城市智能交通信號控制系統(tǒng)

趙亭亭

遼寧錦州渤海大學工學院

城市智能交通信號控制系統(tǒng)

趙亭亭

遼寧錦州渤海大學工學院

社會經濟發(fā)展的同時，也帶來了嚴重的交通狀況。隨著道路的不斷修建、城市道路的不斷鋪設，再加上不斷發(fā)展的路網，這些問題都促進了交通空間逐漸擴大。城市交通發(fā)展是一個城市發(fā)展的標志，對社會的發(fā)展起到了很大的促進作用，也加快了交通設備的完善以及交通工具的提高。然而隨著近些年汽車數(shù)量的不斷增多，道路的擁堵加重了日常的交通問題，也給人們的出行帶來了很大的不便。交通擁擠會耽誤人們的生活安排，并且汽車尾氣的排放也會加重環(huán)境的污染。本文針對這個現(xiàn)象設計了城市智能交通信號控制系統(tǒng)。

城市智能交通 信號控制系統(tǒng) 交通擁擠

1 研究背景

交通對于一個城市而言具有重大的意義，控制著整個城市的命脈，扮演的角色是城市的骨架，城市交通帶給了人們的生活的很大的便捷，但是同時也造成了很大的負面作用。現(xiàn)今，不管是在哪個城市，哪個國家，交通堵塞問題始終都存在，所以從而形成了一些問題，比如環(huán)境污染、交通堵塞、交通事故發(fā)生率逐年增高等，這對于國家以及人們的生活帶來很大的困擾。我國的交通問題十分嚴重，給人們的生活、生命、財產問題都產生了很大的影響。根據(jù)相關的報告顯示，2009年我國交通事故一共有107194起，死亡數(shù)目達到了29866，受傷數(shù)目達到了128336，而造成財產損失的有4.3億元。

其中城市道路中污染最嚴重的來源是機動車，從2008年開始，汽車的數(shù)量就達到了6400萬以上，而機動車造成的環(huán)境污染是最為嚴重的，并且機動車引起了很大的關注度。機動車所排放的尾氣會給公路地面造成臭氧現(xiàn)象，從而會引起光化學污染，這種污染會對于人們的健康造成很大的傷害，即使這種傷害是潛在的。城市交通擁堵問題需要得到解決就需要從兩個途徑入手。首先是增多路橋的修建從而改善城市路網的交通狀況，但是選擇這種途徑的前提是要投入更多的資金，而且這也是一筆很大的數(shù)目，道路工程的修建的資金成本一般是幾個億至幾十個億的范圍以內。同時，因為交通道路的大量修建，使得土地資源逐漸的減少，從某種程度上講，大大地加深了環(huán)境的嚴重性。其次是加大交通管理的力度，采用先進的技術設計交通信號控制系統(tǒng)，并且根據(jù)目前交通設施的情況，進行系統(tǒng)的設計，這種方法實現(xiàn)起來所投入的資金成本比較少。近些年來我國道路面積正以快速的速度增長，即使這樣，車輛的數(shù)量仍然以快速的速度不斷增多。

2 XATM智能交通信號控制系統(tǒng)的功能

根據(jù)目前中國的國情來看，城市道路交通涉及的方面有很多種，比如自行車流、人流、機動車流等。然而在很多的信號系統(tǒng)中考慮的主要是兩相位，本文設計的XAIM智能交通信號系統(tǒng)針對這方面進行了改善。按照路口的不同，從而進行相位數(shù)目的隨機配置，大大解決了自行車流以及機動車堵塞的情況，對此進行應急板的設計，而且在運行方面的可靠性得到了很大的增強，維護方便，并且設計思想采用了模塊化。本文應用了有纜聯(lián)動相關技術，通過綠波帶進行控制，同時遠距離通信采用的是MODEM實現(xiàn)的，在一定程度上奠定了城市交通控制基礎。

ATM智能交通控制系統(tǒng)的特點是單點控制，而且分時段和線控功能等。

2.1 定周期控制

當控制方式選擇的是定周期下，信號燈會根據(jù)設定的規(guī)律完成變化。

2.2 多時段控制

當控制方式是多時段下，用戶能夠把時間進行分割，一天的時段分割成10個，同時針對所有的時段都會設計一個對應的方案，當時間段不同信號機選擇的方案也會不同。用戶需要在多時段控制方式下需要合理地進行方案的選擇，并且方案與時間段需要一一對應。當其中的一個時刻過去后，如果用戶沒有進行確定方案的設定，那么信號機就會選擇該時刻前的方案進行設置。

2.3 交通感應控制

在所有的交叉路口中并沒有設定特定的方案，交通的流量數(shù)據(jù)的檢測是通過車輛檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的。信號機的總體框架圖如圖1所示。

圖1 信號機總體框架圖

3 信號機的通訊接口電路

要達到區(qū)域控制的需求，所選擇的信號機需要具備遠程通信能力。當信號機和控制中心之間的距離很大的時候，選擇串行口RxD、TxD或者是即使選擇加線驅動器都是不能夠達到目的的，這時就需要選擇專線的簡單方式。這種方式的通信數(shù)據(jù)量比較小而且次數(shù)也不是很多。RS-232C的引腳定義描述如表1所示。

表1 RS-232C引腳定義描述

4 應急電路

如果信號機以及后級電路出現(xiàn)了異常的情況時，就應該進行應急處理電路，按照特定的情況從而選擇對應的措施，進而確保交通安全。

在日常的生活中會經常遇到一些異常的情況，總結如下：

①綠不一致；

②綠沖突；

③維護系統(tǒng)；

④主控板產生故障.

而應急電路中的保護措施具體總結如下：

①閃光控制電路；②保安控制電路；③綠偏號燈。

4.1 綠切電路

在信號機的燈色輸出通道里面包含的綠燈通道一共有12個，而且綠切繼電器會和相應的輸出端相互連接。繼電器的常閉觸點會連接著信號燈，當通電以后，OC端的電平是高電平。

當電器線圈的電源關閉的時候，綠燈就會正常實現(xiàn)照亮。當出現(xiàn)了綠沖突的時候OC端就會切換成低電平，其中的7406輸出端的電平是高電平，將綠切繼電器線圈接上電，切斷繼電器的常閉觸點，同時閉合常開觸點，切斷綠燈，從而避免沖突的方向中產生綠燈。綠切電路如圖2所示。

圖2 綠切電路

5 通訊程序

為了便于用戶，滿足用戶不同方面的需求，XATM智能信號機系統(tǒng)能夠實現(xiàn)計算機之間的通訊，通過RS232口從而實現(xiàn)計算機與信號機之間的通訊，也能夠運用調制解調器實現(xiàn)，將信號機放置到路口從而對信號燈進行直接控制，將路口的車流量信息采集，采集的信息是由控制中心的計算機進行控制的。主程序如圖3所示。

圖3 主程序流程圖

結語：隨著社會經濟的飛速發(fā)展以及社會生活質量的逐漸改善，人們的生活離不開交通活動。從近些年的發(fā)展狀況可以看到，汽車工業(yè)以及逐步走向了交通發(fā)展的道路。本文主要介紹了城市智能交通信號控制系統(tǒng)的硬件設計以及軟件設計，并且程序設計部分給出了具體的流程圖的設計。

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