基于電子車牌的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

靳智

摘要：城市機動車輛的增加，且現(xiàn)有的交通信號燈控制時間與輪轉(zhuǎn)時間固定不變，不但不能有效地應(yīng)對交通現(xiàn)狀，反而會加劇擁堵。該設(shè)計方案通過電子車牌獲取各路段內(nèi)實時車流量，并據(jù)此對交通信號燈進行智能控制。本系統(tǒng)成本低、實時性好，將提高車輛通行效率。

關(guān)鍵詞：電子車牌；交通燈；智能控制；擁堵

自從交通燈出現(xiàn)以后，交通的管制變得更加有效，在疏導(dǎo)車輛、提升道路的流暢性、降低交通事故的發(fā)生率等方面有積極的影響。隨著城市機動車輛的不斷增加，國內(nèi)大中城市交通擁堵現(xiàn)象越來越突出，傳統(tǒng)交通信號燈由于持續(xù)時間與輪轉(zhuǎn)時間固定，在一定程度上將加劇交通擁堵。

將無線傳感網(wǎng)用于交通信號燈自適應(yīng)控制具有一定的新穎性，但車流量檢測的效率與準(zhǔn)確性將成為該應(yīng)用方案的最大障礙。采用微波技術(shù)檢測車流量，對交通信號燈進行實時控制，存在成本高的缺點。針對交通擁堵現(xiàn)狀及已有解決方案中存在的問題，在確保檢測實時性、降低成本的前提下，本文根據(jù)車載電子車牌檢測各路段內(nèi)內(nèi)車流量，設(shè)計相應(yīng)的控制算法，達(dá)到智能控制的目的。

1電子車牌技術(shù)

電子車牌是一種基于900 MHz頻段無源RFID技術(shù)的車牌信息存儲方式，該車牌有別于傳統(tǒng)的實體車牌，一般制作成卡片狀，采用陶瓷防拆卸技術(shù)固定在金屬車牌上或粘貼在前擋風(fēng)玻璃正上方，保證電子車牌安裝的唯一性。電子車牌由內(nèi)部存儲芯片、微帶天線和反拆卸裝置組成，具有靈敏度高，讀寫速度快，標(biāo)簽反射率高，可在高速運動狀態(tài)被讀取等優(yōu)點。電子車牌通過發(fā)卡管理系統(tǒng)事先寫入該車輛的基本信息，如車輛的ID號、車牌號、駕駛員信息、車型、車重等信息。通過在RFID硬件設(shè)計、軟件進行數(shù)據(jù)加密設(shè)計，數(shù)據(jù)加密后的電子車牌無法被仿制，且每輛車只配備一個電子車牌，此時車輛擁有了獨一無二的身份證。

2智能交通信號燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在城市各交通干道和各十字路口、卡口架設(shè)固定電子車牌監(jiān)測基站及配套的交通信號燈控制系統(tǒng)。該監(jiān)測基站由電子車牌閱讀器、閱讀器天線、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)4部分構(gòu)成。監(jiān)測基站通過通信專線與數(shù)據(jù)中心連接，并可實時獲取車輛信息。射頻閱讀器讀取電子車牌中加密車輛信息，經(jīng)監(jiān)測基站解密后，得到電子車牌號碼等基本信息。交通信號燈控制器根據(jù)車牌監(jiān)測基站獲取的車牌信息判斷實時交通狀況，并控制信號燈狀態(tài)。智能交通燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3交通控制模型與程序

3.1控制模型建立

根據(jù)實時車流量進行交通信號燈智能控制，關(guān)鍵在于車流量的控制模型建立。

為了確保車輛的通行效率，需要實時獲取交通信號燈路段前Z米范圍內(nèi)的待通行車輛數(shù)量，路段內(nèi)車流量數(shù)據(jù)模型如圖2所示。

3.2控制程序

交通信號燈控制涉及城市主干道與人行道、交叉路口優(yōu)先通行權(quán)裁決與放行時間計算。

（1）主干道。主干道交通燈控制方式為車輛優(yōu)先通行，通行時間由具體車流量決定，車輛通行結(jié)束轉(zhuǎn)為行人通行，行人通行時間固定設(shè)置。如果該時段有特殊車輛通過，直接優(yōu)先放行。具體控制程序流程如圖3所示。

（2）十字交叉路口。交叉路口通行情況相對復(fù)雜，車道通行優(yōu)先權(quán)可由各車道車流量進行排序裁決，如有特殊車輛，優(yōu)先放行。具體控制程序流程如圖4所示。

4結(jié)語

私家車輛增多及傳統(tǒng)交通信號燈控制方式是導(dǎo)致城市道路交通擁堵的主要原因，通過采集電子車牌信息以統(tǒng)計實時交通流量，按照特殊車輛和車道車流量裁定通行優(yōu)先權(quán)，進而實現(xiàn)對交通信號燈的智能控制。本系統(tǒng)將有效緩解交通擁堵，降低交通警察指揮的頻率，提高交通控制信息化、智能化水平。