基于电子信息技术的智能交通信号灯控制研究

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摘 要：交通信号灯控制的智能化实现与发展给今天的交通系统带来了巨大的改变，尤其是城市交通系统。它不仅有利于改善交通状况，疏通交通流，减少拥堵，而且可以节约一定成本，对促进交通业稳定发展具有重要价值。文章着重介绍了智能交通信号灯控制引入电子信息技术的必要性以及基于电子信息技术的智能交通信号灯控制系统的设计。

关键词：电子信息技术；交通信号灯；智能控制；系统设计

前言

在城镇化、工业化和产业化的发展推动下，汽车数量越来越多，交通需求越来越高，道路拥堵现象日益严重，给人们的日常出行造成了一定影响。不仅如此，交通事故也随之而增多，而一旦发生交通事故往往会造成人员和经济上的损失。为了改善交通问题，减少和避免交通事故发生，利用电子信息技术开发智能交通信号灯控制系统显得尤为必要。

1 智能交通信号灯控制引入电子信息技术的必要性

电子信息技术在交通领域中的应用是对电子信息技术高速发展的一个直观体现。电子信息技术具有自身独特的优势，构造简单，功能多样，适用范围广，拥有专用仪器系统，用户可以对其进行自定义，灵活性高，在各个领域中的应用均发挥着无可替代的重要作用[1]。逐渐趋于软件化方向发展的硬件，是国际硬件整体发展趋势，而电子信息技术正与这一趋势相符，且虚拟仪器技术十分强大，可以实现多种功能，配备的专用软件与探头还可以有效的完成特定系统参数检测，其中汽车发动机参数检测就是电子信息技术在参数检测方面中的一个应用。总而言之，电子信息技术不仅功能强大丰富，而且适用于各领域，可以很好的满足测量、科研、检测等需求。所以，将该技术引入到智能交通信号灯控制当中是非常必要的。

2 基于电子信息技术的智能交通信号灯控制系统设计

2.1 智能交通信号灯系统介绍

现行智能交通信号灯系统主要由三部分组成，发射装置、交通信号灯系统和车载接收装置。发射装置利用无线方式将交通信号灯信息发射给交通信号灯系统，交通信号灯系统根据发送进来的信号灯信息对交通信号灯进行控制和显示，有红、黄、绿三种颜色，分别代表禁止通行、警示和可通行[2]。车载接收装置安装在机动车辆之中，用于接收交通信号灯信息，包括语音、接收、显示和控制四个单元。在交通系统运行当中，交通信号灯起着基本语言的作用，对交通进行有序的指挥和疏导，使交通通畅与安全得到较好保证。

智能交通信号灯系统工作的基本原理是：先由交通信号灯系统对信号灯信息进行采集和显示，然后由发射装置对交通信号灯信息进行读取，经降低功率处理后通过无线将信号灯信息发射出去。行驶在道路上的机动车内车载接收装置感应到发射装置发射出的信号后，由接收单元对其进行接收，并随即发送给控制单元，对信号灯信息进行解码后发送给语音单元，最后发送给显示单元[3]。

2.2 智能交通信号灯控制系统设计

2.2.1 设计思路与总体设计

交通信号灯在道路交通系统中的重要作用不言而喻，它是保障车辆与行人安全通行、有序通行所不可缺少的重要装置设备。鉴于交通信号灯主要是设置在人群集中、人员流动频繁，日流动量较大以及过往车辆较多的分叉交通路口处，而非所有路口均设有交通灯，从这方面考虑，本系统将设置两个交通信号灯，用以对不同方向（东西、南北）的交通进行疏导控制[4]。在同一时刻，东西方向与南北方向的交通信号灯颜色是对立的，即东西绿灯，则南北红灯；东西红灯，则南北绿灯，过渡阶段为黄灯。考虑到十字路口白天交通流量大且频繁，尤其是在上下班时段，因而需要对该处的交通信号灯变换时间进行相应的调整，适当缩短红绿灯亮灯时长，以缓解交通拥堵状况。晚间，人流与车流量减少，道路交通拥堵减缓，因而宜适当延长信号灯变换时间。

基于上述思路分析，结合交通信号灯在工作过程中是通过简单的外设和应用程序将信号灯状态信息反馈给控制终端的，因而基于电子信息技术的智能交通信号灯控制系统的总体设计应主要实现以下几个功能模块：数据采集模块、智能交通控制中心、智能交通控制终端和电源管理及显示模块。数据采集模块主要负责对交通信号灯的工作状态信息进行实时采集并发送给控制中心，由控制中心对状态信息进行处理，对故障进行处理。控制终端对信号灯的颜色及其变换和亮灯时长进行显示。

2.2.2 控制中心与终端设计

数据采集模块将采集来的交通信号灯状态信息经由逻辑电路传送至交通控制中心，控制中心接收到来自于数据采集模块的状态信息后，利用逻辑电路对信息进行判断，判断信号灯当前处于何种状态，有红灯亮、黄灯亮和绿灯亮三种状态，通过判断从而了解当前交通信号灯的工作状态，进而保证道路交通信号灯系统正常运行[5]。当信号灯发生故障，控制中心根据逻辑电路判断异常结果（不显示上述三种状态中的某一种），由系统第一时间发出警示，从而工作人员对故障进行及时有效的处理，及时将故障清除，降低交通灯故障给车辆行驶带来的影响。

交通控制终端模块，负责对交通灯的颜色变换和亮灯持续时长进行控制，它将传输进来的控制信息传输给PC机，PC机进行相应处理后再返回给控制终端，控制终端根据指令要求对交通信号灯进行智能化控制。对于智能交通控制终端的设计，采用灵活性高、可靠性高的层叠式顺序框架，这种框架处于编辑状态之下，各个框架结构的顺序可以较为容易的改变。本系统设置两个不同方向的交通信号灯，因而需要采用两个顺序结构，对于同一交通灯亮灯颜色的交替变换，可以通过设置局部变量来实现，而对于每种颜色的点亮持续时长控制则使用Window CVI提供的定时器，通过参数设置来实现。当信号灯点亮时间临近结束时，系统需要提醒车辆和行人注意安全，以信号灯闪烁显示作为提醒，对于这一功能的实现可以通过文本信息设置来完成，最终完成基于电子信息技术的智能交通信号灯控制系统设计。

3 结束语

在城市交通发展快速的形势下，智能交通信号灯系统的建设与应用变得越来越重要和不可缺少，而电子信息技术在智能交通信号灯控制中的引入则更进一步提升了信号灯系统在道路交通中的作用。因此，随着电子信息技术的不断发展，智能交通信号灯控制系统应积极引入该技术，充分利用该技术优势，对城市交通进行调控，保障交通稳定运行。

参考文献

[1]王鹏.基于信息融合的智能交通信号灯控制系统研究[D].沈阳工业大学，2016.

[2]周文奇，韩晓玉.电子信息技术在智能交通信号灯控制中的运用研究[J].电子测试，2015，21：91-92.

[3]王可近.浅析电子信息技术在智能交通信号灯控制中的应用方法[J].信息化建设，2015，12：280.

[4]刘秋山，李亮，袁祥，等.利用电子信息技术实现智能交通信号灯的控制[J].河南科技，2015，23：38+40.

[5]何玉明.论电子信息技术在智能交通信号灯控制中的应用[J].电子技术与软件工程，2016，08：35.