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交通信號系統(tǒng)論文
交通信號系統(tǒng)是交通管理的基礎(chǔ)。下面就隨小編一起去閱讀交通信號系統(tǒng)論文，相信能帶給大家啟發(fā)。
第一篇：交通信號系統(tǒng)論文
【摘要】
城市智能交通發(fā)展水平是城市綜合發(fā)展程度的重要指標，智能交通信號控制系統(tǒng)的引入，在很大程度上改善了城市的交通管理和綜合管理質(zhì)量。本文首先對智能交通信號控制系統(tǒng)進行概述，然后具體闡述了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方法，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。
【關(guān)鍵詞】
城市 智能交通信號控制系統(tǒng) 分析
現(xiàn)代經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，也促使城市交通向信息化、智能化的方向不斷推進。作為實現(xiàn)城市交通智能化控制和管理的基礎(chǔ)，交通信號控制系統(tǒng)的智能化發(fā)展是近年來人們關(guān)注的主要方面。目前隨著城市出行率和機動車保有量的大范圍增長，多變復雜的交通需求對交通信號控制的智能化、適應(yīng)性提出了更嚴格的要求。
一、城市智能交通信號控制系統(tǒng)概述
智能交通信號控制系統(tǒng)是采用高效的現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的運輸系統(tǒng)，統(tǒng)計分析交通樞紐的實時交通流量，在此基礎(chǔ)上利用交通軟件和模型確定恰當?shù)慕徊婵诩t綠燈配時方案，以此高效優(yōu)化整個交通路網(wǎng)。其特點主要有：（1）兼容性，該系統(tǒng)能夠同時與相同標準內(nèi)的各種型號、廠商的交通信號控制器相連接；（2）實用性，該系統(tǒng)使用的應(yīng)用軟件、技術(shù)、設(shè)備能夠符合各種城市的交通信號控制需求，且使用、建設(shè)、維護都非常簡便。如現(xiàn)在使用的中文圖形操作和交互界面，友好、直觀，容易操作，能夠及時提供在線幫助；（3）開放性，該系統(tǒng)使用了互通互聯(lián)的拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠滿足于未來各種功能擴展；（4）先進性，該系統(tǒng)利用了最先進的信息技術(shù)和決策系統(tǒng)，并充分考慮未來發(fā)展需要；（5）可靠性，該系統(tǒng)具有容錯、自動檢測、自動恢復、報警等功能[1]。
信號機總體上來說包括人機接口、網(wǎng)絡(luò)通信、中央控制器、RTC實時時鐘、故障檢測、功率驅(qū)動等部分。
二、城市智能交通信號控制硬件系統(tǒng)
智能交通信號控制系統(tǒng)主要采用模塊化設(shè)計方式進行硬件設(shè)計，主要由參數(shù)輸入與鍵盤模塊、中央控制器模塊、通訊接口模塊、模擬路口顯示模塊等構(gòu)成。
1、參數(shù)輸入與鍵盤模塊
此模塊為了使系統(tǒng)及時顯示運行狀態(tài)和運行時間倒計時等信息，運用了八個七段數(shù)碼管，三個數(shù)碼管用于倒計時裝置，四個數(shù)碼管用于時間顯示裝置，另外一個數(shù)碼管用于倒計時和時間之間的分隔符。其選用具有驅(qū)動和鎖存功能的CH454芯片用于掃描鍵盤和驅(qū)動數(shù)碼管，其利用I2C總線完成與LPC2378控制器的數(shù)據(jù)交換。由于I2C總線使用較少的信號線且傳輸質(zhì)量可靠，因此在交通信號機的設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用[2]。
按照信號機功能要求，該模塊分別設(shè)置了減小鍵、復位鍵、功能鍵、手動鍵、增加鍵、翻頁鍵、退格鍵、確認鍵八個主要操作鍵。增加鍵和減小鍵主要用于對各項功能設(shè)定進行切換；退格鍵用于功能設(shè)定的修改；翻頁鍵用于下一功能的設(shè)定；功能鍵完成對主要功能的設(shè)定；復位鍵是在信號機出現(xiàn)功能紊亂的情況下一鍵恢復為初始狀態(tài)；手動鍵是在緊急狀況下對信號燈進行手動控制。
該模塊的主要功能是輸入控制和參數(shù)命令，為信號機提供顯示正確的運行方案信息，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的人機交互方式，從而使信號機容易操作。
2、中央控制器模塊
信號機的可靠和穩(wěn)定運行是決定道路交通質(zhì)量的關(guān)鍵。為了改善信號機的穩(wěn)定性和可靠性及實現(xiàn)未來的功能擴展，現(xiàn)代智能信號控制系統(tǒng)主要采用了LPC2378微控制器。作為信號機的主要控制中心，LPC2378微控制器內(nèi)部裝有58KB的SRAM存儲器、512KB的片內(nèi)Flash和可在72MHz率下運行的32位ARM7內(nèi)核。
LPC2378微控制器具有較多的外圍功能模塊，能夠支持實時操作系統(tǒng)完成實時控制，在低能耗、低成本、多功能的計算密集型應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展了單芯片級的設(shè)計方案，是一種高性價比的微處理器。LPC2378優(yōu)良的特點使其在交通信號控制中表現(xiàn)出極高的應(yīng)用優(yōu)勢，不僅有效保證了信號機的性能，還有利于未來系統(tǒng)功能的擴展。
3、通訊接口模塊
通信模塊主要完成與系統(tǒng)上位機的雙向通訊工作，其主要采用以局域網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的通訊方式，利用管線接口完成與上位機的數(shù)據(jù)傳輸和共享。
通訊模塊內(nèi)部擁有一個多功能的以太網(wǎng)MAC控制器，該控制可以利用告訴的DMA硬件實現(xiàn)系統(tǒng)性能的優(yōu)化。利用媒體獨立接口管理串行總線將使用RMIII的片外以太網(wǎng)與以太網(wǎng)模塊進行連接，通過相關(guān)電路和物理層接口芯片就可以完成通信功能。現(xiàn)代通訊接口模塊中主要采用DM9161A以太網(wǎng)收發(fā)器，其具有成本低、功耗低、波形穩(wěn)定等特點。RJ45采用網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器與DM9161A進行連接，網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器具有隔離高電壓、抑制雜波、修復波形、傳輸信號、匹配阻抗等作用。
4、模擬路口燈顯示模塊
為了便于信號機工作狀態(tài)的顯示和調(diào)試、設(shè)置參數(shù)，模擬路口燈顯示模塊主要采用了CH423芯片對LED指示燈進行動態(tài)驅(qū)動。CH423內(nèi)部安置電流驅(qū)動電路，能夠?qū)?5只以上的LED發(fā)光管進行靜態(tài)驅(qū)動；設(shè)有18個開漏輸出引腳，能夠為輸入電平變化中斷提供支持。
三、城市智能交通信號控制軟件系統(tǒng)
城市智能交通信號控制軟件系統(tǒng)主要包括路口編輯、顯示界面和通信連接三個部分。（1）路口編輯。利用路口編輯界面可以在實際路口狀況修改出口車道數(shù)、十字形和T字形交叉口類別、機動車道的功能（包括直左、三向、直行、右轉(zhuǎn)、左右、直右、左轉(zhuǎn)等）、交叉口的名稱等。（2）通信連接。①數(shù)據(jù)接收。當上位機接受到數(shù)據(jù)時，會根據(jù)定時器設(shè)定時間的不同方式讀取數(shù)據(jù)，讀取一次數(shù)據(jù)的周期在1秒中以內(nèi)。當網(wǎng)絡(luò)進入連接狀態(tài)時，端口就開始進行數(shù)據(jù)讀取，此時如果篩選到true的發(fā)送標志，則中斷數(shù)據(jù)讀取工作，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)進行數(shù)據(jù)傳輸。②數(shù)據(jù)發(fā)送。利用數(shù)據(jù)發(fā)送功能，可以把上位機完成的對運行方案的修改信息及時傳輸?shù)叫盘枡C中。數(shù)據(jù)方案的修改主要通過優(yōu)化方案和設(shè)置方案的'過程實現(xiàn)。在通信機制的傳輸中，將數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)定在true的發(fā)送位置，上位機就會數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘枡C中。數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，發(fā)送位置會自動轉(zhuǎn)換為false，這樣就實現(xiàn)了一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹芷赱4]。（3）顯示界面。顯示界面的主要功能是盡量直觀詳盡的顯示信號機的不同控制方式和運行狀態(tài)，以幫助操作者熟悉和了解路口信號機的狀態(tài)。其顯示內(nèi)容主要包括兩方面：①主界面。在主界面打開后，其可以按照不同區(qū)域狀況顯示不同的區(qū)域地圖，所有已建成的路口都會在地圖上顯示。通過單擊相應(yīng)的的左鍵，可以進入不同的子界面，也可以在地圖上刪除或添加路口，并將路口信息動態(tài)保存到固定的文件夾中，確保再次啟動時信息數(shù)據(jù)不會丟失。②子界面。子界面的左半部分用于倒計時和系統(tǒng)參數(shù)顯示。倒計時部分用于顯示信號機向上位機發(fā)送的每一次倒計時信息，同時還可以顯示目前運行的方案號信息。系統(tǒng)參數(shù)按鈕用于獲得信號機的相位信息、系統(tǒng)參數(shù)和時段表信息。子界面的右半部分用于路口狀態(tài)的實時顯示。其采用局部重繪機制，對信號燈方案中間部分發(fā)生變化的情況進行重繪，而不對其他部分進行重繪，以此防止由于界面重繪造成界面閃爍問題。
四、結(jié)束語
城市智能交通信號控制系統(tǒng)是智能交通領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容之一，在其他交通系統(tǒng)的共同配合下，其能夠提供城市交通的信息化、數(shù)字化和智能化管理，從而有效克服城市交通擁擠問題。智能交通信號控制系統(tǒng)的應(yīng)用對于改善交通控制精度和效率、不斷提高路網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。
第二篇：交通信號系統(tǒng)論文
摘要：
文章首先對智能交通信號控制系統(tǒng)的功能及應(yīng)用方式進行介紹，指出智能交通信號控制系統(tǒng)具有先進性、成熟性、實用性、可靠性、開放性及兼容性這六大獨特優(yōu)勢；其次又提出了交通樞紐區(qū)域交通信號控制的控制戰(zhàn)略，包括戰(zhàn)略控制、戰(zhàn)術(shù)控制以及戰(zhàn)略控制與戰(zhàn)術(shù)控制相結(jié)合。
關(guān)鍵詞：
城市交通；交通樞紐；智能管理；交通信號；控制系統(tǒng)
隨著信息智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的范圍領(lǐng)域正逐漸擴大。其中，交通智能化管理領(lǐng)域就是重要的應(yīng)用方式之一，應(yīng)用了智能化管理系統(tǒng)的交通運輸，能夠?qū)崿F(xiàn)一體化和綜合化管理。而實現(xiàn)這一管理模式的技術(shù)基礎(chǔ)，則是充分智能化的交通信號控制系統(tǒng)。由于目前我國城市化程度不斷提高，城市內(nèi)的機動車通行量和出行率始終處于上升趨勢，因而使交通需求變得越來越復雜，對交通信號控制能力提出了更高要求，必須具備足夠的智能化水平，才能保證交通運輸秩序的正常運行，維護交通運輸?shù)陌踩�。因此，必須結(jié)合城市交通規(guī)劃的實際情況，設(shè)計出科學合理的交通信號控制系統(tǒng)。
1 智能交通信號控制系統(tǒng)概述
在我國經(jīng)濟得到了高速發(fā)展的今天，隨著我國城市化進程的加快，我國交通壓力越來越大，交通堵塞現(xiàn)象日益嚴重，解決城市交通問題已經(jīng)成了城市建設(shè)中首要任務(wù)。如何解決交通問題，已經(jīng)成為社會關(guān)注的焦點。交通信號在解決交通堵塞、規(guī)范交通秩序中起著積極作用。但傳統(tǒng)交通信號已經(jīng)無法完全滿足新時代交通情況，現(xiàn)代交通車流量遠遠大于從前，在經(jīng)濟水平不斷提高的今天，城市家庭幾乎家家都有車，而車輛數(shù)目的增多，改變了我國的交通狀況和交通發(fā)展，改革創(chuàng)新交通信號迫在眉睫。隨著時代的進步，科技的發(fā)展，信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)的高度普及，智能交通信號概念被提出。通過不斷實踐和改革，智能交通信號控制系統(tǒng)已初步成型，雖然暫時無法大規(guī)模推廣，但是智能交通信號系統(tǒng)也已經(jīng)給我國交通帶來了質(zhì)的改變。智能交通信號實現(xiàn)了智能監(jiān)控車流量，自動變化信號，智能指揮、規(guī)范交通，優(yōu)化交通狀況。下面通過兩點來分析智能交通信號系統(tǒng)的特點。
1.1 采用高新技術(shù)
智能交通信號系統(tǒng)離不開先進的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)和智能技術(shù)及感應(yīng)技術(shù)，可以說智能交通信號是集各大高新技術(shù)于一身的強大智能系統(tǒng)，隨著未來交通情況的不斷變化，智能交通信號對技術(shù)的要求也會越來越高。
1.2 智能化
通過不斷的實踐和改革創(chuàng)新，智能交通系統(tǒng)越來越完善，現(xiàn)代交通信號智能系統(tǒng)所采用的技術(shù)、設(shè)備都能達到了城市交通所應(yīng)滿足的需求，不僅能夠有效完成信號控制工作，更加實現(xiàn)了根據(jù)交通實際情況及時間段進行自動變化和科學指揮交通，并且智能交通信號系統(tǒng)的車流量測試功能實現(xiàn)了對我國街道車流量的記錄，為我國交通改革提供了科學依據(jù)。
2 智能交通信號的系統(tǒng)設(shè)計
2.1 智能交通信號子系統(tǒng)
智能交通信號系統(tǒng)既復雜又系統(tǒng)，有多個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)來完成對交通的引導和規(guī)范，交通信號控制只是其中的一個組成部分。
想要構(gòu)建一個完整、可靠、科學的智能交通信號系統(tǒng)，就需要無數(shù)個子系統(tǒng)，這些信號子系統(tǒng)多分布在交通事故多發(fā)點及車流量較大路段。其中車流量計算子系統(tǒng)是智能交通信號的核心內(nèi)容，智能交通信號系統(tǒng)，通過對車流量的精確的監(jiān)測和計算，預判綠信號可變比率，使交通信號達到了一種動態(tài)控制。智能交通信號子系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵在于，一個區(qū)域內(nèi)路段要保持狀態(tài)一致，避免造成交通混亂及堵塞。不同區(qū)域路段可以根據(jù)實際情況，應(yīng)用不同的方案來設(shè)計智能交通信號子系統(tǒng)，確保交通信號子系統(tǒng)的實用性。為了使交通信號在同一路段保持高度一致，可將相鄰子系統(tǒng)互相連接，形成更大的整體系統(tǒng)，且內(nèi)部以統(tǒng)一的周期運轉(zhuǎn)。連接方案可以根據(jù)交通實際需求來判斷，可進行永久連接或暫時連接。
2.2 智能交通信號對飽和度的控制
為了使制定出的.交通信號控制戰(zhàn)略方案更加科學，需事先將交通信號控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通樞紐區(qū)域中心自適應(yīng)協(xié)調(diào)區(qū)域，從而對不同入口車道的飽和流量加以檢測并得到準確數(shù)據(jù)信息，智能交通信號系統(tǒng)必須進行科學的交通飽和度監(jiān)測，交通飽和度是規(guī)劃交通的重要依據(jù)。飽和度測試和控制系統(tǒng)，應(yīng)在交通主要線路設(shè)置，在這個檢測和控制的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中以戰(zhàn)略檢測器的形式存在，在綠燈時段范圍內(nèi)，戰(zhàn)略檢測器將對車流經(jīng)過時的交通流量及占有率數(shù)據(jù)信息進行采集并自動處理，最后將處理結(jié)果以數(shù)據(jù)表格的形式直觀呈現(xiàn)，通過表格交通“飽和度”一目了然。飽和度檢測和控制可利用實際的綠燈時間與綠燈時間比率進行計算。有效利用綠燈時間指的是飽和交通流情況下，恰好通過以最優(yōu)車間距運行的同等車流量所用的綠燈時間。
2.3 交通信號控制相位差
智能交通信號系統(tǒng)設(shè)計，可以規(guī)劃每個系統(tǒng)間控制規(guī)模，避免一個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，給多路段交通造成嚴重影響，降低多方向相位差變化導致的相互作用力。智能交通信號控制系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)全面考慮，進行科學規(guī)劃和實現(xiàn)，其控制范圍，要根據(jù)交通實際情況，對不同流量進行不同規(guī)劃，避免造成資源浪費。但設(shè)計過程中不僅要考慮到控制相位差，更應(yīng)該估計到相互呼應(yīng)，如某路段出現(xiàn)故障，可通過其他路段啟動應(yīng)急線路，進行暫時性的交通引導，避免交通事故，系統(tǒng)相互運作正常時可斷開連接，避免造成干擾，實現(xiàn)真正的智能交通信號系統(tǒng)。
3 智能交通信號控制策略
控制策略指的是在特定區(qū)域制定相關(guān)的信號控制策略，規(guī)劃智能交通信號，最大程度地適應(yīng)各個路口交通需求的變化。當某一相位的綠燈時段需求位于平均需求的下限時，可對該相位進行早斷處理，如果沒有需求甚至可直接略過該相位，或引入條件相位來代替�？刂破魈幚淼膮⒄諛藴适菣z測器測得的交通數(shù)據(jù)決策，可以采用策略檢測器來擔負這項工作。控制策略主要針對的是控制器的運行問題，其在實施策略控制時所采取的技術(shù)與路口孤立運行時所采取的技術(shù)完全一致。策略控制實現(xiàn)的載體是區(qū)域計算機，因而能夠?qū)π盘栠\行的強度加以調(diào)整。當然，策略控制與孤立控制在本質(zhì)上并非相同。策略控制無法應(yīng)用車間距計時器和損失時間計時器來提前終端或略過某個相位，這是因為處于同一連接上的控制器必須以相同周期的形式來運行，這樣才能達到最優(yōu)化的協(xié)調(diào)效果。另外，由于相位早斷或略過而節(jié)省的時間，也必須追加至本地控制器的下一個相位或主相位上，從而維持相同的周期時長。策略控制的作用在于控制綠信比、周期及相位差，對變化幅度不明顯的城市區(qū)域的交通流趨勢進行把握；而策略控制則適用于處理各路口不同周期中速度快但程度較小的變化。為了能夠制定出更加科學合理的交通控制戰(zhàn)略，應(yīng)力求將二者進行結(jié)合，從而構(gòu)建更為完善的、全方位的交通控制 系統(tǒng)。
4 結(jié)語
本文通過對城市交通樞紐智能交通信號控制系統(tǒng)設(shè)計進行探究和分析，指出為了使交通運輸領(lǐng)域得到更快的發(fā)展，提高交通運輸?shù)陌踩院涂煽啃�，必須積極應(yīng)用智能化技術(shù)來實現(xiàn)智能交通信號，以此來改善我國目前的交通現(xiàn)狀，智能交通將成為未來交通的發(fā)展方向。本文從多方面對智能交通信號系統(tǒng)進行了分析和闡述，對其具備的優(yōu)勢加以分析，并對交通樞紐區(qū)域交通信號控制的控制戰(zhàn)略提出了一些看法，強調(diào)應(yīng)制定科學戰(zhàn)略來有效維護交通安全。
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