燈桿型智能交通感測控制系統

摘 要：智能交通自適應控制系統依托于傳感器收集本路段車輛流等基礎信息通過控制系統對信號燈配時進行實時調節與優化，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。本文設計了一款利用道路旁的已建路燈桿內置感測器實現道路交通自適應控制系統。

關鍵詞：車輛檢測器、路燈桿、自適應控制、信號燈

隨著我國城鎮化進程的加快和機動化的快速發展，我國的城市交通擁堵已經由大城市向中小城市，甚至縣級市和鄉鎮蔓延，城市交通擁堵已經不僅僅是大城市的“專利”。交通擁堵所造成的資源浪費、經濟損失、環境污染等問題已經日益突出。城市交通信號控制系統作為智能交通系統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發展較晚、相關標準制定滯后、建設標準不一、專業人才缺乏等原因，導致我國城市交通信號控制系統建設落后、管理落后、服務落后，未能很好地發揮交通信號控制系統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的良好運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開發與研究者面臨的挑戰，城市信號控制系統的運營與服務被提上日程。

一、交通信號控制現狀

1、大多數城市交通信號控制沒有實現感應控制，還停留在多時段定周期控制階段，無法根據實時的交通車流量變化而進行信號配時的自動優化和調整，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定死的，有的允許根據道口周圍擁堵信息人工調整，很難實現交通實時優化調度，減少整體區域交通擁堵。

2、城市交通信號控制機多以單點控制為主，聯網信號機較少，即使有的城市安裝了聯網信號機，但由于道路施工等原因，實際能聯網的信號機并不是很多，無法實現城市交通信號控制系統的聯網聯聯控。

3、部分城市主干道路已通過安裝線圈、地磁、視頻攝像機等獲取車輛交通流數據實現交通信號感應控制功能，但由于安裝的線圈、地磁、視頻攝像機受其產品的壽命及成本、施工的條件、運行的環境、人為損壞或日常磨損、維修條件限制等種種因素影響，其總體運營效果不佳。

二、燈桿型智能交通感測控制系統技術

ITS城市智能交通系統的主要目的是為了實現道口信號燈通行時序自適應調整，實現區域交通優化調度，實現道路資源優化利用，其技術前提條件是需要實現感應和測定相鄰、相近各個方向道路、道口、街區車流擁堵和通行狀況，根據交通車流實時信息，通過專門軟件處理，輸出指令，智能調整信號燈，以減少道路擁堵，保證車輛暢通。

該技術擬以城市道路兩側的路燈桿為載體，通過在路燈桿內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；通過利用道路兩側多組燈桿內連續的智能交通感測器數據信息，經過高速有線、無線通訊網絡上傳到智能交通數據處理中心（數據云服務器），經過專門軟件處理，快來地智能判斷車輛有無、車輛數量、通過速度、道路擁擠等情況，確定優化調試指令，并及時下發到交通信號機內，實現道口交通信號燈的智能自適應控制調整。

1、燈桿型智能交通感測器主要技術特征：適合路燈桿安裝條件和使用環境、道路一側或兩側已安裝的路燈桿；可以實現針對車道定點定向區域實現特征目標車輛狀態信息主動感測和特種約定車輛報告狀態信息的及時接收；能夠本地實現多種傳感數據信息簡單快捷數字化處理；具備USB、WIFI等高速有線無線網絡接口通訊功能，以便上傳到智能交通區域控制中心（數據云服務器），處理獲得優化調度指令，并及時下達，實現前方交通信號燈實時調度。

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

3、該智能交通感測器創新點：能夠利用道路一側或兩側已安裝路燈桿為載體，內置交通感測器，實時監測相近、相鄰道路和道口交通流情況，判斷車輛流量、速度、占有時間、車長等交通數據，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出的優先交通信息，以便實現前方道口信號燈自適應調整控制和智能交通調度。以城市道路兩側的路燈桿為載體，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高速網絡接口通訊功能。

三、同類產品的優勢

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

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

2、質量穩定、壽命長：由于感測器內置于路燈桿內，不受外界溫度、潮濕、污染、人為破壞等影響，便其質量穩定，壽命長。

3、安裝施工方便：由于路燈桿安裝于道路兩側，不需要破壞主干道路面，更不需要在主干道中高空作業，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對產品進行日常維護保養或更換。

四、結束語

本文設計的燈桿型智能交通感測器產品，可以充分利用現有道路兩側路燈桿資源，投資小，運營快，實時傳遞交通流數據信息，實現交通信號感應控制，極大提高道口車輛通行效率及速度。

參考文獻：

[1]劉東波，代磊磊，何廣進等，基于視頻通行狀態監測的實時優化信號控制方法及系統：公安部交通管理科學研究所，CN104658279A[P].2015-05-27

[2]羅俊，一種基于電力載波的智能交通信號燈控制系統和控制方法：湖北，CN105185132A[P]，2015-12-23

[3]劉童，武天浩，基于獨立交叉口的自適應交通控制系統仿真研究[J]，西安工程大學學報，2016-05：616-621；

[4]王長君，孫正良，劉東波等，道路交通信號協調實時優化控制方法及其控制系統：公安部交通管理科學研究所，CN10526070A[P].2015-12-30。

作者簡介：

姓名：胡春良，出生年月：1970.10.26，性別：男，民族：漢，籍貫：江蘇揚州高郵，當前職務：總經理，當前職稱：工程師、高級經濟師、一級建造師，學歷：本科，研究方向：智能交通信號控制.