馬金虎

摘要： 隨著城市化進程的不斷深入，越來越多的人選擇在市區(qū)工作，市郊居住的生活模式，由此導致高峰時段主干道路雙向交通量分布嚴重不均衡，形成了單向不對稱擁堵的“潮汐”交通.實施“潮汐”車道是解決高峰時段交通擁堵最有效可行的措施之一.然而現(xiàn)有的“潮汐車道”在實施過程中，需要大量的交警協(xié)管部門進行交通協(xié)調(diào)，將道路兩邊的隔離樁等固定;或者是使用汽車將潮汐樁安裝。論文提出基于云計算的潮汐車道潮汐樁智能變位系統(tǒng)的硬件設計，即智能潮汐樁，將偵查檢測、數(shù)據(jù)處理、智能控制等融為一體，實現(xiàn)智能交通。

【關鍵詞】可變車道;智能潮汐樁; 驅(qū)動模塊;;避障模塊;計數(shù)模塊

1.可變車道的應用實例

世界各地的潮汐車道運行管理模式不盡相同。從國外應用看，潮汐車道大部分用在擁有奇數(shù)車道的橋梁和放射性的道路。從國內(nèi)應用來看，2004年，第一條潮汐車道在沈陽建成并成功使用后，在全市范圍內(nèi)逐步推廣了這一方案。奧運會期間，北京曾實施過潮汐車道的管理模式，效果良好。此外，還有成都等城市相繼運用了潮汐車道，并取得了良好的效果。

2.智能潮汐樁的設計

2.1智能潮汐樁的設計概述

智能潮汐樁可以在不改變路面寬度的條件下，有效使用路面上的資源，高效緩解“潮汐”單向擁堵的現(xiàn)象。

智能潮汐樁由樁機和樁體兩大部分構(gòu)成，其底部由直流電機、連接機構(gòu)及坦克輪組成：樁機的控制由超聲波探測器、避障傳感器、自動矯正器及控制電路構(gòu)成。超聲波探測器可以記錄過往車輛數(shù)量，判斷是否達到智能潮汐樁需要移動的閾值;自動矯正儀可有效修正潮汐樁移動出現(xiàn)的方向誤差，使其沿正確的軌跡移動;避障傳感器可控制樁機在移動中發(fā)現(xiàn)障礙物立刻停止;潮汐樁到達設定停止的位置時，位置傳感器能修正運動產(chǎn)生的累積誤差;電池組則采用高性能可充放電式鋰電池，在樁體頂部安裝太陽能電池板，用來提供樁機一天的電能消耗。

2.2智能潮汐樁的硬件電路設計

單片機是單片微型計算機的簡稱。目前，單片機在民用和工業(yè)測控領域得到最廣泛的應用。近年來，AT89C51單片機在我國非常流行，能夠反復編寫程序，還能直接電擦寫，更方便使用。

單片機系統(tǒng)的電路硬件設計有兩方面：一方面是擴展系統(tǒng)，就是單片機里的功能單元不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展。二是系統(tǒng)配置，既要按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，也要設計符合要求的接口電路。

本設計使用AT89C51單片機作為控制電路的核心。它的工作是不斷獲取傳感器在智能潮汐樁移動行程中采集到的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行處理，以控制智能潮汐樁的移動。

2.2.1電機驅(qū)動電路設計。直流電動機經(jīng)常使用H型全橋驅(qū)動電路來驅(qū)動。H型全橋驅(qū)動能夠便捷地調(diào)整電機在不同象限運行的狀態(tài)。

2.2.2檢測障礙物電路設計。本設計應用反射式超聲波檢測障礙的電路。它由發(fā)射超聲電路，接收超聲電路和處理信號電路構(gòu)成。（1）發(fā)射超聲電路。時基電路555組成發(fā)射超聲電路，時基電路555能夠調(diào)節(jié)頻率。（2）接收超聲電路。接收超聲電路主要由集成比較器LM393和超聲波接收傳感器構(gòu)成，由集成比較器LM393處理接收到的超聲波信號，得到正常的控制信號，并把控制信號發(fā)送給處理信號電路。（3）處理信號電路。處理信號電路采用集成電路LM2907N，能將頻率信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，處理后的信號通過引腳送給單片機，從而使單片機控制智能潮汐樁的移動。

2.2.3計數(shù)模塊電路設計。本設計計數(shù)模塊采用一對紅外發(fā)射接收管作為紅外傳感器的信號探測頭，用于信號的采集。紅外傳感器的探測距離能夠使用電位器調(diào)整，并且干擾小，方便裝配。

2.3系統(tǒng)特點

基于云計算的潮汐車道潮汐樁智能變位系統(tǒng)，將偵查檢測、數(shù)據(jù)處理、智能控制等融為一體，通過利用云計算來處理交通大數(shù)據(jù)，在不同季節(jié)、不同時間段根據(jù)不同的閾值對潮汐樁進行智能控制，實現(xiàn)智能交通。該設計有更符合車輛移動的運動軌跡的設定，并且不同于某專利中遙控設施的平行移動。減少了人力物力的投入，在不同情況下變道變得更加簡便可行，針對不同的車流量實現(xiàn)變道，大大提高了交通道路的利用率。

3.結(jié)束語

綜上所述，針對我國 “潮汐”交通，提出了基于云計算的潮汐車道潮汐樁智能變位系統(tǒng)的設計，利用該設計能更方便快捷地控制潮汐道路的運行，大大提高了道路的利用率，同時智能實時控制高效地解決城市擁堵問題。在智能控制潮汐樁移動方面，還可進一步改進。

【參考文獻】

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