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电子信息技术在智能交通信号控制系统中的实践

胡顺年
  
学术与研究
2023年59期
江苏豪纬交通集团有限公司 江苏扬州 225000

摘要:在电子信息技术的支持下,ITS的设计日趋成熟,可以支持不同的开发语言,完成整个体系的构架,每一个命令都能顺利的发出,使整个系统得以有效的运行。在整个ITS信号控制系统中,还设置了各个模块,具有数据采集、系统监控等多个功能,可以对交通运输的实际状况进行全面的了解,当发生任何不正常的情况时,都要做出相应的反应和处理。这能极大的提高我国的公共交通水平,需要引起足够重视。

关键词:电子信息技术;智能交通;信号控制系统

引言:

随着社会的进步和科技的进步,智慧城市的建设速度越来越快,而作为城市运营和发展的一个重要组成部分,交通运输也正在向着智能化交通的方向发展。城市智慧交通的建立,为居民的日常生活、公路基础设施等方面的发展,提供了大量的信息。ITS是推进我国城市交通基础设施数字化改造与智能化升级的重要手段,而电子信息技术已成为 ITS研究的热点。在我国交通基础设施转型与升级的进程中,城市交通信号与控制系统是其关键环节,也是提高城市交通安全与运营效能的重要切入点。在ITS的发展和应用中,电子信息技术起到了很好的推动作用。当前,针对ITS发展的电子信息技术在交通领域的应用研究和探索还在深入,亟需在明确其应用方向的前提下,积极探索科学有效的应用策略。

1智能交通信号控制系统中电子信息技术概述

1.1电子信息技术的概念

电电子资讯科技是为了取得,传送,处理;一个通用术语,用于储存和取回电子资料。应用最广泛的是传感器技术,网络通讯技术,射频识别技术,定位技术,智能运输技术;比如QR码,云计算等等。它的优点是可以迅速地进行信息的收集、识别和筛选;该系统的传输、共享与检索能够为相关领域的精确获取与使用提供技术支撑。

1.2智能交通信号控制系统的概念

1.2.1内涵

智能交通信号控制系统是智能交通系统的一部分。ITS旨在对地面交通进行一体化管理,将通信、电子感知、控制和计算机等电子信息技术相结合,对综合交通系统进行实时、精确、高效的管理。从总体上讲,该系统包括两个方面:一是交通信息服务体系,二是交通管理体系。

1.2.2智能交通信号控制系统功能

通过以电子信息技术为基础,研制而成的智能交通信号控制系统,其主要作用是在交通运营的管理和调控工作中,以提高交通运输的效率为目标。因此,在开发这个系统的时候,必须要有如下几个方面的功能:(1)实时监测功能,这一功能的实施,必须要有一个视频监控系统作为辅助。只有这样,才能对每一个地点的具体位置、编号和运行水平都有一个精确的了解,如果出现了什么不正常的情况,也可以及时的做出调整。(2)感知终端,其主要作用是对各种信息进行采集和处理。另外,在终端传感系统中,还包含了预处理的功能,也就是在获取了相应的数据后,对其进行了处理,以了解目前的交通状况。(3)参数设置子系统。系统的运行和发展,需要多种参数作为基础,按照交通控制系统的需求,对各种参数进行优化,比如时间、地点等,并将其设定为必需的参数,以此来确保系统的利用效率。(4)决策分析部分,通过传感模块获取相关信息,对所采集的信息进行综合分析和掌握;通过对数据的分析,完成各种控制指令和要求,完成对信号的控制。

1.3电子信息技术在智能交通信号控制系统中的优势

1.3.1实时性强

利用电子信息技术,可以对交通流量、车速等数据进行实时监控与分析,进而对交通信号灯进行自动调节,提高交通信号控制的效率与准确性[1]。在电子信息技术的帮助下,智能化的交通信号控制系统能够迅速地对复杂的环境作出反应。传统的信号灯切换方法是通过人工改变信号灯的时间来实现的,无法确保对道路交通的实时响应。在电子信息领域,多组件协同工作,可以使系统迅速地做出反应,并能及时地调整信号方案。

1.3.2精度高

随着汽车数量的迅速增加,公路交通安全问题也越来越引起社会的关注。建立智能交通系统对于保证道路畅通,提高通行效率,减少交通事故具有十分重要的意义。采用数字信号控制器,可精确地计算出目前路面上的车流情况及路径情况,从而实现对信号的控制。另外,车载检测器还可以对车速、车速等相关参数进行自动检测,从而达到提高交通控制的目的。从这一点可以看出,在满足复杂变化的交通要求的同时,也可以有效地提高智能交通信号控制的精度。

1.3.3自动化程度高

采用电子信息技术,能够自动调节信号灯的位置,降低人为的人为干预,使其更加自动化。通过对汽车、道路、气象等详细信息的采集与分析,提出了一种新的解决方案。

1.3.4可靠性高

在前文基础上,提出了一种基于数字信号处理的智能交通控制系统,通过计算机辅助设计,构建了一种新型的智能交通控制系统。ITS是一种包含多种软硬件的复杂系统,当出现故障或需要更新时,它能自动判断出故障,并将报警信息发送给相关人员。

2电子信息技术在智能交通信号控制系统中的应用

2.1在交通检测系统中的应用

随着计算机和网络技术的飞速发展,各行各业的信息化程度也在不断提升。交通探测系统是智能交通信号控制系统中的一个重要组成部分,它利用多种传感器对车辆、行人等进行实时监控,获得交通流、速度、密度等信息,然后将其传送给交通信号控制系统。本文介绍了一种基于电子信息技术的交通监控系统。第一个方面是汽车探测技术。近年来,计算机、物联网等新兴科技的兴起与融合,极大地促进了交通管理工作的开展,并带动了整个ITS的发展[2]。在道路识别系统中,车辆探测是一项非常重要的技术,它利用地磁、微波雷达和摄像头等多种传感器来实现对车辆的实时监控。在这些方法中,地磁探测是一种常用的探测手段,利用埋在地下的地磁线圈对车辆进行探测,获得车辆的数目、速度和长度等信息。第二个方面是对行人的识别。行人探测是智慧交通领域的一项重要研究内容,它能够在不影响行人安全的情况下,及时地将行人信息传递给司机或者无人驾驶车辆,从而规避交通事故。当检测到有行人通过路口时,信号灯会做出相应的控制措施,比如延长过马路的间隔,以保证行人过马路的安全。第三部分是汽车牌照的识别。汽车牌照识别是一项新兴的道路检测技术,其主要功能是利用摄像机对车辆牌照进行自动识别,然后将其传送到交通信号灯控制系统。通过本系统的应用,可以有效地提高车辆的违章检出率,改善道路交通安全状况。

2.2单片机技术在智能交通信号控制系统中的应用

基于单片机技术的智能交通信号控制系统开发与应用,即以单片机为核心,对其进行了研究。单片机具有安全性,可靠性,稳定性和经济性等优点。将其与总体ITS的应用相结合,在收到系统操作策略之后,MCU可以独立工作,降低单个ITS对ITS的连通性要求与计算容量的要求,同时具有实时、灵活的控制能力。以路口交通灯管理系统为例,本系统采用时间逻辑控制方式对交通信号进行控制。这种方法具有很大的柔性,可以在不同的时间点上实施不同的控制方案,并且可以根据交叉口的交通状况,通过对已有的数据进行最优的优化,从而实现对交通流的有效控制[3]。因此,本研究提出了一种改进措施,以提高交叉口的通行能力与效率。

2.3计算机技术在智能交通信号灯控制系统中的应用

在智能交通灯控制中,电子信息技术主要用于记录道路上的车辆流量,以及对交通灯的时间进行控制[4]。在智能型红绿灯控制系统中,装有一台专用于控制信号灯装置的电脑。本机有丰富的输入、输出接口,有较强的驱动功能,可以实现由各交叉口传感器采集到的车辆流量等数据的存储。有了这台电脑的辅助,智能交通灯控制系统可以更好的完成系统的逻辑操作。当系统预先设定的运逻辑操作、序列控制等指令被执行时,该智能交通灯控制系统将定时、计数和算数等命令发送给电脑控制装置,由此对信号灯进行控制。

2.4GPS技术在智能交通信号控制系统中的应用

全球定位系统(GPS)技术在智能交通信号控制系统中应用于定位和导航。在ITS的操作过程中,利用GPS技术可以进行车辆的智能导航和实时监控,从而提高道路的通行效率[5]。在智能导航领域,采用GPS技术研制的智能交通信号灯控制系统,可以向交通信号灯控制中心反馈GPS传送的道路堵塞情况,并将堵塞情况以信号命令的形式传送到各主要道路及枢纽处的交通标志,供来往的车辆参考。同时,利用智能导航软件,实时、动态地展示GPS信息反馈的拥堵状态,以引导城市交通,减轻城市交通拥挤。

2.5在通信网络系统中的应用

第一,无线通信技术。随着现代通信技术的不断发展,各种类型的交通信号设备都可以通过使用Wi-Fi、Bluetooth等无线通信技术进行互联互通。基于上述装置,实现对交通流量及拥堵状况的实时监控,并据此对信号灯循环时间及与之相匹配的绿灯时长进行自动调节,以提升道路通行效率。无线通讯是一种广泛应用于通讯网路系统中的一项重要技术,可藉由在都市道路上搭建一座无线网路,让交通侦测系统、交通讯号控制系统与相关装置间的资料传递与分享。第二个是网络科技[6]。随着Internet技术的迅速发展,ITS也逐渐通过Internet技术实现信息的传递与共享。在此基础上,构建城市道路网络,使交通监测系统、信号控制系统及其它相关设备能够进行实时的信息传递与共享,提升交通信号控制的效率与准确性。

3基于电子信息技术的智能交通信号控制系统设计

3.1系统框架

以电子信息为研究对象,对其进行了科学、合理的体系结构设计。所使用的工具有 Internet、电脑等,以确保 ITS的各项控制功能。在设计这个系统的时候,主要采用了B/S (浏览器/服务器)架构,该结构成本低,性能高,在系统的发展过程中具有显著的经济效益,它能够确保各种功能的正常运行,并且能够打破时间和空间的限制。在该系统中,可以在不同的地区、不同的时间节点上进行多种设备的运行,保证了ITS的高效性,提高了整个信息系统的共享程度。登陆系统后,管理员可以刷新整个界面,可以查看各类信息,通过分析数据、信息,了解目前交通管理工作中的各类问题与缺陷,提出相应的对策,保证系统的所有功能都能正常运行。

3.1.1视图层

采用可视化的方法进行人机交互,采用 CSS的开发语言,根据系统采集的各类信息内容,构造出完整的页面;根据系统的功能需求,对系统架构进行了优化,提高了网站的整体质量。在设计用户界面构架的时候,要确保整个网页都具备动画,按钮,面板操作等各种功能。建立程式码基时,应确保所撰写程式码的有效呼叫。

3.1.2控制层

在控制层中,必须具有对各种数据进行分析、处理的功能。在此架构下,使用者只需输入所需的资料,即可将资料上载至控制层,而控制层则会接受此信息,能够驱动该系统来执行对应的指令.在对数据库进行操作的同时,也要确保与数据层建立起对应的通讯信道,以便对整个智能控制系统进行各种信息指示。

3.1.3数据层

数据层的最大作用是对各种数据进行存储,在设计过程中,主要采用了“我的电池”框架,根据交通控制系统建立一个数据库,并对各种数据进行存储和管理。该数据库的工作原理是记忆存储原理,它可以实时监控,数据的读取和写入,确保各种数据的上传和保存,在调用各种数据的时候,效率也会更高,能够很好地适应整个系统的操作需求。

3.2系统运行环境

在进行系统的设计过程中,最常见的两种语言是 Java和 Java Scipt, Java语言以应用与前端开发为主,后端采用的是后者,后者要求对信号进行控制;可以很好的提高整个系统的路面疏导效果,防止交通堵塞,防止交通事故的发生,保持公路的正常运行。在这种运营环境下,必须要确保车辆和车载智能装置之间的信息连通,才能将道路上的各种数据和路面的状况进行采集,以此来有效地监控各种交通状况。将每一种信息汇总后,可为驾驶员制定最优的行车计划。在全过程中,因为该系统会自动记录各种资讯内容,若有意外,亦可提出相应的处理建议;从而将最大限度地缩短管制时间,为交通运输创造有利的条件。

3.3控制模块

当 ITS对汽车的具体状况进行探测之后,它能够将各种数据自动地储存在电脑终端系统中,利用轮询管理系统的功能,来了解汽车的实际行驶速度和平均等待时间。从而有效地掌握了交通状况和等候交通信号灯所花费的时间。该系统在检测到实际的车辆到达率后,可根据系统的计算方式,将其重新转换成交通信号灯的时间,从而得到准确的到达率和交通信号灯的时间数据;同时,还可以实现各种数据的自动与主控中心的同步,从而确保了整个系统的运行。

3.4控制系统

在智能信号灯控制系统中,红黄绿三个信号灯中必须有一个是点亮的,如果信号灯不能正常工作,就表示控制系统出现了一些问题,需要系统维护人员及时赶到现场进行维修。在这一部分,主要采用的是电子技术手段,它可以实现对信号灯的运行状况的采集,实现监控;将采集到的各类信息,及时地上载至交通管理者的工作系统,工作人员根据该系统的信息,对在工作中出现的各类故障问题进行处理。

3.5人机交互界面设计

在整个系统接口的设计中,要保证界面的简洁和直观,就必须对整个界面进行设计,以保证系统的简洁性。在浏览网页时,要完全输入系统的名称,同时也要进入系统的注册画面,在右上角的选项里做选取;在设置语言模式的时候,可以选择中文,英文等多种语言。在系统界面的中央,还需要设置一个对应的帐号和密码,这样当你登陆的时候,就会进入到主界面。总之,在系统界面的设计上,要做到各种功能都要突出,简洁,方便交通管理人员和汽车驾驶员。在这个系统的设计中,主要是基于百度地图来进行开发和设计,在设计全图的时候,要确保详细的道路规划状况能够清楚的显示出来;给使用者一个很好的使用经验。在整个界面上,设定了各个区域的功能区域,用户可以根据自己的需要,进行监控设备的选择和监控;为了保证参数的功能,一定要把有关的参数输入进去,所以在查找栏里,只要输入了相应的数字,就可以掌握相应的装置。同时,在系统接口中,也应建立相应的预警模块,以便在交通运行过程中,遇到突发事件时;一旦发现异常,立刻就会向上级汇报,并在最短的时间内,将紧急情况处理好。

结束语:

总之,通过对交通流量、车速等数据的实时监控与分析,对信号灯的时刻间隔进行自动调节,达到优化交通流量,减轻交通拥挤,增强交通安全的目的。在此基础上,提出了一种基于网络的智能、精确、可靠的智能交通信号控制系统。

参考文献:

[1]赵涵.基于电子信息技术在智能交通信号控制系统中的研究与应用[J].石河子科技,2020,(03):12-13.

[2]夏源.电子信息技术在智能交通信号控制系统中的运用[J].电子技术与软件工程,2019,(08):90-94.

[3]张意斌.电子信息技术在智能交通信号控制系统中的运用研究[J].时代汽车,2019,(01):195-196.

[4]王斌柘.电子信息技术在智能交通信号控制系统中的应用分析[J].电子元器件与信息技术,2020,5(05):212-213.

[5]王清.电子信息技术在智能交通信号控制系统中的运用分析[J].无线互联科技,2019,18(02):107-108.

[6]李喜梅,陈承贵,贺军.电子信息技术在智能交通信号控制系统中的应用[J].电脑知识与技术,2019,15(27):241-242.

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