智能交通信号灯控制中电子信息技术的运用

城市的飞速发展，以及城市网的快速建立，汽车发挥着越来越重要的作用。但是日益突出的交通拥堵、路况恶化、事故频发等交通问题正在困扰着世界各国的政府及人民。其衍生的交通状况恶化也已经严重减慢了城市以及国家现代化发展的速度。通过对路段车辆通行规律的研究，对实时的交通状况进行研究分析，从而能正确指挥交通、缓解交通拥挤，具有非常重要的现实意义。交通信号灯作为保障车辆安全通行和顺畅通行的主要工具，在我国新的经济发展形势下，建立高效、智能的交通信号系统显得尤为重要。本文根据城市道路交通控制技术，通过对电子信息技术的应用，从而实现硬件成本的降低，通过硬件设施以及软件的设计来满足对交通灯的智能控制。交通信号灯依据控制的位置不同，可分为城市和高速公路的交通控制，本文重点讨论城市交通信号灯的智能控制。

1城市交通控制技术的发展历史

19世纪交通信号灯的诞生，学者们开始了对城市道路交通控制技术的研究。最初的交通信号灯诞生后，城市依靠红绿两色煤气灯来控制十字交叉路口马车的通行。1926年，英国安装了第一台城市交通信号控制器，这也标志着城市交通走入了自动控制的时代。城市车辆的急剧增加，城市交通复杂，应用的单一计时交通信号灯已经不能满足实际要求。1928年，美国设计出世界第一台交通信号感应控制器。这种控制器能够适应交通需求的变化，计时调整信号时间。1963年，加拿大首先采用计算机控制区域交通信号协调控制系统。这也是城市交通控制技术的又一里程碑。随着新世纪电子信息技术的飞速发展，电子信息技术表现出功能灵活、反应迅速、测量精准等优点，在城市交通控制系统中受到广泛应用。

2设计系统的基本原理

2.1智能系统特点

2.1.1智能系统多融入性及处理能力

智能系统能够融入包括复杂性、不完全性、模糊性、不确定性或不存在已知算法的过程，同时能够用已有知识进行推理，用智能算法和启发性策略引导求解过程

2.1.2智能系统含有分层信息处理以及决策功能

智能系统通过任务分块进行分散控制，对大型的复杂系统进行简化分析。智能系统在高层控制，对实际的环境进行组织以及最优化处理。然而实现高层控制任务，往往不可缺少的是低层控制，通过低层控制的采用符号处理信息，以实现高层控制需要的协同作用。

2.1.3智能系统具有突变特性

在智能系统的控制中，随时会出现信号突变的情况。控制这类突变就需要智能系统首先判断偏差以及偏差变化率，所需要的调整参数不能满足改善系统性能要求时，通过跃变方式改变控制器来实现。

2.1.4智能系统具有自优化处理特点

智能系统具有同步在线识别、参数记忆等特征，使得智能系统能够在获取参数的同时不断优化自身以及调整参数。在线的获取信息并且识别处理从而达到最优控制性能。

2.1.5智能系统具有非线性特点

通过对系统中硬件的设计整理，用来模拟人的思维模式，来满足非线性特征，从而实现人工智能。

2.2硬件原理及作用

2.2.1红外控制发射震荡电路

为了整体系统满足交叉路口不同方向信号灯变化的要求，在系统的结构设计中，要完美实现两个方向信号灯颜色的选择、控制的时间、应急调整等工作。红外发射器、外界陶瓷谐振器、电容器这三大部分组成了红外控制发射震荡电路，以达到产生额定脉冲的负载信号。

2.2.2解调模块在接收器中的作用

红外控制发射出信号之后，通过解调模块接收，经由内部集成电路进行调节和放大。在此之外，红外输出端在完成输出操作后，由放大三极管方式展开工作。接收终端解调模板编辑时，在发射终端按下相应的按键就能得到想要的译码，同时开启控制机，单片机中的终端程序能够及时跟进相应的终端服务。

2.2.3CAN接口总线的作用

在控制模块中,CAN总线接口主要承接接口端与CAN总线接口协同控制上一级连通通信并控制交叉路口的交通信号灯，同时，CAN总线接口都配备抗干扰技术，通过抗干扰措施，达到完美的抗干扰能力，使得控制精准、高效。

3交通信号灯智能系统设计

确保车辆有序通行，在十字交叉路口需要设置两个方向的交通信号灯来控制。当其中一组为红灯时，另一组对应显示绿灯亮，过度阶段显示黄灯亮，反之亦然。考虑到交通路口的实际路况以及潮汐车流的情况不同，红绿灯的变化就需要根据实际做出相应的调整。白天交通繁忙，控制灯的变化率就要快一些。相反，夜间交通压力小，相应的控制灯变化就可以慢一些。这一功能可以通过控制程序来改变交通灯的持续时间。同时，根据一些简单的传感器把信号灯的工作情况反馈给控制端，中心分析反馈信息可以对信号灯工作是否正常进行判断，从而实现在线监控交通信号灯工作状态的功能。通常情况下，检测车辆数据一般采用单片机感应式控制，上传至云客户端通过合理的科学计算法计算出在每一时刻的匹配方式，从而达到实时控制。但是这种实时控制会出现空现象，对程序要求比较严格，编程也比较复杂。基于此，应该制定出完整的控制灯模拟控制结构体系。以保证根据每个十字路口不同方向车辆的不同行驶状态达到实时调整。保证车辆顺畅通行，不出现堵车和超速情况。

4结语

在控制和疏导交通过程中，交通信号灯发挥着至关重要的作用。同时也是城市基础设施建设中重要的一环。根据我国交通网、城市网比较复杂的现状，匹配我国新科技发展的形式，应该不断完善智能交通信号灯的技术水平，从而确保道路安全通畅，为促进我国社会主义经济发展和基础设施建设而不断努力。

作者:何玉明 单位:广东新粤交通投资有限公司

参考文献:

[1]宋依青，张润.自适应交通控制系统的设计与实现[J].计算机测量与控制,2014.16(4):497-499.

[2]蔡家明.交叉路通灯信号延时模糊控制研究[J].上海工程技术大学学报,2015,22(1);84-87.

[3]杨日容.基于PLC和组态技术的交通灯监控系统设计[J].荆门职业技术学院学报,2014,23(6):31-33.

[4]张源钊，王建新.预防车辆“绿灯跟进”的只能控制信号灯[J].青少年科技博览,2011(09).

[5]樊兆宾，史忠科，杨珺.单交叉通灯控制器的设计与实现[J].电子测量技术,2014,30(10):138-141.