智能調節人行道交通信號燈控制系統

袁波 吳紅蓮 九江學院

交通信號燈是維持交通順暢的重要工具，而人行道紅綠燈更是維系行人安危的存在。當前國內的人行道紅綠燈多與該方向車道紅綠燈的持續時間相同，并不帶自動調節功能。當人行道綠燈持續時間不足讓行人通過紅綠燈時，此時行人的安全便受到極大的影響。為了更好的解決該問題，本文設計了一個基于單片機控制的人行道交通信號燈控制系統。

一、總體的設計方案

圖1為本文所設計的結構示意圖。

該系統主要由STC89C51單片機控制系統、紅外傳感器、人行道信號燈控制系統、阻攔裝置等組成。

該系統工作時分為兩種模式，無延時模式和延時模式。無延時模式是指當人行道上的行人能夠在綠燈結束之前能夠到達人行道對面，即以位于人行道最后一人通過人行道為標準。延時模式是指位于人行道最后一位行人無法在綠燈結束的時候通過人行道，通過紅外感應傳遞給單片機對綠燈亮起的時間進行延長。

阻攔裝置是指當綠燈剩余亮起的時間行人無法通過人行道，此時阻攔裝置工作禁止行人再進入人行道。

圖1 系統結構示意圖

二、工作原理

（一）無延時工作模式

在人行道信號燈周期內，綠燈亮起時，行人開始通過斑馬線，當綠燈亮起的剩余時間不足與讓行人通過斑馬線，此時阻攔裝置開始工作。當最后一個行人能夠在綠燈結束之前到達馬路對面，紅燈正常亮起。

（二）延時模式

在人行道信號燈周期內，綠燈亮起時，行人開始通過斑馬線，當綠燈亮起的剩余時間不足與讓行人通過斑馬線，此時阻攔裝置開始工作。當最后一個行人不能夠在綠燈結束之前到達馬路對面，此時紅外感應器感應最后一個行人離馬路對面的距離，將該距離傳輸至單片機，對信號燈進行適當的延時。并將時間同意至該方向的交通信號燈。

三、程序流程圖

圖2所示為該設計的程序流程圖。

圖2 程序流程圖

四、人行道紅綠燈工作實例

以圖3某人行道為例。人行道兩旁均設立紅綠兩種信號燈，當行人能夠在綠燈亮起的時間內通過人行道則綠燈不延時。但當紅外感應器感應位于人行道最后一個行人無法在綠燈亮起的時間內通過人行道，此時采取延時工作模式，即通過紅外傳感檢測行人距離人行道對面距離的遠近并按行人行進的平均速率進行計算，得出所需延時的時間，通過單片機控制綠燈進行延時。

無論人行道信號燈采取何種工作模式，阻攔裝置均正常工作，即當綠燈剩余亮起時間不足與讓行人通過人行道時對行人進行阻攔，禁止行人再進入人行道。

圖3 人行道紅綠燈工作實例

五、小結

該系統能檢測出位于人行道的行人，當綠燈持續時間不足以讓在人行道上的所有行人通過人行道時，會略微調節人行道綠燈的持續時間從而讓在人行道即將禁止通行時還位于人行道上的行人能夠安全通過。同時通過計算平均行人通過人行道的時間，在綠燈剩余時間不足與讓行人通過時降下阻攔裝置，禁止行人通行。

在不影響交通狀況的情況下能夠解決行人闖紅燈，行人未能在綠燈亮起的時間通過人行道等問題。通過該系統不僅能夠有效地減少交通事故的發生，而且能夠有效地保護行人的安全。