電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

王斌柘

（石家莊市軌道交通建設(shè)辦公室 河北 石家莊050000）

0 引言

在交通建設(shè)的新時(shí)期，如何應(yīng)用電子信息技術(shù)來優(yōu)化與完善智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為我國現(xiàn)代化交通建設(shè)過程中所面臨的主要問題之一。站在技術(shù)層面上來講，當(dāng)前已經(jīng)投入使用的交通信號(hào)燈，根據(jù)控制位置的不同，可將交通控制類型分成兩類：一類是城市交通控制，另外一類是高速公路交通控制。而智能交通信號(hào)燈可以根據(jù)不同時(shí)段與街道，車輛的通行規(guī)律來合理設(shè)定交通信號(hào)燈交替時(shí)間的長(zhǎng)短，以此來有效解決城市交通的擁堵問題，確保城市交通的安全與暢通。

1 電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)視

將電子信息技術(shù)應(yīng)用到智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中，不僅可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的診斷與檢測(cè)，同時(shí)也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其在實(shí)際運(yùn)行中所存在的安全隱患，并且可以在第一時(shí)間進(jìn)行有效處理，進(jìn)而避免引發(fā)各種故障。另外，電子信息技術(shù)的應(yīng)用還可以保證智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)當(dāng)中。例如，借助傳感器，列車速度監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)列車運(yùn)行的速度進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)測(cè)，并且可以依據(jù)列車運(yùn)行的速度來客觀評(píng)估列車的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而判斷列車是否存在異常，能否穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 增強(qiáng)信息處理的靈活性

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，電子信息技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出多元化趨勢(shì)，并且可以對(duì)圖像、文本以及語言等信息實(shí)施靈活、高效的處理。而傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，則可以為信息處理操作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，保證信息處理的有效性。除此之外，隨著電子信息技術(shù)的持續(xù)完善與改進(jìn)，信息技術(shù)的處理算法相應(yīng)地提高，較為常見的就是人工智能技術(shù)、濾波技術(shù)以及數(shù)據(jù)融合技術(shù)。借助電子信息技術(shù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以深度挖掘出信號(hào)傳遞出的本質(zhì)信息。在具體實(shí)踐中，雖然有部分信號(hào)在時(shí)域中的處理難度很大，但借助傅里葉變換與小波變換等，就可以在頻域中，對(duì)信號(hào)實(shí)施高效的分析與處理，進(jìn)而得出最為理想的結(jié)果。

1.3 提升信息處理的速率與可控性

信號(hào)處理這一環(huán)節(jié)既可以在軟件完成相應(yīng)的處理操作，也能夠在專用芯片上完成，二者均可以明顯加快信息處理的速度[1]。同時(shí)，在智能硬件快速發(fā)展的背景下，信號(hào)處理對(duì)于芯片的需求量也在不斷的增加。現(xiàn)階段，信號(hào)處理速率之所以會(huì)加快，主要是因?yàn)樾酒臉?gòu)架不同，且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行化處理，這也是與傳統(tǒng)串行處理的主要區(qū)別之一。在實(shí)際應(yīng)用中，定制化處理能夠縮小信息處理模型的面積，以此來增強(qiáng)其適用性，滿足不同場(chǎng)合的使用需求。另外，在信號(hào)處理的過程中，要將各種非電信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，這主要是因?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)只能夠針對(duì)電信號(hào)做出處理。與此同時(shí)，在非電信號(hào)與電信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)中，要針對(duì)信息損失這一問題進(jìn)行充分的考慮，便于這種高集成度的芯片在交通信號(hào)系統(tǒng)中可以得到廣泛的應(yīng)用，以此來進(jìn)一步提升信息處理的速率，增強(qiáng)信息處理的可控性。

2 智能交通信號(hào)控制方式

2.1 ATS子系統(tǒng)控制方式

集中控制方式作為一種宏觀的控制方法，主要是針對(duì)軌道列車的運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制。該種控制方式在多數(shù)情況下是指一個(gè)相對(duì)控制的過程。主要的控制指標(biāo)就是列車總體運(yùn)行的計(jì)劃以及入站時(shí)的相關(guān)狀態(tài)。其中，列車運(yùn)行的軌跡信息與狀態(tài)參數(shù)均是通過光纜來完成傳輸操作的。在此過程中，通過對(duì)車上設(shè)備與車站信息等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析與準(zhǔn)確的計(jì)算，就可以得到列車當(dāng)前的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其運(yùn)行安全進(jìn)行客觀的評(píng)估。在實(shí)際應(yīng)用中，集中控制方式也存在著較大的弊端與局限性。這是因?yàn)榧锌刂品绞皆趯?duì)設(shè)備實(shí)施集中控制的過程中，極易導(dǎo)致設(shè)備系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷異常增大問題。在這種情況下，集中控制就會(huì)發(fā)生故障，就會(huì)對(duì)設(shè)備的集中協(xié)調(diào)控制造成不利影響，甚至?xí)?dǎo)致列車無法正常的運(yùn)行。為此，在對(duì)列車設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，優(yōu)先選擇集中控制與分散控制相結(jié)合的控制方式。同時(shí)，由于不同控制中心的任務(wù)存在明顯差異，在列車運(yùn)行期間，就需要借助終端控制中心來對(duì)其實(shí)施整體控制，而不是對(duì)其實(shí)施局部控制與階段性控制。之外，選擇集中控制與分散控制相結(jié)合的控制方式，不僅可以全面監(jiān)督與控制列車總體的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)也能夠大大增強(qiáng)列車實(shí)際運(yùn)行過程中的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 ATP子系統(tǒng)列控方式

目前，在我國列車系統(tǒng)當(dāng)中，分級(jí)速度控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的普及與應(yīng)用。這主要是因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以依據(jù)目標(biāo)速度，完成多階段的加速過程，同時(shí)也能夠保證列車在加速過程中的安全性與平穩(wěn)性。基于此，借助列車系統(tǒng)所構(gòu)建的基站，ATP設(shè)備可以在列車運(yùn)行期間，為其提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，更為重要的是，ATP設(shè)備能夠針對(duì)列車，對(duì)下一閉塞區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。與此同時(shí)，在具體實(shí)踐中，ATP設(shè)備還可以與列車上的各種設(shè)備進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，并結(jié)合列車實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)，對(duì)其實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度進(jìn)行合理的調(diào)整，依據(jù)列車的運(yùn)行規(guī)劃來對(duì)下一站的進(jìn)、出速度進(jìn)行合理的設(shè)置。而針對(duì)閉塞區(qū)，利用ATP設(shè)備也可以將其采集到的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給列車控制系統(tǒng)，具體包括該區(qū)域的真實(shí)數(shù)據(jù)類型與閉塞等相關(guān)信息等，以便列車控制系統(tǒng)可以結(jié)合閉塞區(qū)的相關(guān)信息，對(duì)列車的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行合理的控制。

除上述內(nèi)容以外，借助鐵路系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，ATP設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)列車與地面控制中心之間實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。而數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括入口數(shù)據(jù)與前行數(shù)據(jù)信息等。為了增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作之前，一定要對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施加密處理。若采用保密技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)列車運(yùn)行的控制，在列車運(yùn)行期間，ATP設(shè)備就會(huì)自動(dòng)分析與判斷目標(biāo)距離，并且可以參照分析結(jié)果來對(duì)列車的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行合理的調(diào)整，而在對(duì)列車速度進(jìn)行調(diào)整的過程中，仍舊要選擇分階段的速度調(diào)整方式。另外，在列車運(yùn)行期間，也可以應(yīng)用ATP設(shè)備來發(fā)出明確的控制命令。以“允許列車運(yùn)行權(quán)限LMA”這一命令為例，其功能是禁止運(yùn)行的列車在進(jìn)站前做出制動(dòng)行為，這一命令既能夠確保列車安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)也可以縮短列車的運(yùn)行間隔。

2.3 西門子SICAS信號(hào)系統(tǒng)

作為一種高效、安全的微機(jī)連鎖系統(tǒng)，西門子SICAS信號(hào)系統(tǒng)可以針對(duì)城市軌道燈區(qū)段與列車道岔進(jìn)行合理的控制[2]，實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)督，并且也能夠有效的控制室外設(shè)備部件及信號(hào)機(jī)。另外，西門子SICAS信號(hào)系統(tǒng)也包括如下幾種功能，例如相關(guān)排列進(jìn)路、單獨(dú)操作與輔助操作等。在實(shí)際應(yīng)用中，解鎖與進(jìn)站占用為該系統(tǒng)的主要核心，且能夠?qū)崿F(xiàn)列車自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備的繼承。另外，西門子SICAS信號(hào)系統(tǒng)作為一種ATS系統(tǒng)，不僅可以增強(qiáng)系統(tǒng)的拓展性與可用性，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)ETCS標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的兼容與互聯(lián)、互通。

3 電子信息技術(shù)在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用趨勢(shì)

3.1 綠色化方向發(fā)展

在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)當(dāng)中，電子信息技術(shù)的應(yīng)用會(huì)不可避免的產(chǎn)生大量的能耗，并且還會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的破壞。為此，要想避免產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)我國生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響，就要對(duì)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行積極的調(diào)整，加快高危、高污染、高能耗等三高產(chǎn)業(yè)的淘汰速度。在當(dāng)前背景下，要想在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮電子信息技術(shù)的各種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，就要利用技術(shù)提高工藝的效率，來降低非必要性的能量消耗。基于此，綠色化方向就成為了我國現(xiàn)階段智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。在具體發(fā)展的過程當(dāng)中，要針對(duì)綠色技術(shù)、綠色材料以及綠色工藝的應(yīng)用當(dāng)做探究與發(fā)展的重點(diǎn)，以此來進(jìn)一步提高自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而隨著我國智能化技術(shù)與EDA技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與完善，系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)均可以處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各環(huán)節(jié)運(yùn)行的狀態(tài)與實(shí)際功耗實(shí)施全過程監(jiān)控與有效的反饋，以此來適時(shí)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，大大增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定性能，進(jìn)一步提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3.2 強(qiáng)化電子信息技術(shù)在信號(hào)安全控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于工業(yè)數(shù)據(jù)在安全等級(jí)方面的要求較高，因此，要加大對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的保護(hù)，提高數(shù)據(jù)使用過程中的可靠性與完全性。一旦這些數(shù)據(jù)被網(wǎng)絡(luò)黑客惡意盜取，就會(huì)直接影響到系統(tǒng)的安全運(yùn)行[3]。為此，在對(duì)信號(hào)安全信號(hào)進(jìn)行建設(shè)的過程中，要高度重視信息防護(hù)系統(tǒng)的強(qiáng)化與完善，以此來大大增強(qiáng)信息防護(hù)系統(tǒng)抵御外部網(wǎng)絡(luò)惡意攻擊的能力，并且也要針對(duì)非法訪問進(jìn)行直接、有效的識(shí)別。首先，要定期對(duì)信息防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)與改造。在此過程中，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)中所存在的安全漏洞，并借助系統(tǒng)升級(jí)這種方式來進(jìn)行及時(shí)有效的解決，以此來減少信息安全控制系統(tǒng)的漏洞。與此同時(shí)，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)，要建立不同的加密級(jí)別，以此來進(jìn)一步加大對(duì)核心數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。其次，要合理構(gòu)建入侵檢測(cè)系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)各種訪問的是非判斷。其中，針對(duì)非法訪問的用戶，要進(jìn)行及時(shí)的攔截，禁止其入侵系統(tǒng)內(nèi)部。另外，要進(jìn)一步加大系統(tǒng)安全建設(shè)的力度，大大提升信號(hào)安全控制系統(tǒng)的安全等級(jí)，以便其抵御各種形式的惡意攻擊。

4 結(jié)論

在現(xiàn)代化交通建設(shè)的新時(shí)期，要想保證高速公路交通與城市交通的安全、順暢運(yùn)行，就要在智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)中，充分發(fā)揮與應(yīng)用電子信息技術(shù)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，以此來不斷提升智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全性。同時(shí)，交通部門在對(duì)電子信息技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的過程中，也要充分考慮到該項(xiàng)技術(shù)的安全性與環(huán)保性，以便電子信息技術(shù)在現(xiàn)代化智能交通建設(shè)中進(jìn)一步的發(fā)光發(fā)熱。