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智能交通信號燈控制中電子信息技術(shù)的運用論文
城市的飛速發(fā)展，以及城市網(wǎng)的快速建立，汽車發(fā)揮著越來越重要的作用。但是日益突出的交通擁堵、路況惡化、事故頻發(fā)等交通問題正在困擾著世界各國的政府及人民。其衍生的交通狀況惡化也已經(jīng)嚴重減慢了城市以及國家現(xiàn)代化發(fā)展的速度。通過對路段車輛通行規(guī)律的研究，對實時的交通狀況進行研究分析，從而能正確指揮交通、緩解交通擁擠，具有非常重要的現(xiàn)實意義。交通信號燈作為保障車輛安全通行和順暢通行的主要工具，在我國新的經(jīng)濟發(fā)展形勢下，建立高效、智能的交通信號系統(tǒng)顯得尤為重要。本文根據(jù)城市道路交通控制技術(shù)，通過對電子信息技術(shù)的應(yīng)用，從而實現(xiàn)硬件成本的降低，通過硬件設(shè)施以及軟件的設(shè)計來滿足對交通燈的智能控制。交通信號燈依據(jù)控制的位置不同，可分為城市和高速公路的交通控制，本文重點討論城市交通信號燈的智能控制。
1城市交通控制技術(shù)的發(fā)展歷史
19世紀(jì)交通信號燈的誕生，學(xué)者們開始了對城市道路交通控制技術(shù)的研究。最初的交通信號燈誕生后，城市依靠紅綠兩色煤氣燈來控制十字交叉路口馬車的通行。1926年，英國安裝了第一臺城市交通信號控制器，這也標(biāo)志著城市交通走入了自動控制的時代。城市車輛的急劇增加，城市交通復(fù)雜，應(yīng)用的單一計時交通信號燈已經(jīng)不能滿足實際要求。1928年，美國設(shè)計出世界第一臺交通信號感應(yīng)控制器。這種控制器能夠適應(yīng)交通需求的變化，計時調(diào)整信號時間。1963年，加拿大首先采用計算機控制區(qū)域交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。這也是城市交通控制技術(shù)的又一里程碑。隨著新世紀(jì)電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子信息技術(shù)表現(xiàn)出功能靈活、反應(yīng)迅速、測量精準(zhǔn)等優(yōu)點，在城市交通控制系統(tǒng)中受到廣泛應(yīng)用。
2設(shè)計系統(tǒng)的基本原理
2.1智能系統(tǒng)特點
2.1.1智能系統(tǒng)多融入性及處理能力
智能系統(tǒng)能夠融入包括復(fù)雜性、不完全性、模糊性、不確定性或不存在已知算法的過程，同時能夠用已有知識進行推理，用智能算法和啟發(fā)性策略引導(dǎo)求解過程
2.1.2智能系統(tǒng)含有分層信息處理以及決策功能
智能系統(tǒng)通過任務(wù)分塊進行分散控制，對大型的復(fù)雜系統(tǒng)進行簡化分析。智能系統(tǒng)在高層控制，對實際的環(huán)境進行組織以及最優(yōu)化處理。然而實現(xiàn)高層控制任務(wù)，往往不可缺少的是低層控制，通過低層控制的采用符號處理信息，以實現(xiàn)高層控制需要的協(xié)同作用。
2.1.3智能系統(tǒng)具有突變特性
在智能系統(tǒng)的控制中，隨時會出現(xiàn)信號突變的情況�？刂七@類突變就需要智能系統(tǒng)首先判斷偏差以及偏差變化率，所需要的調(diào)整參數(shù)不能滿足改善系統(tǒng)性能要求時，通過躍變方式改變控制器來實現(xiàn)。
2.1.4智能系統(tǒng)具有自優(yōu)化處理特點
智能系統(tǒng)具有同步在線識別、參數(shù)記憶等特征，使得智能系統(tǒng)能夠在獲取參數(shù)的同時不斷優(yōu)化自身以及調(diào)整參數(shù)。在線的獲取信息并且識別處理從而達到最優(yōu)控制性能。
2.1.5智能系統(tǒng)具有非線性特點
通過對系統(tǒng)中硬件的設(shè)計整理，用來模擬人的思維模式，來滿足非線性特征，從而實現(xiàn)人工智能。
2.2硬件原理及作用
2.2.1紅外控制發(fā)射震蕩電路
為了整體系統(tǒng)滿足交叉路口不同方向信號燈變化的要求，在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要完美實現(xiàn)兩個方向信號燈顏色的選擇、控制的時間、應(yīng)急調(diào)整等工作。紅外發(fā)射器、外界陶瓷諧振器、電容器這三大部分組成了紅外控制發(fā)射震蕩電路，以達到產(chǎn)生額定脈沖的負載信號。
2.2.2解調(diào)模塊在接收器中的作用
紅外控制發(fā)射出信號之后，通過解調(diào)模塊接收，經(jīng)由內(nèi)部集成電路進行調(diào)節(jié)和放大。在此之外，紅外輸出端在完成輸出操作后，由放大三極管方式展開工作。接收終端解調(diào)模板編輯時，在發(fā)射終端按下相應(yīng)的按鍵就能得到想要的譯碼，同時開啟控制機，單片機中的終端程序能夠及時跟進相應(yīng)的終端服務(wù)。
2.2.3CAN接口總線的作用
在控制模塊中,CAN總線接口主要承接接口端與CAN總線接口協(xié)同控制上一級連通通信并控制交叉路口的交通信號燈，同時，CAN總線接口都配備抗干擾技術(shù)，通過抗干擾措施，達到完美的抗干擾能力，使得控制精準(zhǔn)、高效。
3交通信號燈智能系統(tǒng)設(shè)計
確保車輛有序通行，在十字交叉路口需要設(shè)置兩個方向的交通信號燈來控制。當(dāng)其中一組為紅燈時，另一組對應(yīng)顯示綠燈亮，過度階段顯示黃燈亮，反之亦然。考慮到交通路口的實際路況以及潮汐車流的情況不同，紅綠燈的變化就需要根據(jù)實際做出相應(yīng)的調(diào)整。白天交通繁忙，控制燈的變化率就要快一些。相反，夜間交通壓力小，相應(yīng)的控制燈變化就可以慢一些。這一功能可以通過控制程序來改變交通燈的持續(xù)時間。同時，根據(jù)一些簡單的傳感器把信號燈的工作情況反饋給控制端，中心分析反饋信息可以對信號燈工作是否正常進行判斷，從而實現(xiàn)在線監(jiān)控交通信號燈工作狀態(tài)的功能。通常情況下，檢測車輛數(shù)據(jù)一般采用單片機感應(yīng)式控制，上傳至云客戶端通過合理的科學(xué)計算法計算出在每一時刻的匹配方式，從而達到實時控制。但是這種實時控制會出現(xiàn)空現(xiàn)象，對程序要求比較嚴格，編程也比較復(fù)雜�；诖耍瑧�(yīng)該制定出完整的控制燈模擬控制結(jié)構(gòu)體系。以保證根據(jù)每個十字路口不同方向車輛的不同行駛狀態(tài)達到實時調(diào)整。保證車輛順暢通行，不出現(xiàn)堵車和超速情況。
4結(jié)語
在控制和疏導(dǎo)交通過程中，交通信號燈發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。同時也是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中重要的一環(huán)。根據(jù)我國交通網(wǎng)、城市網(wǎng)比較復(fù)雜的現(xiàn)狀，匹配我國新科技發(fā)展的形式，應(yīng)該不斷完善智能交通信號燈的技術(shù)水平，從而確保道路安全通暢，為促進我國社會主義經(jīng)濟發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)而不斷努力。
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