智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用

赵红明，梁 慧，董 飞

（临沂市产业技术研究院，山东 临沂 276037）

0 引言

目前，大数据、云计算等智能化技术不断发展和进步，而且这些技术在市政交通工程自动化控制中能够发挥巨大的作用，提升交通运输和建设的便利性的同时，还能实现市政交通工程的自动化控制，提升自动化控制水平。

1 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用特点

在市政交通工程自动化控制中应用智能化技术实现智能交通系统，主要是应用先进的计算机技术、信息机数据传统等智能化技术，对交通工程进行科学化的管理，并在管理过程中充分考虑行人、路、车等因素，进而保证交通管理效果具有科学性，构建范围较为广泛，作用强而且运动效率较高的交通管理系统。在交通工程中应用智能化技术，能够更好的满族交通工程自动化控制需求，从实际应用情况来分析，应用特点主要体现在不需要人力控制、实现智能化控制数据统一处理、不需要使用控制模型等三方面。

（1）不需要人力控制。近些年来，自动化技术发展进程逐渐加快，而且在很多领域中也逐渐实现智能化技术，随着智能化机器设备的出现，促使自动化控制设备的工作效率大大提升，而且还能有效降低控制难度，减少人力资源投入，利用智能化技术实现对自动化控制设备的智能调节和设置，实现设备自我调节的同时，而且还不需要人力进行控制。

（2）实现智能控制数据统一处理。智能化技术和传统自动化控制技术相对比，更加具有科技性，能够实现智能化控制数据的统一处理。采用的智能化控制设备能够对输入的数据进行科学评估，而且还能对经常输入的数据进行查找和快速评估。对于市政交通控制来说，控制对象并不是一成不变的，而智能化技术能够根据控制对象的变化，作出不同的控制方式，尽管控制对象没有产生动作指令，但是智能化技术也能完成控制工作，提升控制效果。

（3）不需要使用控制模型。在市政交通工程中应用智能化控制，与传统使用的控制器相比不需要使用控制模式，能进一步提升自动化控制的紧密系数。在传统应用的控制器中，其技术水平较低，假如需要控制的动态方程具有较强的复杂性，就需要实现严谨控制，这样就会大大降低控制的效率，而且还会影响控制模型设计效果。但是，应用智能化设计之后，可以对被控制对象模型进行处理，不再应用控制模式。

2 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用方式

2.1 道路监控系统控制

市政交通工程中道路监控系统的建设主要是对交通流量进行监控，利用内场、外场智能化监控终端设备实现自动化控制，特别是特殊路段、桥梁以及重点位置等进行检测和控制，并对外场设备、紧急电话、巡逻车辆等道路相关信息进行收集，对可能出现的交通事故进行种类划分。例如，在恶劣天气环境下，或者经常发生交通事故的特殊路段，通过设置基于物联网技术的智能道路监控系统，采用虚拟线圈车速检测的算法对车辆行车速度进行确定，通过在视频监控图像中设置两个或以上的虚拟线圈，并确定两个虚拟线圈之间的实际距离 ，当车辆经过虚拟线圈1后，就将挡圈虚拟线圈1激活，进而开始计时T1，当车辆经过虚拟线圈2后，九江虚拟选择2激活后进行计时T2，进而确定两个虚拟线圈之间的时间差，根据速度计算公式，（ΔT表示车辆运动的一段时间，ΔS表示车辆运动ΔT时间内车辆运动的位移），这样就能确定车辆运行速度后，对其进行有效监控， 避免超速出现危险事故。另外，还能采用高级监控模式实现交通线路分析，将主线路和匝道线路结合起来，应用车辆检测器、紧急电话以及摄像视频等设备获取交通信息，并利用车辆控制机器、有线广播等实现主线路控制。

2.2 车辆限载系统控制

在市政交通工程中，车辆超重超载是导致公路路面结构破坏的主要因素，也是导致交通事故频频发生主要原因。因此，需要对超重超载车辆的行驶进行限制，这样才能保证市政交通的安全性，减少道路养护成本的投入。因此，可以利用智能化技术，将车辆限载系统、图像信息和收费系统等结合起来，避免出现违章车辆肇事逃逸的情况。具体可以在道路上设置低速称重校对系统、高速动态称重系统、报警装置以及摄像机等设备，而且这些系统可以由线圈、路边控制器、车牌识别器、轴重传感器、图像传输设备、限载系统等构成。在限载系统中，动态的称重监控系统包括低速称重校对系统、高速动态称重系统两种，能够及时获取车辆设备数据，对车辆进行实时抓拍，并获取数据进行存储，假如车辆出现超重或者超限情况，程序就会自动发出警报。比如，高速入口处设置的称重系统，安装的称重检测设备和入口发卡系统实现网络连接，货车在经过收费站口时必须进行称重检测，一般六轴列车驱动形式为6X4的限重为49吨，驱动形式为6X2的限重为46吨，对驱动轴为每轴、每侧设置双轮胎且装备空气悬架的3轴、4轴货车以及4轴铰接列车限重可以增加1吨，对于超出重量的车辆系统会自动发出警报，引起相关执法人员注意，对车辆进行罚款处理，并对车辆进行跟踪，对车辆信息进行实时上传，而且高速监控软件还能对不同时间段车辆的运行情况进行查询，实现信息共享。假如限载系统检测出超载车辆，智能系统中车牌识别系统就能对车辆进行识别，采用MSER字符粗定位法和车牌特征的车牌定位算法，确定车辆车牌号，并建立相关数据库，将数据库中的信息上传到收费站服务系统中，确定超载车辆名单。另外，假如车辆超载后系统发出警报依旧驶出公路，就可以应用收费系统中的防逃费功能，实现超载车辆的检测并生成报告上报给相关执法部门，对车辆进行惩罚。

2.3 交通信号控制

将智能化技术应用于市政交通信号自动化控制中，建立智能交通信号灯控制系统，由交通信号控制机、PC控制终端、数传终端、工业路由器等组成，能够根据摄像头传感器实现自动化识别，结合路口交通情况，正常切换红绿灯。同时，还可以将物联网技术应用其中，实现路口级、区域级、中心级等分布式、递阶控制形式，DTU带有GPS功能，并利用GIS图形化、向导化进行管理和控制，还能实现多时段固定控制、人工干预控制、过饱和热点控制、公交优先控制、信号优化控制、特勤车辆优先控制、交通流量统计、设备运行状态检测等功能，提升交通信号控制效果。

2.4 智能外场终端控制

在市政交通工程中安装汽车检测器，能够对道路上是否有车辆经过进行检测，并结合检测的数据，对车辆数量、车辆速度、道路占有率等进行计算，进而对自动化控制策略的制定提供相关数据依据。通常车辆检测器被安装在路面之下，检测器中主要包含智能处理器、环形线圈传感器等。其中智能处理器中主要包含数据处理单元、信息检测放大单元、数据传输接口单元等，和其他设备相对比，车辆检测器中的各项数据能够促使交通参数呈现多元化，能够确定市政道路上不同车道中车辆速度、数量以及占有率等。同时，采用车辆检测器的准确率也较高，检测精度在90%以上。在进行车辆检测过程中相同车辆在相邻车道上连个线圈中会产生作用，并利用分析处理器对线路逻辑进行识别，之后产生相应信号，对车道信息进行全面检测。另外，该车辆检测器还具有自动补偿温度的功能，比较适合用于野外连续工作，检测器中的各项单元还能实现数据存储，并与计算机外围接口相连接，能够对通信传输频率进行调节，假如通信信息被中断，那么数据能直接被录入到计算机中。

3 结束语

总之，将智能化技术应用于市政交通工程自动化控制中具有良好的现实价值，节省人力的同时， 还能有效实现道路监控系统控制、车辆限载系统控制、交通信号控制以及智能外场终端控制等，提升市政交通的便利性，而且还能显著提升交通工程的自动化控制效果。现阶段，在科学技术快速发展下，智能化技术的应用前景广阔，需要提高对智能化技术的重视程度，研究和开发智能技术，将其应用于各方面中，全面提升智能化水平，并更好地为市政交通工程自动化控制提供服务。