智能交通信号灯控制系统的设计分析

智能交通信号灯控制系统的设计分析摘要：城市的繁荣发展促使城市路面交通更加繁忙，越来越密集的车流更是进一步提高了发生交通安全事故的概率，在这样的实际情况下，如何保证交通顺畅成为相关方面考虑的重要问题，交通信号灯是指挥和引导交通的重要设施，在各个方面都在向现代化智能化发展的当前时刻，交通信号灯控制也需要合理引进智能化技术，以便保证交通参与者的有序交通，基于此本文以智能交通信号灯控制系统设计为论题展开相关分析，旨在为维护道路交通安全做出应有贡献。关键词：智能交通；信号灯控制系统；设计分析引言现如今，交通工具类型和数量大幅度增加，为了维护民众出行安全和保证各种车辆和行人的有序通行，国家制定并严格落实了一系列交通规则，同时也采取了相应的交通管制措施，但是仍然需要通过对科学高效交通信号灯控制系统的合理利用，来充分发挥交通信号灯的交通指挥和引导作用，从而保证良好的交通秩序，深入探索智能交通信号灯控制系统的设计原理，从系统硬件设计、软件设计等各个角度入手，有效开展智能交通信号等控制系统设计的研究和探索，有助于我国交通管理的健康发展。智能交通信号灯应用现状国内对交通路口的设置方式是十字型的，即南北向和东西向以十字交叉形式完成路口位置的交汇，各个路口都会设置交通信号智能控制灯，数目多为三个，颜色为标准的红黄蓝。在很多交通主干道上，路口位置也会设置这种组合形式的信号灯，起到交通提示和引导作用，保证交通流量的安全有序。实际上，交通法对信号灯的使用方法做出了明确规定，绝大多数司机也烂熟于心，即红灯为禁行标志，绿灯为通行标志，黄灯则预示着信号灯处于颜色和功能转换期间，虽然正在行驶的车辆仍可保持目前的方向，但是需要减速并注意信号灯颜色。尤其是路口夜深人静时的黄灯信号，是明确的减速慢行提示。需要注意的是，道路通信号遇到紧急情况，三种颜色的信号灯会同时一致变红，一切上路车辆严格禁行。智能交通信号灯控制系统基本设计原理红外遥控形式的震荡发射电路组成交管部门设计交通信号智能控制灯，前提是必须保证同时满足路口所有方向信号灯的现实控制需要，强行控制须保证两个方向，须保证此时信号灯的功能的控制时长和通行或禁止选择的需要。通行的业内做法是利用红外遥感形式设计震荡发射电路，这种电路由电容器，遥控发射器以及陶瓷谐波振荡器组成，他们的连接形式为外接，这种电路安装使用之后会发射载频信号，这种信号须符合脉冲宽度技术标准。接收器调解模块的应用电路发射红外信号由单片机负责，负责接收红外信号的是调解模块与红外模块，信号灯系统内部的集成电路设置在上部区域，它负责解调放大信号，同时，舒服护短输出编码信号后处理脉冲信号，利用放大功能的三极管完成信号放大，解调模块位于接收器内，由它负责编译解码，服务程序利用启动控制机完成中断控制，达到控制对应需要的中断或关闭的目的。CANCAN电源从始至终完全隔离，进而达到预期效果。电子信息技术在智能交通信号灯控制中的应用途径电子信息技术在智能交通信号灯控制中的实现思路城市交通信号灯的设置方式通常是把两个信号灯设置在十字路口位置，以此必须确保所有方向颜色各异。需要注意的是，黄色信号灯在此期间的亮起过程恰恰相反，而且国内城市日常交通极其繁忙，尤其是白天交通流量更是异乎寻常地大，为了有效保障交通安全疏导和有序通行，城市十字路口位置的交通信号控制灯须在白天通行时段适度缩短变换时长，以此保证交通顺畅。利用外设设定交通信号灯程序来确保控制终端及时收到信号灯即时状态的反馈信息，可以确保控制中心能即时掌控交通信号智能灯，由此可以看出三种系统在城市交通信号智能灯控制方面的重要性，这个过程中，交通控制的终端模块负责控制交通信号智能灯颜色变换和持续时长，要求必须极其精准，而定时和电源管理负责为计算机终端传递由交通控制终端发来的控制信息，交通信号灯系统内部的数据采集模块负责管控交通电源，而数据采集模块还设置有显示模块，它负责把采集到的实时数据信息向位于交通信号灯控制系统内部的交通控制中心完成信息传递，同时交通信号灯控制中心模块负责精准判定交通信号灯的实时运行状态，确保城市交通信号灯达到优质高效的时间和秩序控制。电子信息技术在智能交通控制终端模块中的应用必须确保智能交通信号灯运行状态下充分发挥自身作用，才能有效提升城市C建议设计人员在完成这个模块设计时可积极引入关联性电子技术实施针对性的辅助设计。①智能交通信号灯控制中心模块运用加入电子信息技术智能交通信号灯要实现数据采集模块的实时数据信息向交通控制中心模块的准确传输，逻辑电路是必经之路，这种电路能准确判断交通控制中心信息接收的有效性，促进智能交通信号灯对交通现状的实时监控，一旦该电路察觉城市交通信号灯出现了功能异常，系统就会立即发送报警信号，以此为城市交通实现信号的智能控制打下良好基础。②智能交通信号灯控制应用电子信息技术目前国内在控制城市智能交通信号灯方面，对电子信息技术有比较大的依赖度，其中尤以虚拟仪器技术表现优异，相关人员在控制界面完成对电子信息技术条件下的智能交通信号灯控制系统的登陆，进而到达控制终端的主页面，在主页面完成时间初始化设置。需要注意的是，对智能交通信号灯进行设置需要综合考虑交通现状对智能交通信号灯的确切需要，通过全方位考量和科学设计，可确保智能交通信号灯控制系统对不同方向交通信号灯的自动化智能化设计，操作人员通过下位机接收提前设置的启动命令，由此智能交通信号灯得到合理控制，进而实现控制交通信号灯运行过程的目的。智能交通信号灯控制系统的设计分布式系统硬件设计控制器①分布式智能交通信号灯控制系统。这个系统以单片机作为主控制器的核心LED在上位机和分控制器以及单片机之间设置有通信接口，模块相互连接紧密，单片机和控制系统软件模块由串口通信实现连接，能在内部完成对模块的调制，更适用于距离较远的通信，由此分布式智能交通信号灯控制系统内部的软硬件可实现485485外围电路分布式控制系统的外围电路包括四个组成部分，分别是复位电路，专用配件接口电路，电源电路以及晶振电路，对外围电路进行设置须通过直流电，而系统运行过程如果要达到安全稳定，晶振电路设计是必须保证的，红绿灯的颜色交通由复位电路负责，设置过程需要作业人员严密监控数据的准确输入，尽量规避出现信号延时。存储器FLASHSRAN4.2分布式系统软件设计①中断控制软件设计中的信号灯中断指示须利用中断控制完成设计，从始至终的中断控制的整个过程是从保护现场进入子程序，最后再到恢复现场，模块的整体运行需要软件系统的支撑，系统的整体中断控制必须保证彻底的独立性，在顺序排位中保证优先，以此达到系统控制的最佳效果。这种系统设计对交通实况的实时监测最为适用，系统完成数据采集后向控制中心传递，控制中心发送问题处理指令由控制系统负责执行。②通信软件通信软件通常称作串口通信软件，它为分布式智能交通信号灯控ES485PLC和分控制器由此实现通信功能，控制器负责装配通信软件，控制器设置的串口数据必须保证统一性和定值，确保为通信软件运行提供标准规范。③数据同步分布式控制系统要实现稳定运行，必须保证全部分控制器保持数据和信号具备同步性，以此保证交通信号灯控制系统内部的主控制器模块信号的周期性发送控制达到同步。通常情况下，交通信号灯的运行过程是周期性的，它能把一组信号的周期同步性体现出来。而软件数据要达到同步性，须利用分控制器的接收数据完成信号发送，信息经过有效性验证向其余分控制器发送，所以。设计软件只数据发送过程的准确性控制最为关键，不得出现任何纰漏，以此保证精准的交通信号灯控制。④参数设置软件设计开始之前，须对路口具体应用进行仿真模拟，以此为据对所需技术参数进行接近精确数据的测算并得出结果，在控制界面上模拟交通信号灯的实际运行过程，这个过程中要及时排查设置错误的软件参数并迅速修正，确保最终参数结果达到预期的精准度，在软件参数设置过程中可引入智能化设置，完成整个参数设置过程向控制器输入所得参数，结合仿真模拟数据进一步研究分析，最终得到运行过程的完整数据。4.3.控制系统预测与分析框架本系统的预测技术具有先进性，利用小波神经网络分析研究道路交通实时采集到的车流量和车速等基本信息，从而比较准确地对交通信息进行预测，利用建立在尖点突变理论基础上的交通拥堵预测法，道路行驶车速和车辆密度等信息，最终得到关于道路交通车辆密度和车辆行驶速度发生拥堵的临界值，再利用车辆信息预测结合车辆相关临界值，对车辆调度做出最切合实际的设计。①总体架构方案在此基础上完成智能交通信号灯控制系统设计。要求这个设计系统须涵盖信号灯控制和车流量预测两个模块。具体到交通流量预测模块，它把道路交通视频监控实时采集的相关数据放进小波神经网络进行预测，同时融合道路交通车辆行驶车速信息，由交通拥堵预测模块利用尖点突变理论融合车流量和车速信息，最终得到车流量和车速在交通拥堵发生时的临界值，由信号灯控制调度模块整合上述所得信息，确保最终确定的调度策略科学合理。②功能架构方案目前国内城市交通信号灯的通用方式多为周期固定形式的，虽然对交通提示信号灯的周期性控制只遵从这种设置，导致车流量过大时一个信号灯时长内大量汇聚车辆等待放行，而当时的通行道路却没有车辆等待放行，导致路口通行资源的严重浪费，也是路口拥堵现象的主要诱因之一。这就要求智能交通信号灯控制系统必须保证下列功能应用：第一，结合当时交通流量精准预测下次信号灯控制时长内交通流量；第二，在交通流量精准预测的基础上预测潜在的拥堵状况，实现交通提示和疏导的提前控制，尽量防范出现交通拥堵；第三，结合出现交通拥堵的路段实时状况进行研究分析，制定更加有针对性的车辆调度措施，从而在信息融合的基础上构建科学合理的智能交通信号灯控制系统。③技术架构方案C/S和即时监控，有利于道路交通状况的即时掌控。结束语：众所周知，交通信号发挥着引导交通，促进交通顺畅性和提高交通安全等诸多重要作用，但是要想确保交通信号积极作用的充分发挥，必须实现对智能交通信号灯系统设计随之越来越受关注，因此，相关设计人员应对此进行更加深入细致的分析研究，以便促进智能交通信号灯系统设计的良性发展。参考文献郑宇.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的运用研究[J]化,2017(23):2.乔佳利,郑晓彦,高金辉.基于雾计算的智能交通信号灯控制算法研究实验技术与管理,2018,035(010):77-79,83.张志刚.基于物联网技术的智能交通信号灯控制系统[J].业(理论版),2019,000(013)