浅析智能交通信号灯在“交通强国”战略中的作用

摘 要 “交通強国”战略是构建数字化、网络化、智能化的智慧交通体系的基石，是国家实现中华民族伟大复兴战略的关键举措。智能交通技术在整个“交通强国”战略中发挥着非常重要的支撑和主导作用，而智能交通信号灯又是智能交通技术的重要组成部分，故本文以智能交通信号灯作为智能交通技术的典例，对其在“交通强国”战略中的作用展开详细的探讨。

关键词 “交通强国”战略;交通信号灯;新基建;智慧交通

引言

在未来的两个十五年期间，我国要坚持以技术创新、绿色智慧、可持续力强、国际影响力大等为核心的“交通强国”战略。主要包括，构建综合交通基础设施网络，优化运输服务水平，促进绿色交通可持续发展，发展以科技创新为核心的智能化交通体系，加快交通运输国际化等方面[1]。该战略的提出，不仅为我国的交通运输行业明确了发展方向，更能带动我国其他关联产业的发展，全面推动我国现代化建设的进程。智能交通技术是指，将物联网、大数据分析、云计算、人工智能、先进电子通信技术等高新IT技术，同交通运输行业相结合，衍生出的一种高水平、高质量、高效率的交通技术。智能交通技术不仅可以有效解决现今交通行业中存在的棘手难题，而且可以提高交通运输效率，改善交通服务质量，促进绿色可持续交通的发展，并进一步构建以创新为核心的数字化、网络化、智能化的智慧交通体系，为全面实现交通强国发挥示范和牵头作用。在众多智能交通技术中，智能交通信号灯系统主要针对日益复杂的城市交通问题，以解决道路拥堵、提高车辆通行率、减少交通事故为目的，进一步提高现代交通系统运行的稳定性，最终促进我国社会经济的快速发展。

1智能交通信号灯应用背景

目前，交通信号灯在保障城市各个路口交通安全有序通行方面发挥着重要的作用，共有红、绿、黄三种颜色轮流切换，分别代表着禁止通行、允许通行和警示提醒。现实生活中多采用固定切换周期的交通信号灯，这种以固定周期进行循环设置的交通信号灯虽然具有成本便宜、控制系统简单等优点，但实际各个路口的交通信号灯的配时设置却并不一定合理。因为这种机械化的交通信号灯是按照固定的周期来管理路口各方向车辆、人流的通行，不能按照交通管理者的主观意愿进行实时调控，也不能根据交通路口的实际状况对信号灯配时进行智能化地调整和执行[2]。随着出行车辆越来越多，道路承载容量已经达到或超过饱和状态，这样就有可能导致交通不畅的地方更加拥堵，还会造成出行时间增加、环境污染加重、经济损失等一系列的连锁反应。因此，传统的交通信号灯不能有效解决现代复杂的交通治理问题[3]。

伴随着5G、AI、大数据、云计算等新技术的加速发展，交通信号灯非常有必要与这些智能化的技术相融合，即利用“新基建”技术来增强交通信号灯系统的智能性及可操作性，为打造创新型交通运输事业作铺垫。

2智能交通信号灯系统简介

智能交通信号灯系统中，主要由发射装置、交通信号灯系统以及车载接收装置三部分组成[4]。发射装置主要通过无线电波将采集的各类信息发送至交通信号灯系统;交通信号灯系统利用智能化技术，对传递过来的信息进行处理和决策，并对相应的交通信号灯进行监控和显示;车载接收装置主要包含语音、接收、显示和控制四个单元，用于负责接收交通信号灯信息，为司机实时规划最佳路线。

智能交通信号灯在综合各类高新技术后，其运行原理大致如下：首先利用在交叉路口上的路灯装置等高处建筑上安装的摄像头，对交叉路口的交通量进行图像采集，将监控采集到的信息通过物联网技术送入智能交通信号灯系统进行分析，利用人工智能算法、大数据、云计算等手段，通过高性能硬件对搜集的数据进行实时处理，就可以及时掌握各个交通路口及附近路段的实时及未来车流量、路况、天气等情况，进一步按照最合理的通行方式，自动调整智能交通信号灯的设置，这样就可以智能化地控制红绿灯的转换时间，实现道路的最大通过效率。

3智能交通信号灯助力交通强国建设

智能交通信号灯在交通强国的建设过程中发挥着基础性、先导性以及战略性的作用。它除了能够有效缓解城市交通拥堵问题，降低交通事故发生率，提升交通运输行业的经济效益之外，还能积极推动其他行业的发展，给其他相关产业带来良好的经济效益。

3.1 与电子技术产业的互促关系

电子技术在智能交通信号灯系统的各个模块中被广泛应用。举例来说，智能交通信号灯系统中运用了高性能摄像头或者流量传感器来实时检测各路口的车流量;发射装置中利用高性能无线电波将各个车辆的实时信息发送至信息处理中心;而对于整个智能控制系统的核心枢纽——微处理器模块，也与电子行业息息相关，一般而言，考虑成本的话可以选用单片机器件，考虑控制精度的话可以选用ARM处理器、FPGA器件或者PLC控制器等等。这些实际应用表明，在“交通强国”战略的实施过程中，我们已逐步将电子技术渗透到智能交通信号灯系统中。同时，随着智能交通信号灯系统的不断迭代和升级，必将对其中所涉及的电子技术提出更高的技术革新要求，进而不断推动电子技术产业的发展。

3.2 与信息技术产业的互促关系

智慧交通是建设良好城市交通网络的关键，而智能交通信号灯又成为构建智慧交通体系的着力点。利用物联网、大数据、云计算、人工智能等技术，构建智能监测和识别系统，根据路口及道路上车辆的实时监测情况，实时计算出各种情况下相关路口的交通信号灯的最佳配时方案，以此实现交通信号灯的智能化控制。这样，既可以科学合理地对不同方向的车流量进行有效分流和调度，有效缓解交通拥堵，减少不必要的交通事故;又可以利用路口的高性能摄像头识别出车祸和路上行驶的逃犯等，并及时反馈给相关部门，甚至提供解决方案[5]。同样地，以智能交通信号灯为核心之一的智慧交通网络体系的构建，也将逐步完善大数据库的信息量、云计算的速度，以及促进无人驾驶技术的研发进程等。

3.3 与节能环保产业的互促关系

随着智能交通信号灯的普及，在科学智能化调度车辆情况下，将绝对地降低车辆停车次数和停车等待时间。一方面，即可以节能减排，推动绿色交通体系的发展;另一方面，又可以降低商品运输的时间成本。这对于我国交通行业的健康发展起着巨大的推动和促进作用。

充分发挥智能交通信号灯系统在智慧交通体系中的作用，在各类创新技术的引领下，不断提升我国交通行业及其相关产业的实力，进而有力推动交通强国战略的实施。

4结束语

目前，交通行业由高速增长向高质量发展转型，也更加注重由传统要素驱动向创新驱动转变。随着“新基建”政策的相继出台及实施，我国交通信号灯系统将逐步向智能化、高效化、可持续化方向迈进。未来，随着智能交通信号灯系统在我国城市各个交通路口的广泛应用，将推动智能交通产业的全面升级，为统筹铁路、公路、水运等基础设施规划，建设现代化高质量的综合立体交通网络，实现交通强国战略按下“加速键”。

参考文献

[1] 赵光辉，李长健.交通强国战略视野下交通治理问题探析[J].管理世界，2018，34（2）：182-183.

[2] 吴世旺.人工智能在道路交通管理中的应用[J].信息与电脑（理论版），2019（22）：107-109.

[3] 王子安，朱旭东.我国交通信号控制灯的应用与发展——以电子信息技术应用为例[J].电子世界，2019，561（3）：83，85.

[4] 周文奇，韩晓玉.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的运用研究[J].电子测试，2015（21）：91-92.

[5] 盛杰诚.人工智能技术在智慧交通中的应用[J].电子制作，2019 （10）：67-68，34.

作者简介

任桂香（1991-），女，河南周口人;学历：硕士研究生，职称：助理工程师，现就职单位：合肥工业大学设计院（集团）有限公司，研究方向：交通规划。