“互联网＋”下的智慧交通系统

王粤 李明睿 卢禹含 张鑫 郑培宏 郭家鹏 赵秋宇

摘  要：针对我国现存交通信号灯大多为固定模式，无法满足当今人口出行需求与安全，甚至存在一些交通安全隐患。人们出行现存另一大问题是停车难的问题，针对以上问题设计了一款APP，此项目结合互联网技术，信息技术，电子技术，自动控制技术旨在最大限度上方便人们出行。

关键词：智慧;交通;系统

中图分类号：U491.5 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）26-0028-03

Abstract： In view of the fact that most of the existing traffic lights in our country are fixed mode， they can not meet the travel needs and safety of the current population， and even have some traffic safety risks. Another big problem existing in people's travel is the difficulty of parking. Aiming at the above problems， an APP is designed. This project combines Internet technology， information technology， electronic technology and automatic control technology to maximize the convenience of people's travel.

Keywords： wisdom; traffic; system

当今，中国经济建设发展飞速，城市人口和车辆逐年增加，城市交通的压力与日俱增，道路拥堵，行驶困难等问题愈加突出，建立健全城市智能交通系统迫在眉睫，因此，本文在传统的交通系统基础之上，借助于现代化高新技术与互联网技术形成了一种综合性的智慧城市交通系统。

根据相关调查我国目前道路口交通信号灯的设置主要是参考《道路交通信号灯》和《道路交通信号灯设置与安装规范》[1]，当前交通信号灯通常采取的是固定模式，已不适合现如今日益拥堵的道路，因此，文章設计了一款根据车流量可调整的城市道路信号灯系统，此系统能够发挥出信号灯对城市交通系统的控制作用，确保城市交通的畅通。

1 智慧交通系统设计

针对当前道路交通信号灯使用已设定好的固定模式来进行定时控制，但早晚高峰时，如果十字路口的某一个方向的车辆比较多时，由于道路信号灯是固定时间模式，此时十字路口车辆在规定的时间内很难顺利通过这个路口，导致一部分车辆会停在十字路口，就会造成车辆拥堵状况。因此，在车流量比较密集的道路口，通常交通警察会进行人工调节，但这种方法比较落后且消耗人力，很难去满足现代智能化交通的需求。因此，本文设计了一款道路交通信号灯的时间与实时车流量相匹配的智慧交通系统。

智慧交通控制系统由无线地磁传感监测装置监测实时的道路交通流状况，通过无线低频传输方式将信息传输到附近的接入点，再由中央信息处理控制单元整合处理信息根据源程序输出对应信号灯控制方案，进而实时调节信号灯已到达实时调节道路交通流的目的。这样整个交通系统完成一个闭环处理，能够做到实时高效的调节交通流。具体智慧交通系统控制流程图如图1所示。

智慧交通系统结构如图2所示，在普通红绿灯各道路口前设置两对无线地磁传感监测装置，分别设置在距道路口大约50m-150m处，同时在交通路口后约100m处再设置一组无线地磁传感监测装置，每组具体距离应根据当前道路口日常车流量大小、红绿灯时长来进行设置，一条道路一个方向一共设置三组无线地磁传感监测装置。无线地磁传感检测装置是采取高灵敏磁阻传感元件监测车辆对大地磁场的改变进行简单的计算处理来检测是否有车辆存在以及车速等信息，然后通过低功率无线传感技术将信号传递给附近的接入点，完成道路行车信息的采集。无线地磁传感监测装置对路面造成破坏小，且不需要对原来的道路进行封路和改造，安装、维修简单，能耗小且不受气候影响，是非常经济实惠的监测方式[2-4]。第1、2两个单元的无线地磁传感检测装置负责在当前交通信号灯道路口等候车流量的检测，倘若检测到有停止的车辆则说明当前道路口发生堵塞，需要进行红绿灯时长的调整来控制车流量。第3单元的无线地磁传感监测设备负责检测已通过当前道路口的车流量，倘若监测到有车辆在此堵塞停留，则说明当前道路口的下一路段发生较大拥堵，导致下一路段全部堵塞，当前道路口已不适合再进行通车，此时应停止该方向路段下一次绿灯的进车，以提供下一路段车流调整的时间，否则或会导致当前道路口的车辆无法进入下一路段的情况，甚至可能会出现车辆只能被迫滞留在十字路口内从而导致其他方向通车出现问题，造成大型交通阻塞。故当第三监测装置监测到堵塞滞留车辆时，应停止当前道路口信号灯的下一次绿灯，直至监测设备检测到下一路段通畅时再继续通车。

根据三组无线地磁传感器所检测情况可将一条道路的检测情况分为0-3个级别，同一道路两个不同方向的相同车辆检测装置任意一个监测装置所监测到的级数为该路段输出级数，且输出级数表达优先级为3级>2级>1级>0级。

各道路口的信息处理级数分别分为0-3级：

0级：该道路正常，来往车辆可根据固定的交通信号灯模式进行行驶;

1级：该道路的无线地磁传感监测装置一检测到车辆拥堵，此时发送信号给控制单元，中央控制单元根据两个道路口同时的信号情况来调整该道路口此方向的信号灯时长;

2级：该道路的无线地磁传感监测装置一和装置二同时检测到车辆拥堵，此时发送信号给控制单元，控制单元根据两个道路口同时的信号情况来调整该道路口此方向的信号灯时长;

3级：该道路的无线地磁传感监测装置三检测到该道路口下一路段车辆发生拥堵，则表明该道路口已造成大型堵车，该道路口已不适合仍通行该方向的车辆，则发送信号至控制单元，控制单元根据两个道路口同时的信号情况来调整该道路口此方向的信号灯时长。

各路段的级数信息传入接入点由中央信息处理控制系统结合两条道路的车流输出信息，根据源程序来下达调控指令，通过线路实时传输调控程序来进行实时控制信号灯的显示情况，进而达到车流量控制的目的。

控制单元调控程序指令具体情况如表1所示。

如表1所示，中央信息处理控制系统，通过将接收器所收集的两条路段的实时级数信息进行分析处理，下达设定的控制指令至信号指示灯，使信号灯得以根据实时的路况信息实时地进行变动，从而达到实时调节交通流的目的。

2 智慧交通系统优点

智慧信号灯系统通过结合红外线监测技术、互联网技术实现了对交通信号灯的自动化控制，使信号灯可以随着变化的交通状况随时做出改变，及时面对错综复杂的交通状况提出优秀的解决方案[4]。省去了大量人力，减少了道路危险。

3 结束语

智慧交通控制系统是在政策规范约束下、结合先进的技术、应用适合的运作方式给城市交通运输提供最佳的交通条件。使用智慧系统通过实时交通控制可以减少交通事故，增加交通的安全性。可以有效缓和交通拥挤，提高交通效益。智慧交通系统可以通过对交通流的有效的调度与引导，使得城市交通流量保持在一种稳定的运行状态，从而能够避免和减缓交通堵塞问题，很大程度上缩短了城市生活居民的出行时间，使人们的生活更加方便更加高效。

参考文献：

[1]孙毅然.我国现行道路交通信号灯设置中的问题及对策[J].河北联合大学学报（自然科学版），2014，36（02）：114-119.

[2]卫小伟.城市智能交通控制系统研究与设计[J].现代电子技术，2010，33（17）：189-192.

[3]张永杰.城市智能交通控制系统的研究与设计[J].智能城市，2017，3（04）：130-131.

[4]胡鉴清.智能交通控制系统应用设计[D].南京农业大学，2014.