鞏憲哲 李炳輝 王兆天

作者簡介：鞏憲哲（1998—），本科在讀，男，哈爾濱理工大學(xué)，電氣與電子工程學(xué)院，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。

摘 要： 交通燈大大解放了人類的指揮勞動(dòng)，而在人工智能發(fā)展如火如荼的今天，交通燈的智能化應(yīng)為齊發(fā)展必然趨勢，但現(xiàn)今的智能交通燈在很多方面仍不成熟，本文基于現(xiàn)有智能交通燈的有關(guān)算法技術(shù)不足，科研模型不完善，科研平臺(tái)欠缺提出了一種可以通過在現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)施基礎(chǔ)上改造而應(yīng)用的，智能化的，兼具應(yīng)用與科研試驗(yàn)的智能交通指揮測試系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞： 智能交通燈;設(shè)計(jì)方案

【中圖分類號(hào)】U491.51 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.162

0 引言

隨著我國社會(huì)的發(fā)展，道路資源的緊張問題走進(jìn)了人們的視界，如何有效的，充分的利用交通道路資源成為了人們研究的熱點(diǎn)問題之一，路口的有效指揮是高效利用道路資源的關(guān)鍵;交通燈的出現(xiàn)在一定程度上解放了人類指揮，通過對(duì)我國現(xiàn)有交通燈使用情況有關(guān)資料的調(diào)研不難看出我國目前交通燈的控制方式仍以傳統(tǒng)的定時(shí)交通燈為主。但傳統(tǒng)的定時(shí)式交通燈無法根據(jù)路口實(shí)時(shí)的車輛情況改變指揮模式;在路況較為繁雜的路口交通燈無法時(shí)甚至出現(xiàn)一車道堵車為患，一車道無車通行的場面，其無法在復(fù)雜路況下有效的指揮現(xiàn)場交通使得道路資源得到充分的利用，智能交通燈應(yīng)運(yùn)而生;目前，人類在智能交通燈的研究上已經(jīng)取得相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展;通過筆者對(duì)現(xiàn)有智能交通燈的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前的智能交通燈技術(shù)手段主要分為地感線圈式（利用地感線圈采集路口各個(gè)方向的車流量信息進(jìn)而調(diào)節(jié)各個(gè)方向的通行時(shí)間）和圖像識(shí)別式（利用攝像頭采集路口路況的照片，計(jì)算分析后得出各個(gè)方向的車流量信息進(jìn)而調(diào)節(jié)各個(gè)方向的通行時(shí)間）;地感線圈式的智能交通燈由于施工難度相對(duì)較大，普及成本相對(duì)較高，沒能廣泛普及;而圖像識(shí)別式相比之下，施工成本相對(duì)較低，施工容易，利于普及，且在，5G的到來，萬物互聯(lián)的趨勢下，將整個(gè)城市的道路信息實(shí)時(shí)路況傳送給道路指揮中心，不但有利于指揮中心做出有關(guān)調(diào)整，而且傳回的數(shù)據(jù)作為交通現(xiàn)場的第一手資料可以有效的為科研活動(dòng)提供幫助，亦可提供給有關(guān)城市建設(shè)機(jī)構(gòu)，這種交通燈的普及有利于構(gòu)建整個(gè)城市的智能交通網(wǎng)。

1 技術(shù)現(xiàn)狀的有關(guān)缺陷

現(xiàn)如今，隨著人工智能，模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，在智能交通燈領(lǐng)域有了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，但是由于目前很多算法模型的建立未能完全的考慮到路口眾多的可能出現(xiàn)的不確定因素，所建立的模型在較復(fù)雜的路況下并不能夠很好的應(yīng)用于指揮復(fù)雜路況下的交通，性能不能有效保證。

2 一種相對(duì)穩(wěn)定改進(jìn)方案

2.1.1 增加故障檢測功能，

現(xiàn)今算法的不適用主要在于在復(fù)雜路況時(shí)的不適用，然而事物的發(fā)展不是所有條件都具備才出現(xiàn)，在可以應(yīng)用的條件下，在應(yīng)用中完善模型不失為一種可行方案。在現(xiàn)場路況的復(fù)雜程度在所采用算法的處理范圍內(nèi)時(shí)，采用智能控制算法對(duì)現(xiàn)場的路況進(jìn)行智能的指揮，一旦路況復(fù)雜在智能交通燈采取有關(guān)措施后，道路情況不能好轉(zhuǎn)甚至出現(xiàn)了進(jìn)一步擁堵時(shí)，交通燈的控制系統(tǒng)可立即切換成為傳統(tǒng)的定時(shí)式交通燈模式，保證路況不至于過分惡化，并向指揮中心發(fā)送現(xiàn)場的交通信息，等待中心采取措施;

2.1.2 增加遠(yuǎn)程控制功能，

在5G來臨的大背景下，更寬的帶寬與更高的速度為實(shí)時(shí)傳輸與遙控提供了更簡單的普及方案和更穩(wěn)定的性能，路口的視頻信息實(shí)時(shí)的傳輸至道路指揮中心，可以讓中心指揮人員對(duì)多個(gè)現(xiàn)場的交通狀況有著很好地監(jiān)控，在路口交通燈不能很好地指揮現(xiàn)場的復(fù)雜交通狀況時(shí)，中心指揮人員可以通過遠(yuǎn)程遙控的方式遙控路口的交通燈，緩解路口堵車狀況;這樣在交通高峰，指揮人員一定程度上可在中心遠(yuǎn)程指揮現(xiàn)場。

2.2 改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)

（1）可以提升智能交通燈對(duì)現(xiàn)場指揮的穩(wěn)定性，提高指揮效率。

（2）智能算法可有效指揮現(xiàn)場路況時(shí)可以不加干預(yù);節(jié)省指揮人力。

（3）可改善指揮人員的指揮環(huán)境，一定程度上解放指揮員。

（4）可將傳回的數(shù)據(jù)信息提供給科研單位，方便使用真實(shí)的第一手資料。

（5）方便有關(guān)科研項(xiàng)目的測試與應(yīng)用，由于可以遠(yuǎn)程的人工干預(yù)，設(shè)計(jì)好的模型可在實(shí)際的道路環(huán)境下測試，若模型不合理會(huì)觸發(fā)MCU的防故障機(jī)制，及時(shí)切換回定時(shí)模式而不會(huì)嚴(yán)重影響交通，可以很好地促進(jìn)有關(guān)產(chǎn)業(yè)、科研的發(fā)展。

3 一種技術(shù)路線

路口安裝的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與指揮中心的計(jì)算機(jī)相連，中心計(jì)算機(jī)對(duì)路口視頻信息進(jìn)行采樣后送以設(shè)置好的處理算法中計(jì)算，分析得出路口交通燈模式，傳輸給交通燈中控板MCU控制繼電器控制路口交通燈[1]，并與指揮中心的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，根據(jù)指揮中心返回的指令相應(yīng)的繼電器進(jìn)行操作，控制路口信號(hào)燈模式的變換。

4 結(jié)語

本文介紹了一種由于智能交通燈控制算法在路況復(fù)雜的情況下失效下可應(yīng)用的普及方案，采用定時(shí)模式和人工指揮將現(xiàn)有的在復(fù)雜路況下處理能力不足的算法應(yīng)用于實(shí)際中的方案，其特點(diǎn)在于可以應(yīng)用現(xiàn)有的相對(duì)不完善的技術(shù)，搭建好的系統(tǒng)可以作為科研做實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，的到的數(shù)據(jù)是現(xiàn)場的第一手資料，方便的利用真是場景檢測設(shè)計(jì)的算法在現(xiàn)實(shí)中適用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 祝朝坤，李宗賢.基于OpenCV的交通燈綠信比智能調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)[J].電子產(chǎn)品世界，2020，27（01）：56-59.