仿真技術在交通信號控制中的應用

李順

摘 要：伴隨著社會經濟、科技的發展，交通事業也呈現出好的發展勢頭，機動車量大幅度增多，交通管理的難度逐漸增大。交通仿真技術的出現使很多交通問題得到有效解決，作為一種新的交通技術，交通仿真技術在道路交通信號控制管理中也發揮著不可忽視的作用，因此本文就仿真技術在交通信號控制中的應用進行了探究與概述。

關鍵詞：仿真技術；交通信號控制；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.139

交通信號燈是交通管理中的重要內容，如今交通堵塞逐漸嚴重，而信號燈的參數都是之前設置的，交通信號燈無法依據實際情況作出科學的調整，無法有效控制車流，管理也比較僵硬，不能有效的優化交通信號控制。交通仿真技術作為一種新的技術，能夠有效的解決人力無法處理的問題，能夠對交通信號控制方案的可行性進行研究，減少成本支出，使交通堵塞情況得到有效的處理。

1 車輛模擬

汽車是一種交通工具，能夠為人們的出行提出極大的便利，在行駛過程中車輛的行為主要有：正常行駛；路口轉向；依據交通信號燈判斷能否可以繼續行駛；有障礙物要減速行駛。

為了對汽車進行模擬，就需要對其進行抽象化，將汽車作為一個類進行處理，科學設置汽車的車速、位置、移動的方向等，要實現這一目標，就需要對相應屬性設置接口函數，利用picturebox對車輛進行模擬[1]。由于道路上的車輛數量比較多，就需要利用數據結構將模擬出的多個車載道路上的車輛行駛情況進行儲存。一般使用list進行儲存，能夠有效的、頻繁的增減元素。

將16個點作為車輛的原始坐標，隨機確定車輛的位置，利用定時器連續的產生車輛。主干道上的車輛可以直行或左轉，副道上的車輛可以右轉、直行。車輛在轉向點需要獲得數字0或1確定行駛的具體方向。車輛減速就是明確其與前面車輛之間的距離是否小于安全距離，如果確定小于就需要降低車速，使其前方車輛車速一致。依據車輛方向明確車輛的行駛方向，如果車輛需要轉向，需要先轉向，再行駛。行駛過程中依據車速以及方向操作當前車輛的坐標。

2 科學設置數據信息

本次研究主要是對交通信號進行控制，因此只需要設置信號燈的相關參數即可，依據制定的交通信號等控制方案科學設置路口的交通信號等的參數，或是自動設置信息參數。

參數化信號燈中的紅、綠燈持續時間，將其作為信號燈的屬性。并在類中定義修改這些屬性接口。將一個按鈕設置在主窗口中，按按鈕時，會彈出窗體，在窗體中用戶可以將自己擬定的方案數據輸入其中。程序運行過程中如果要設置參數，調整之后，需要對紅綠燈的時間參數進行重新的加載。

3 實現車流信息的智能優化

通過接受控制模塊傳來的車流量信息，并科學處理，明確交通信號燈的參數是否需要更改。

將十字路口的車輛分為不同的相位，路口東西直行車輛是相位一，只能前行；東西方向左轉車流是相位二，只能左轉；南北直行車流是相位三，只能直行；南北左轉車流是相位四，只能左轉[2]。不同方向上右轉車輛都沒有相位。不同相位是相同交通信號燈對車輛的行駛進行控制的，要統計不同相位的車輛，明確相應的交通信號燈參數。

路口上有東西以及南北方向的車輛，如果一個方向的車流總量大于另一個方向車流總數的10%，就需要延長該方向的綠燈時間，如果兩個方向上的車流量基本上一樣，就不需要改變參數。

統計十字路口東西、南北方向上的車流量，分析統計結果，如果一個方向上堵車超過30輛，就需要適當延長該方向的綠燈時間，如果東西、南北方向上的車流量差比較大，也需要對紅綠燈的時間進行調整。

4 科學控制交通信號

模擬交通信號燈，能夠使狀態屬性發生變化，交通燈是紅、黃、綠三種顏色，時間不同，需要在這三種顏色之間進行轉換。正常的交通信號燈在顏色變化時是紅、綠、黃、紅。所以在模擬時需要循環轉換信號燈的顏色。信號燈在交替變化過程中會出現時間周期，紅、黃、綠燈在一個周期中交替變化，當交通信號等回到上一次循環開始狀態時，就形成了交通信號燈的狀態變化周期。

該系統中有4個路口，因此需要4組信號燈，彼此是獨立的，有自己的參數。

要實現這一效果就需要將信號等作為一個類，將各種參數作為屬性值，其接口函數需要在類中進行定義，獲得相關屬性，做好修改等工作。

信號燈初始化會呈現出初始狀態，依據數據模塊中的數據對不同信號燈的狀態進行更新。將1000ms的定時器設置在主程序中[3]，然后定義全局變量，觸發一次定時器，全局變量就增加1，能夠實現簡單的計時。計時器到了需要對信號燈狀態切換時，就需要對信號燈的接口函數進行調整，保證其切換能夠做到周期性。一個周期運行結束后需要將計數器重新設置為0[4]，能夠保證信號燈的切換不會間斷。

在切換信號燈時，一個路口相對的兩個信號燈的狀態是一樣的，另外兩個則不同。一個周期中，交通信號燈的狀態有三種變化。

5 仿真運行

使用軟件運行程序，對路口的圖標進行加載，并繪制出路面信息。依據制定的交通信號燈參數對信號燈的參數進行設置，然后對信息進行統計，一是統計道路上的所有車輛，并將車流量的信息動態化的顯示。二是統計不同路口各個相位車輛數量，通過狀態欄的形式在界面上顯示，能夠為用戶的查看提供便利。

6 結束語

交通仿真技術在道路交通控制中發揮著極為重要的作用，在交通信號控制中也有很好的應用。本次研究主要是對交通信號控制中仿真技術的設計應用進行分析，明確將具體的操作步驟以及方法，能夠在實際運行中有效利用，保證道路交通安全暢通。

參考文獻：

[1]張健.ZigBee技術在智能交通信號燈控制中的應用研究[J].銅陵學院學報，2014（06）：115-118.

[2]黃興華.交通仿真技術在“交通管理與控制”實驗教學中的應用[J].電子技術與軟件工程，2015（06）：80.

[3]何冰洋.探析PLC仿真軟件在交通信號系統設計中的應用[J]. 計算機光盤軟件與應用，2015（01）：81-82.

[4]王鳳群，蘇躍江，王曉原，張元元.仿真技術在交通影響分析中的應用[J].山東理工大學學報（自然科學版），2010（02）：31-37.endprint