基于电子车牌的智能交通灯控制系统设计

靳智

摘要：城市机动车辆的增加，且现有的交通信号灯控制时间与轮转时间固定不变，不但不能有效地应对交通现状，反而会加剧拥堵。该设计方案通过电子车牌获取各路段内实时车流量，并据此对交通信号灯进行智能控制。本系统成本低、实时性好，将提高车辆通行效率。

关键词：电子车牌；交通灯；智能控制；拥堵

自从交通灯出现以后，交通的管制变得更加有效，在疏导车辆、提升道路的流畅性、降低交通事故的发生率等方面有积极的影响。随着城市机动车辆的不断增加，国内大中城市交通拥堵现象越来越突出，传统交通信号灯由于持续时间与轮转时间固定，在一定程度上将加剧交通拥堵。

将无线传感网用于交通信号灯自适应控制具有一定的新颖性，但车流量檢测的效率与准确性将成为该应用方案的最大障碍。采用微波技术检测车流量，对交通信号灯进行实时控制，存在成本高的缺点。针对交通拥堵现状及已有解决方案中存在的问题，在确保检测实时性、降低成本的前提下，本文根据车载电子车牌检测各路段内内车流量，设计相应的控制算法，达到智能控制的目的。

1电子车牌技术

电子车牌是一种基于900 MHz频段无源RFID技术的车牌信息存储方式，该车牌有别于传统的实体车牌，一般制作成卡片状，采用陶瓷防拆卸技术固定在金属车牌上或粘贴在前挡风玻璃正上方，保证电子车牌安装的唯一性。电子车牌由内部存储芯片、微带天线和反拆卸装置组成，具有灵敏度高，读写速度快，标签反射率高，可在高速运动状态被读取等优点。电子车牌通过发卡管理系统事先写入该车辆的基本信息，如车辆的ID号、车牌号、驾驶员信息、车型、车重等信息。通过在RFID硬件设计、软件进行数据加密设计，数据加密后的电子车牌无法被仿制，且每辆车只配备一个电子车牌，此时车辆拥有了独一无二的身份证。

2智能交通信号灯控制系统结构

在城市各交通干道和各十字路口、卡口架设固定电子车牌监测基站及配套的交通信号灯控制系统。该监测基站由电子车牌阅读器、阅读器天线、数据处理系统和数据传输系统4部分构成。监测基站通过通信专线与数据中心连接，并可实时获取车辆信息。射频阅读器读取电子车牌中加密车辆信息，经监测基站解密后，得到电子车牌号码等基本信息。交通信号灯控制器根据车牌监测基站获取的车牌信息判断实时交通状况，并控制信号灯状态。智能交通灯控制系统结构如图1所示。

3交通控制模型与程序

3.1控制模型建立

根据实时车流量进行交通信号灯智能控制，关键在于车流量的控制模型建立。

为了确保车辆的通行效率，需要实时获取交通信号灯路段前Z米范围内的待通行车辆数量，路段内车流量数据模型如图2所示。

3.2控制程序

交通信号灯控制涉及城市主干道与人行道、交叉路口优先通行权裁决与放行时间计算。

（1）主干道。主干道交通灯控制方式为车辆优先通行，通行时间由具体车流量决定，车辆通行结束转为行人通行，行人通行时间固定设置。如果该时段有特殊车辆通过，直接优先放行。具体控制程序流程如图3所示。

（2）十字交叉路口。交叉路口通行情况相对复杂，车道通行优先权可由各车道车流量进行排序裁决，如有特殊车辆，优先放行。具体控制程序流程如图4所示。

4结语

私家车辆增多及传统交通信号灯控制方式是导致城市道路交通拥堵的主要原因，通过采集电子车牌信息以统计实时交通流量，按照特殊车辆和车道车流量裁定通行优先权，进而实现对交通信号灯的智能控制。本系统将有效缓解交通拥堵，降低交通警察指挥的频率，提高交通控制信息化、智能化水平。