一种智能交通灯设计方案

巩宪哲 李炳辉 王兆天

作者简介：巩宪哲（1998—），本科在读，男，哈尔滨理工大学，电气与电子工程学院，电气工程及其自动化专业。

摘 要： 交通灯大大解放了人类的指挥劳动，而在人工智能发展如火如荼的今天，交通灯的智能化应为齐发展必然趋势，但现今的智能交通灯在很多方面仍不成熟，本文基于现有智能交通灯的有关算法技术不足，科研模型不完善，科研平台欠缺提出了一种可以通过在现有传统设施基础上改造而应用的，智能化的，兼具应用与科研试验的智能交通指挥测试系统。

关键词： 智能交通灯;设计方案

【中图分类号】U491.51 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.162

0 引言

随着我国社会的发展，道路资源的紧张问题走进了人们的视界，如何有效的，充分的利用交通道路资源成为了人们研究的热点问题之一，路口的有效指挥是高效利用道路资源的关键;交通灯的出现在一定程度上解放了人类指挥，通过对我国现有交通灯使用情况有关资料的调研不难看出我国目前交通灯的控制方式仍以传统的定时交通灯为主。但传统的定时式交通灯无法根据路口实时的车辆情况改变指挥模式;在路况较为繁杂的路口交通灯无法时甚至出现一车道堵车为患，一车道无车通行的场面，其无法在复杂路况下有效的指挥现场交通使得道路资源得到充分的利用，智能交通灯应运而生;目前，人类在智能交通灯的研究上已经取得相当的进展;通过笔者对现有智能交通灯的技术发展现状的调查，发现目前的智能交通灯技术手段主要分为地感线圈式（利用地感线圈采集路口各个方向的车流量信息进而调节各个方向的通行时间）和图像识别式（利用摄像头采集路口路况的照片，计算分析后得出各个方向的车流量信息进而调节各个方向的通行时间）;地感线圈式的智能交通灯由于施工难度相对较大，普及成本相对较高，没能广泛普及;而图像识别式相比之下，施工成本相对较低，施工容易，利于普及，且在，5G的到来，万物互联的趋势下，将整个城市的道路信息实时路况传送给道路指挥中心，不但有利于指挥中心做出有关调整，而且传回的数据作为交通现场的第一手资料可以有效的为科研活动提供帮助，亦可提供给有关城市建设机构，这种交通灯的普及有利于构建整个城市的智能交通网。

1 技術现状的有关缺陷

现如今，随着人工智能，模式识别技术的发展，在智能交通灯领域有了相当的进展，但是由于目前很多算法模型的建立未能完全的考虑到路口众多的可能出现的不确定因素，所建立的模型在较复杂的路况下并不能够很好的应用于指挥复杂路况下的交通，性能不能有效保证。

2 一种相对稳定改进方案

2.1.1 增加故障检测功能，

现今算法的不适用主要在于在复杂路况时的不适用，然而事物的发展不是所有条件都具备才出现，在可以应用的条件下，在应用中完善模型不失为一种可行方案。在现场路况的复杂程度在所采用算法的处理范围内时，采用智能控制算法对现场的路况进行智能的指挥，一旦路况复杂在智能交通灯采取有关措施后，道路情况不能好转甚至出现了进一步拥堵时，交通灯的控制系统可立即切换成为传统的定时式交通灯模式，保证路况不至于过分恶化，并向指挥中心发送现场的交通信息，等待中心采取措施;

2.1.2 增加远程控制功能，

在5G来临的大背景下，更宽的带宽与更高的速度为实时传输与遥控提供了更简单的普及方案和更稳定的性能，路口的视频信息实时的传输至道路指挥中心，可以让中心指挥人员对多个现场的交通状况有着很好地监控，在路口交通灯不能很好地指挥现场的复杂交通状况时，中心指挥人员可以通过远程遥控的方式遥控路口的交通灯，缓解路口堵车状况;这样在交通高峰，指挥人员一定程度上可在中心远程指挥现场。

2.2 改进的优点

（1）可以提升智能交通灯对现场指挥的稳定性，提高指挥效率。

（2）智能算法可有效指挥现场路况时可以不加干预;节省指挥人力。

（3）可改善指挥人员的指挥环境，一定程度上解放指挥员。

（4）可将传回的数据信息提供给科研单位，方便使用真实的第一手资料。

（5）方便有关科研项目的测试与应用，由于可以远程的人工干预，设计好的模型可在实际的道路环境下测试，若模型不合理会触发MCU的防故障机制，及时切换回定时模式而不会严重影响交通，可以很好地促进有关产业、科研的发展。

3 一种技术路线

路口安装的实时监控系统与指挥中心的计算机相连，中心计算机对路口视频信息进行采样后送以设置好的处理算法中计算，分析得出路口交通灯模式，传输给交通灯中控板MCU控制继电器控制路口交通灯[1]，并与指挥中心的计算机进行数据通信，根据指挥中心返回的指令相应的继电器进行操作，控制路口信号灯模式的变换。

4 结语

本文介绍了一种由于智能交通灯控制算法在路况复杂的情况下失效下可应用的普及方案，采用定时模式和人工指挥将现有的在复杂路况下处理能力不足的算法应用于实际中的方案，其特点在于可以应用现有的相对不完善的技术，搭建好的系统可以作为科研做实验平台，的到的数据是现场的第一手资料，方便的利用真是场景检测设计的算法在现实中适用性。

参考文献

[1] 祝朝坤，李宗贤.基于OpenCV的交通灯绿信比智能调节装置的设计[J].电子产品世界，2020，27（01）：56-59.