車位置、速度等實時信息，利用數據傳輸技術將這些數據反饋給計算機處理系統，從而根據這些數據信息計算出合理的時長，靈活地調整不同時段的信號燈時長，改善交通環境?；谲嚶摼W視角的智能紅綠燈能夠實現車輛、路、人三者之間的“交流”，緩解交通壓力。在交通擁堵問題日趨嚴重的今天，亟需應用智能紅綠燈來解決交通問題。

一、國內外智能紅綠燈的發展狀況

（一）國外發展狀況

最早的智能交通系統是二十一世紀初從美國起源，經過了許多年的發展，美國的智能交通系統已經遠遠領先了世界上的其他國家。由于日本及一些歐洲國家領土有限，汽車保有量高而導致交通壓力非常大，很多國家的迫切需要促使智能紅綠燈出現的較早。目前，歐洲各國已計劃將不同國家現有的交通系統進行融合，以實現歐洲國家的智能交通系統的互聯互通。與此同時，日本也根據自身情況制定了一個計劃，跟上智慧交通系統發展的步伐。

2012年，日本的岡本市推出了智能傳感器紅綠燈，成為了日本最先試點智能紅綠燈的城市。岡本市的智能紅綠燈能夠對車流量和人流量進行自動感應。當發現附近路口沒有車輛行駛的時候，人行道上的紅綠燈會變換為綠色，這期間經過的人們便可以順利通行。反之，若系統檢測到附近交通路況車輛比較多時，則會自動讓人行道上的信號燈轉變為紅色，讓車輛優先通過。如果智能紅綠燈系統檢測到紅燈仍有行人通過的時候，會用可愛的女聲提醒他們不要闖紅燈。

（二）國內發展狀況

由于我國的國情及政策的影響，智能紅綠燈的概念引入我國的比較晚。改革開放之后大概六七年，我國才漸漸把智能交通系統的主要地位放到智能紅綠燈技術上。它將較為先進的通信傳輸技術、電子控制技術、計算機處理能力以及信息能力更加靈活地發展于整個城市的運輸管理系統。1997年，國際研討會北京智能交通系統會議和中歐的城市智能交通發展變化，中國認識到了智能紅綠燈的重要性并且迫切的需要。于是中國智能交通系統（控股）有限公司正式掛牌成立，并且在2010年選擇在香港交易所上市。

二、智能紅綠燈的應用方向

目前，智能紅綠燈在國內還沒有普遍應用，但是在全球的城市中幾乎都已將智能紅綠燈納入“智慧城市”的一部分。根據美國的CEBR研究，認為等待紅綠燈是造成堵車的主要原因。智能紅綠燈的應用能夠節省人們的出行時間、較少汽車尾氣等有害物質的排放等。根據智能紅綠燈在不同方面的作用，主要可分為以下幾種：

（一）城市實時公交

實時公交可以使人們出行更具靈活性，可根據實時情況選擇不同的出行方案，從而節約時間。基于車聯網的視角依托傳感技術和無線通信技術可以傳遞車輛的實時速度及所處位置等實時公交信息。以安徽省合肥市為例，出行時可以利用高德地圖或百度地圖等app查詢欲乘坐的車輛，其可以顯示最近一輛和第二輛公交車離“我”最近的車站的距離及到達該車站所需的時間。除此之外，有許多公交站臺也設有電子顯示屏以提供各路公交車的實時信息，這樣一來人們便可以合理安排出行時間，靈活變更出行方式，極大地提高了出行的效率。

（二）保障特殊車輛優先通行

在某些特殊情形下，例如警車捉拿犯罪分子、救護車急救病人、國家元首經過時智能紅綠燈都可以提供極大的作用。

近年來，因交通堵塞導致救護車緊急運送病人無法及時醫治而身亡的案例很多，引起了全社會的廣泛關注。在特殊車輛執行緊急任務時，智能紅綠燈可以通過傳感系統檢測到路段情況，通過調節紅綠燈時長的方式保證特殊車輛所在方向一路通行而與其交叉方向暫時停止通行。如此一來在保障執行緊急任務的特殊車輛通行的同時也避免了來向車輛及交叉方向的車輛因避讓而造成的交通堵塞，從而使交通更加人性化、合理化。

（三）緩解交通擁堵，減少交通事故

在日常出行時，人們經常可以看到信號燈是紅燈的道路上堵得水泄不通，而反向車道上暢通無阻，尤其是上下班高峰時期。這樣一來不僅浪費了道路資源，也使交通事故的發生率大大提高。由此可見，智能紅綠燈通過監測車流量和路況從而合理調節信號燈的時長對交通環境至關重要。以學校附近為例，放學時學生總是成群結隊，過馬路時十分危險，尤其在紅綠燈時長不合理的情況下。通過智能紅綠燈監測學校路段的人流量進而計算出合理的通行時間，這樣一來可以保障學生們的安全，減少交通事故的發生。

（四）減少有害物質的排放

眾所周知，塞車會導致汽油等燃料的浪費，增加有害物質的排放從而造成大氣污染及溫室效應加劇，對人體會造成很大的損傷。雖然現在很多的汽車制造時都會裝尾氣處理器，但是處理的并不完全，若想從根本上解決這個問題，只有想辦法減少尾氣的產生。基于車聯網視角的智能紅綠燈的應用能夠減少城市塞車時間，減少汽車行駛過程中的“走走停?！?，在根本上減少了尾氣的產生。

三、智能紅綠燈發展的制約因素

（一）數據傳輸延遲

雖然基于車聯網的智能紅綠燈采用無線通信技術、傳感技術等，但是數據的傳輸仍需要一些時間，從紅綠燈監控系統檢測到路況到分析并計算車流量再到反饋到系統計算應設置的時長再自動調整需要幾秒鐘的時間，有一定的滯后性。

（二）技術條件尚未成熟

智能紅綠燈的發展離不開許多技術的支撐，例如無線通信技術、計算機處理技術、數據傳輸技術等。其中無線通信技術和數據傳輸技術在近幾年快速發展，雖然可以做到數據傳輸，但是傳輸的數據量巨大繁雜，較難快速地提取有效信息。計算機處理技術隨著大數據技術的普及已有了巨大進步，但是在數據共享方面仍有很大的進步空間。

（三）資本難以及時注入

一種新興事物想要快速發展應用，需要資金的及時注入。智能紅綠燈的應用前期需要大量資本的進入才能有效推進，單一公司的資本實力不夠雄厚，難以有效推廣，這就需要政府與企業攜手，政府通過招標提供資金支撐，企業提供技術支持。這才是智能紅綠燈合理的應用之路。

四、合肥市智能紅綠燈發展的政策建議

合肥作為繼北京、上海之后的全國第三個綜合性國家科學中心近幾年吸引了大量人才流入，城市交通擁堵問題日趨嚴重。雖然截至2020年12月，合肥軌道交通運營線路已有四條，但是交通問題并沒有得到很好的解決。

智能紅綠燈屬于智慧交通的重要一環，合肥市政府應當大力支持智能紅綠燈的發展建設，下決心解決城市交通問題?？梢越梃b國外智能紅綠燈發展經驗、通過招商引資對智能紅綠燈的建設進行資金支持等。合肥市高新區產業園眾多，是創新性示范基地，在此試點智能紅綠燈是個不錯的選擇，一來可以吸引眾多的投資者從而給予智能紅綠燈更多的資金支持，二來高新區的不同領域所涉及到的計算機處理技術、數據通信傳輸技術及各方面的創新型人才都是智能紅綠燈發展的先決條件。雖然智能紅綠燈的應用能在一定程度上緩解交通堵塞問題、減少尾氣排放，但無法徹底解決這些問題，必須與拓寬路面、安裝尾氣處理器等措施配套。

五、結語

總的來說，智能紅綠燈的發展狀況是由無線傳輸技術、計算機處理技術、數據傳輸技術等共同發展而確立的。伴隨科技的發展，這些前沿技術也會不斷地進步，智能紅綠燈系統也會推陳出新，逐步更迭。未來，車聯網視角下的智能紅綠燈一定會成為引領智能交通系統的指路明燈。

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本文系安徽財經大學大學生創新創業訓練計劃資助.項目編號：201910378296.