基于電子信息技術在智能交通信號控制系統中的研究與應用

（河南科技職業大學，河南周口市，466000）趙 涵

1 電子信息技術下智能交通信號燈控制技術應用的意義

要想在現代智能交通運輸信息管理中更好運用電子產品信息，在設計系統時便應充分考慮在交通運輸信息管理領域中怎樣才能使電子產品信息的優越性得到充分的發揮，特別是在儀器管理系統中，通過采用電子產品平臺的相關設備支持客戶定制配置參數、業務流程管理等，更有利于促進交通運輸信息系統智能管理程度的提高[1]。在將傳統通信設備替代的前提下，就可以更簡單地實現對特定參數或傳輸設備的檢測。另外，通過利用先進電子技術，還可以創造簡便易用的虛擬化控制系統，在結合傳統監控裝置集成智能化控制系統的基礎上，又可以結合高速數據收集技術建立自動檢測體系[2]。

2 智能交通信號控制系統的設計

2.1 整體設計

智能信號系統的控制中樞是信號控制器，它極大地改善了路面疏導的效果，減少了路面的堵塞和交通事故的發生率。這種控制系統通過與車輛內的智能車載設備實現信息對接，自動收集有關道路交通數據和路面信息情況，進而對各路段交通狀況即時監測，為汽車駕駛提出最合適的方案，能極大減少堵車的現象。當出現事故時，系統還會適時提供解決意見，從而極大程度上減少了處置時限，減少了各方面的經濟損失，為城市交通的順利運營提供了較為安全的環境保證[3]。

2.2 主要參數及性能指標

交通燈控制系統是控制道路上紅綠燈的顏色變化，區分小時內相互沖突的交通流量，進而達到緩解交通擁堵的問題。

2.2.1 信號相位

當每個方向的流通在一個周期內不相交時，就可以形成完整的循環。在一個完整的信號控制周期中存在著一些不同的信號相位，即若干相位信號系統[4]。這就為行人和車輛通行效率的提升提供了可能，每個周期內的階段劃分越多，在每個階段中通過的數量就相對越少，彼此之間的矛盾就越少。反之，延誤時間越長，效率越弱。因此，要想實現交通信號的有效控制，首先應根據當地條件獲得最優的信號相位。

2.2.2 綠信比

在交叉口，綠燈信號比指在某一階段內所有交通信號中持續綠燈的有效總時長在整個信號周期所占的比例，一般用λ來表示。有效綠燈持續時間指有效綠燈信號持續時間與丟失前后持續時間之差。

2.2.3 通行能力

車輛通行能力是指在當前飽和的道路流量和交通管制下，單位時間內通過交叉口最大車輛數量，用Q表示。如果S表示道路的飽和流量，λ表示綠色路口信號率，車輛通行能力Q可表示為：

2.3 控制模塊

檢測到車輛情況后，將得到的汽車通過的實際數據存儲到中央計算機系統中，再利用輪詢管理系統對輸出的數據進行相應的實際到站速率與平均等待時運算，從而估計了車流量與平均等待時的紅綠燈時間長度。在每次監測到車輛實際到達速率后，將其轉化為紅綠燈時間，從而實現了時間同步的實際達到速率與紅綠燈時間數據，將智能同步的紅綠燈時間數據輸入到中央FPGA控制器，以此來完成本次的設計。如圖1所示。

圖1 FPGA控制模塊設計圖

2.4 控制系統的實現

智能信號燈控制系統正常工作，就必須保證紅、黃、綠三個信號燈中只有一個顏色的指示燈保持在亮起狀態。如果發生了信號燈指示作業不正常的現象，則控制器就必須及時提醒維修人員到現場開展維修作業。采用了電子技術的智能交通信號燈系統可以及時采集信號燈的工作狀況，同時還具備了實施監控的功能，有利于道路交通管理人員準確了解情況并解決相應問題，進而以最快的速度處理信號燈工作流程中的所有問題。

3 電子信息技術在智能交通信號燈控制中的應用趨勢

3.1 綠色化方向發展

在智能交通信號系統中，電子技術的應用必然會帶來巨大的能源消耗，也會對生態系統造成不同程度的破壞。因此，為防止新興產業的發展對當前生態系統產生負面影響，必須主動調整當前產業結構，加速消除高風險活動過程向高污染、高能耗等方面發展。當下，要發揮電子信息技術在產業結構中的各種優勢，就必須運用電子信息技術提升生產流程效能，以降低能源成本，從而降低不必要的能源費用。基于此，綠化方向研究也構成了當前中國智慧交通信號系統研究發展的重點趨勢之一。

3.2 強化電子信息技術的應用

工業數據對安全級別信息的需求較高，因此必須加強對相關數據的管理維護力度，以提高數據在實際應用中的可信度和完整性。所以，在建立安全信號體系的過程中，就應該高度重視加強和健全信息防護系統，以便于提高信息防護系統的能力，以對抗來自外界互聯網的非法入侵，從而保障企業網絡安全。另外，政府還應該進一步加大基礎信息系統的安全性建設力度，以提高信息安全管理系統的安全性管理水平，使之可以有效對抗不同形式的非法攻擊者。

4 結語

綜上所述，在智能交通信號系統中，如果可以合理地利用電子技術，則對系統整體發展和對穩定性的控制都有很大的意義。由于科技快速發展，目前的電子技術已經在智慧交通控制信號領域中有著越來越廣闊的應用，同時也可以在實際使用過程中進一步增強信號燈控制系統的自動化程度，這對信號燈控制的應用和發展有著一定重要性。但是，在實際的運用中考慮到的問題很多，而綠色和安全發展是在保障交通信號系統中良好的運用該技術的必然原則，所以在智慧交通系統發展的過程中必須增強人們對這一問題的關注程度。