燈桿型智能交通感測控制系統(tǒng)

摘 要：智能交通自適應(yīng)控制系統(tǒng)依托于傳感器收集本路段車輛流等基礎(chǔ)信息通過控制系統(tǒng)對信號燈配時進(jìn)行實(shí)時調(diào)節(jié)與優(yōu)化，以提高道口車輛通行效率。目前市場上主要通過線圈、地磁、微波、視頻等檢測器收集車輛流等信息。本文設(shè)計了一款利用道路旁的已建路燈桿內(nèi)置感測器實(shí)現(xiàn)道路交通自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：車輛檢測器、路燈桿、自適應(yīng)控制、信號燈

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和機(jī)動化的快速發(fā)展，我國的城市交通擁堵已經(jīng)由大城市向中小城市，甚至縣級市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)蔓延，城市交通擁堵已經(jīng)不僅僅是大城市的“專利”。交通擁堵所造成的資源浪費(fèi)、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染等問題已經(jīng)日益突出。城市交通信號控制系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)中的一個重要組成部分，在緩解城市交通擁堵、保障交通安全等方面有非常重要的作用，但由于我國交通信號控制系統(tǒng)發(fā)展較晚、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定滯后、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一、專業(yè)人才缺乏等原因，導(dǎo)致我國城市交通信號控制系統(tǒng)建設(shè)落后、管理落后、服務(wù)落后，未能很好地發(fā)揮交通信號控制系統(tǒng)在城市交通管理中的重要作用。如何才能保證城市交通信號控制系統(tǒng)的良好運(yùn)行是城市交通管理者面臨的很大難題，也是從事交通信號控制系統(tǒng)開發(fā)與研究者面臨的挑戰(zhàn)，城市信號控制系統(tǒng)的運(yùn)營與服務(wù)被提上日程。

一、交通信號控制現(xiàn)狀

1、大多數(shù)城市交通信號控制沒有實(shí)現(xiàn)感應(yīng)控制，還停留在多時段定周期控制階段，無法根據(jù)實(shí)時的交通車流量變化而進(jìn)行信號配時的自動優(yōu)化和調(diào)整，路口控制效率低下。目前城市道路各個路口交通信號燈通行時序控制一般是程序化規(guī)定死的，有的允許根據(jù)道口周圍擁堵信息人工調(diào)整，很難實(shí)現(xiàn)交通實(shí)時優(yōu)化調(diào)度，減少整體區(qū)域交通擁堵。

2、城市交通信號控制機(jī)多以單點(diǎn)控制為主，聯(lián)網(wǎng)信號機(jī)較少，即使有的城市安裝了聯(lián)網(wǎng)信號機(jī)，但由于道路施工等原因，實(shí)際能聯(lián)網(wǎng)的信號機(jī)并不是很多，無法實(shí)現(xiàn)城市交通信號控制系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)聯(lián)控。

3、部分城市主干道路已通過安裝線圈、地磁、視頻攝像機(jī)等獲取車輛交通流數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)交通信號感應(yīng)控制功能，但由于安裝的線圈、地磁、視頻攝像機(jī)受其產(chǎn)品的壽命及成本、施工的條件、運(yùn)行的環(huán)境、人為損壞或日常磨損、維修條件限制等種種因素影響，其總體運(yùn)營效果不佳。

二、燈桿型智能交通感測控制系統(tǒng)技術(shù)

ITS城市智能交通系統(tǒng)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)道口信號燈通行時序自適應(yīng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)區(qū)域交通優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)道路資源優(yōu)化利用，其技術(shù)前提條件是需要實(shí)現(xiàn)感應(yīng)和測定相鄰、相近各個方向道路、道口、街區(qū)車流擁堵和通行狀況，根據(jù)交通車流實(shí)時信息，通過專門軟件處理，輸出指令，智能調(diào)整信號燈，以減少道路擁堵，保證車輛暢通。

該技術(shù)擬以城市道路兩側(cè)的路燈桿為載體，通過在路燈桿內(nèi)定位定向安裝超聲波、聲波、電磁波、圖像、地面振動等多種信息傳感器，針對性地獲取道路車輛通行狀況等多維信息；通過利用道路兩側(cè)多組燈桿內(nèi)連續(xù)的智能交通感測器數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過高速有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到智能交通數(shù)據(jù)處理中心（數(shù)據(jù)云服務(wù)器），經(jīng)過專門軟件處理，快來地智能判斷車輛有無、車輛數(shù)量、通過速度、道路擁擠等情況，確定優(yōu)化調(diào)試指令，并及時下發(fā)到交通信號機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)道口交通信號燈的智能自適應(yīng)控制調(diào)整。

1、燈桿型智能交通感測器主要技術(shù)特征：適合路燈桿安裝條件和使用環(huán)境、道路一側(cè)或兩側(cè)已安裝的路燈桿；可以實(shí)現(xiàn)針對車道定點(diǎn)定向區(qū)域?qū)崿F(xiàn)特征目標(biāo)車輛狀態(tài)信息主動感測和特種約定車輛報告狀態(tài)信息的及時接收；能夠本地實(shí)現(xiàn)多種傳感數(shù)據(jù)信息簡單快捷數(shù)字化處理；具備USB、WIFI等高速有線無線網(wǎng)絡(luò)接口通訊功能，以便上傳到智能交通區(qū)域控制中心（數(shù)據(jù)云服務(wù)器），處理獲得優(yōu)化調(diào)度指令，并及時下達(dá)，實(shí)現(xiàn)前方交通信號燈實(shí)時調(diào)度。

2、燈桿型智能交通感測器產(chǎn)品參數(shù)包括：智能交通感測器由路燈電源供電電壓12V或24V，輸出數(shù)字化交通狀況信號，響應(yīng)時間在1S以內(nèi)；工作可靠，可在野外天環(huán)境長期使用，工作溫度為負(fù)20度至50攝氏度。

3、該智能交通感測器創(chuàng)新點(diǎn)：能夠利用道路一側(cè)或兩側(cè)已安裝路燈桿為載體，內(nèi)置交通感測器，實(shí)時監(jiān)測相近、相鄰道路和道口交通流情況，判斷車輛流量、速度、占有時間、車長等交通數(shù)據(jù)，跟蹤測定特定車輛位置和車速，差別車輛種類，接收120、消防車等特種車輛通過時發(fā)出的優(yōu)先交通信息，以便實(shí)現(xiàn)前方道口信號燈自適應(yīng)調(diào)整控制和智能交通調(diào)度。以城市道路兩側(cè)的路燈桿為載體，定位定向安裝超聲波、聲波、電磁波、CCD圖像、地面振動、行人按鈕等多種交通狀況傳感器，具備USB、WIFI高速網(wǎng)絡(luò)接口通訊功能。

三、同類產(chǎn)品的優(yōu)勢

燈桿型智能交通感測器與市場已運(yùn)營的線圈檢測、地磁檢測、視頻檢測相比，具有下列優(yōu)勢：

1、投資小、成本低：充分利用道路兩側(cè)已建路燈桿資源，不需要道路路面切割、安裝信號燈桿、電子警察桿等基礎(chǔ)建設(shè)。

2、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長：由于感測器內(nèi)置于路燈桿內(nèi)，不受外界溫度、潮濕、污染、人為破壞等影響，便其質(zhì)量穩(wěn)定，壽命長。

3、安裝施工方便：由于路燈桿安裝于道路兩側(cè)，不需要破壞主干道路面，更不需要在主干道中高空作業(yè)，從而確保安裝感測器不會影響正常交通。

4、維修便捷：日常維修更方便，只需在道路旁邊就可在路燈桿內(nèi)對產(chǎn)品進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)或更換。

四、結(jié)束語

本文設(shè)計的燈桿型智能交通感測器產(chǎn)品，可以充分利用現(xiàn)有道路兩側(cè)路燈桿資源，投資小，運(yùn)營快，實(shí)時傳遞交通流數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)交通信號感應(yīng)控制，極大提高道口車輛通行效率及速度。

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作者簡介：

姓名：胡春良，出生年月：1970.10.26，性別：男，民族：漢，籍貫：江蘇揚(yáng)州高郵，當(dāng)前職務(wù)：總經(jīng)理，當(dāng)前職稱：工程師、高級經(jīng)濟(jì)師、一級建造師，學(xué)歷：本科，研究方向：智能交通信號控制.