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交通信号系统论文
交通信号系统是交通管理的基础。下面就随小编一起去阅读交通信号系统论文，相信能带给大家启发。
第一篇：交通信号系统论文
【摘要】
城市智能交通发展水平是城市综合发展程度的重要指标，智能交通信号控制系统的引入，在很大程度上改善了城市的交通管理和综合管理质量。本文首先对智能交通信号控制系统进行概述，然后具体阐述了控制系统的硬件设计和软件设计方法，以期为相关技术人员提供参考。
【关键词】
城市 智能交通信号控制系统 分析
现代经济社会的迅速发展，也促使城市交通向信息化、智能化的方向不断推进。作为实现城市交通智能化控制和管理的基础，交通信号控制系统的智能化发展是近年来人们关注的主要方面。目前随着城市出行率和机动车保有量的大范围增长，多变复杂的交通需求对交通信号控制的智能化、适应性提出了更严格的要求。
一、城市智能交通信号控制系统概述
智能交通信号控制系统是采用高效的现代信息技术改造传统的运输系统，统计分析交通枢纽的实时交通流量，在此基础上利用交通软件和模型确定恰当的交叉口红绿灯配时方案，以此高效优化整个交通路网。其特点主要有：（1）兼容性，该系统能够同时与相同标准内的各种型号、厂商的交通信号控制器相连接；（2）实用性，该系统使用的应用软件、技术、设备能够符合各种城市的交通信号控制需求，且使用、建设、维护都非常简便。如现在使用的中文图形操作和交互界面，友好、直观，容易操作，能够及时提供在线帮助；（3）开放性，该系统使用了互通互联的拓扑结构设计，能够满足于未来各种功能扩展；（4）先进性，该系统利用了最先进的信息技术和决策系统，并充分考虑未来发展需要；（5）可靠性，该系统具有容错、自动检测、自动恢复、报警等功能[1]。
信号机总体上来说包括人机接口、网络通信、中央控制器、RTC实时时钟、故障检测、功率驱动等部分。
二、城市智能交通信号控制硬件系统
智能交通信号控制系统主要采用模块化设计方式进行硬件设计，主要由参数输入与键盘模块、中央控制器模块、通讯接口模块、模拟路口显示模块等构成。
1、参数输入与键盘模块
此模块为了使系统及时显示运行状态和运行时间倒计时等信息，运用了八个七段数码管，三个数码管用于倒计时装置，四个数码管用于时间显示装置，另外一个数码管用于倒计时和时间之间的分隔符。其选用具有驱动和锁存功能的CH454芯片用于扫描键盘和驱动数码管，其利用I2C总线完成与LPC2378控制器的数据交换。由于I2C总线使用较少的信号线且传输质量可靠，因此在交通信号机的设计中得到广泛应用[2]。
按照信号机功能要求，该模块分别设置了减小键、复位键、功能键、手动键、增加键、翻页键、退格键、确认键八个主要操作键。增加键和减小键主要用于对各项功能设定进行切换；退格键用于功能设定的修改；翻页键用于下一功能的设定；功能键完成对主要功能的设定；复位键是在信号机出现功能紊乱的情况下一键恢复为初始状态；手动键是在紧急状况下对信号灯进行手动控制。
该模块的主要功能是输入控制和参数命令，为信号机提供显示正确的运行方案信息，为用户提供优质的人机交互方式，从而使信号机容易操作。
2、中央控制器模块
信号机的可靠和稳定运行是决定道路交通质量的关键。为了改善信号机的稳定性和可靠性及实现未来的功能扩展，现代智能信号控制系统主要采用了LPC2378微控制器。作为信号机的主要控制中心，LPC2378微控制器内部装有58KB的SRAM存储器、512KB的片内Flash和可在72MHz率下运行的32位ARM7内核。
LPC2378微控制器具有较多的外围功能模块，能够支持实时操作系统完成实时控制，在低能耗、低成本、多功能的计算密集型应用基础上发展了单芯片级的设计方案，是一种高性价比的微处理器。LPC2378优良的特点使其在交通信号控制中表现出极高的应用优势，不仅有效保证了信号机的性能，还有利于未来系统功能的扩展。
3、通讯接口模块
通信模块主要完成与系统上位机的双向通讯工作，其主要采用以局域网络为基础的通讯方式，利用管线接口完成与上位机的数据传输和共享。
通讯模块内部拥有一个多功能的以太网MAC控制器，该控制可以利用告诉的DMA硬件实现系统性能的优化。利用媒体独立接口管理串行总线将使用RMIII的片外以太网与以太网模块进行连接，通过相关电路和物理层接口芯片就可以完成通信功能。现代通讯接口模块中主要采用DM9161A以太网收发器，其具有成本低、功耗低、波形稳定等特点。RJ45采用网络隔离变压器与DM9161A进行连接，网络隔离变压器具有隔离高电压、抑制杂波、修复波形、传输信号、匹配阻抗等作用。
4、模拟路口灯显示模块
为了便于信号机工作状态的显示和调试、设置参数，模拟路口灯显示模块主要采用了CH423芯片对LED指示灯进行动态驱动。CH423内部安置电流驱动电路，能够对15只以上的LED发光管进行静态驱动；设有18个开漏输出引脚，能够为输入电平变化中断提供支持。
三、城市智能交通信号控制软件系统
城市智能交通信号控制软件系统主要包括路口编辑、显示界面和通信连接三个部分。（1）路口编辑。利用路口编辑界面可以在实际路口状况修改出口车道数、十字形和T字形交叉口类别、机动车道的功能（包括直左、三向、直行、右转、左右、直右、左转等）、交叉口的名称等。（2）通信连接。①数据接收。当上位机接受到数据时，会根据定时器设定时间的不同方式读取数据，读取一次数据的周期在1秒中以内。当网络进入连接状态时，端口就开始进行数据读取，此时如果筛选到true的发送标志，则中断数据读取工作，转变为数据发送状态进行数据传输。②数据发送。利用数据发送功能，可以把上位机完成的对运行方案的修改信息及时传输到信号机中。数据方案的修改主要通过优化方案和设置方案的'过程实现。在通信机制的传输中，将数据发送设定在true的发送位置，上位机就会数据传输到信号机中。数据发送完成后，发送位置会自动转换为false，这样就实现了一次数据传输的周期[4]。（3）显示界面。显示界面的主要功能是尽量直观详尽的显示信号机的不同控制方式和运行状态，以帮助操作者熟悉和了解路口信号机的状态。其显示内容主要包括两方面：①主界面。在主界面打开后，其可以按照不同区域状况显示不同的区域地图，所有已建成的路口都会在地图上显示。通过单击相应的的左键，可以进入不同的子界面，也可以在地图上删除或添加路口，并将路口信息动态保存到固定的文件夹中，确保再次启动时信息数据不会丢失。②子界面。子界面的左半部分用于倒计时和系统参数显示。倒计时部分用于显示信号机向上位机发送的每一次倒计时信息，同时还可以显示目前运行的方案号信息。系统参数按钮用于获得信号机的相位信息、系统参数和时段表信息。子界面的右半部分用于路口状态的实时显示。其采用局部重绘机制，对信号灯方案中间部分发生变化的情况进行重绘，而不对其他部分进行重绘，以此防止由于界面重绘造成界面闪烁问题。
四、结束语
城市智能交通信号控制系统是智能交通领域研究的重要内容之一，在其他交通系统的共同配合下，其能够提供城市交通的信息化、数字化和智能化管理，从而有效克服城市交通拥挤问题。智能交通信号控制系统的应用对于改善交通控制精度和效率、不断提高路网服务质量具有重要意义。
第二篇：交通信号系统论文
摘要：
文章首先对智能交通信号控制系统的功能及应用方式进行介绍，指出智能交通信号控制系统具有先进性、成熟性、实用性、可靠性、开放性及兼容性这六大独特优势；其次又提出了交通枢纽区域交通信号控制的控制战略，包括战略控制、战术控制以及战略控制与战术控制相结合。
关键词：
城市交通；交通枢纽；智能管理；交通信号；控制系统
随着信息智能化技术的不断发展，其应用的范围领域正逐渐扩大。其中，交通智能化管理领域就是重要的应用方式之一，应用了智能化管理系统的交通运输，能够实现一体化和综合化管理。而实现这一管理模式的技术基础，则是充分智能化的交通信号控制系统。由于目前我国城市化程度不断提高，城市内的机动车通行量和出行率始终处于上升趋势，因而使交通需求变得越来越复杂，对交通信号控制能力提出了更高要求，必须具备足够的智能化水平，才能保证交通运输秩序的正常运行，维护交通运输的安全。因此，必须结合城市交通规划的实际情况，设计出科学合理的交通信号控制系统。
1 智能交通信号控制系统概述
在我国经济得到了高速发展的今天，随着我国城市化进程的加快，我国交通压力越来越大，交通堵塞现象日益严重，解决城市交通问题已经成了城市建设中首要任务。如何解决交通问题，已经成为社会关注的焦点。交通信号在解决交通堵塞、规范交通秩序中起着积极作用。但传统交通信号已经无法完全满足新时代交通情况，现代交通车流量远远大于从前，在经济水平不断提高的今天，城市家庭几乎家家都有车，而车辆数目的增多，改变了我国的交通状况和交通发展，改革创新交通信号迫在眉睫。随着时代的进步，科技的发展，信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、智能技术的高度普及，智能交通信号概念被提出。通过不断实践和改革，智能交通信号控制系统已初步成型，虽然暂时无法大规模推广，但是智能交通信号系统也已经给我国交通带来了质的改变。智能交通信号实现了智能监控车流量，自动变化信号，智能指挥、规范交通，优化交通状况。下面通过两点来分析智能交通信号系统的特点。
1.1 采用高新技术
智能交通信号系统离不开先进的计算机技术、通信技术、信息技术和智能技术及感应技术，可以说智能交通信号是集各大高新技术于一身的强大智能系统，随着未来交通情况的不断变化，智能交通信号对技术的要求也会越来越高。
1.2 智能化
通过不断的实践和改革创新，智能交通系统越来越完善，现代交通信号智能系统所采用的技术、设备都能达到了城市交通所应满足的需求，不仅能够有效完成信号控制工作，更加实现了根据交通实际情况及时间段进行自动变化和科学指挥交通，并且智能交通信号系统的车流量测试功能实现了对我国街道车流量的记录，为我国交通改革提供了科学依据。
2 智能交通信号的系统设计
2.1 智能交通信号子系统
智能交通信号系统既复杂又系统，有多个子系统协调来完成对交通的引导和规范，交通信号控制只是其中的一个组成部分。
想要构建一个完整、可靠、科学的智能交通信号系统，就需要无数个子系统，这些信号子系统多分布在交通事故多发点及车流量较大路段。其中车流量计算子系统是智能交通信号的核心内容，智能交通信号系统，通过对车流量的精确的监测和计算，预判绿信号可变比率，使交通信号达到了一种动态控制。智能交通信号子系统应用的关键在于，一个区域内路段要保持状态一致，避免造成交通混乱及堵塞。不同区域路段可以根据实际情况，应用不同的方案来设计智能交通信号子系统，确保交通信号子系统的实用性。为了使交通信号在同一路段保持高度一致，可将相邻子系统互相连接，形成更大的整体系统，且内部以统一的周期运转。连接方案可以根据交通实际需求来判断，可进行永久连接或暂时连接。
2.2 智能交通信号对饱和度的控制
为了使制定出的.交通信号控制战略方案更加科学，需事先将交通信号控制系统应用于交通枢纽区域中心自适应协调区域，从而对不同入口车道的饱和流量加以检测并得到准确数据信息，智能交通信号系统必须进行科学的交通饱和度监测，交通饱和度是规划交通的重要依据。饱和度测试和控制系统，应在交通主要线路设置，在这个检测和控制的系统数据库中以战略检测器的形式存在，在绿灯时段范围内，战略检测器将对车流经过时的交通流量及占有率数据信息进行采集并自动处理，最后将处理结果以数据表格的形式直观呈现，通过表格交通“饱和度”一目了然。饱和度检测和控制可利用实际的绿灯时间与绿灯时间比率进行计算。有效利用绿灯时间指的是饱和交通流情况下，恰好通过以最优车间距运行的同等车流量所用的绿灯时间。
2.3 交通信号控制相位差
智能交通信号系统设计，可以规划每个系统间控制规模，避免一个系统出现故障，给多路段交通造成严重影响，降低多方向相位差变化导致的相互作用力。智能交通信号控制系统设计应全面考虑，进行科学规划和实现，其控制范围，要根据交通实际情况，对不同流量进行不同规划，避免造成资源浪费。但设计过程中不仅要考虑到控制相位差，更应该估计到相互呼应，如某路段出现故障，可通过其他路段启动应急线路，进行暂时性的交通引导，避免交通事故，系统相互运作正常时可断开连接，避免造成干扰，实现真正的智能交通信号系统。
3 智能交通信号控制策略
控制策略指的是在特定区域制定相关的信号控制策略，规划智能交通信号，最大程度地适应各个路口交通需求的变化。当某一相位的绿灯时段需求位于平均需求的下限时，可对该相位进行早断处理，如果没有需求甚至可直接略过该相位，或引入条件相位来代替。控制器处理的参照标准是检测器测得的交通数据决策，可以采用策略检测器来担负这项工作。控制策略主要针对的是控制器的运行问题，其在实施策略控制时所采取的技术与路口孤立运行时所采取的技术完全一致。策略控制实现的载体是区域计算机，因而能够对信号运行的强度加以调整。当然，策略控制与孤立控制在本质上并非相同。策略控制无法应用车间距计时器和损失时间计时器来提前终端或略过某个相位，这是因为处于同一连接上的控制器必须以相同周期的形式来运行，这样才能达到最优化的协调效果。另外，由于相位早断或略过而节省的时间，也必须追加至本地控制器的下一个相位或主相位上，从而维持相同的周期时长。策略控制的作用在于控制绿信比、周期及相位差，对变化幅度不明显的城市区域的交通流趋势进行把握；而策略控制则适用于处理各路口不同周期中速度快但程度较小的变化。为了能够制定出更加科学合理的交通控制战略，应力求将二者进行结合，从而构建更为完善的、全方位的交通控制 系统。
4 结语
本文通过对城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计进行探究和分析，指出为了使交通运输领域得到更快的发展，提高交通运输的安全性和可靠性，必须积极应用智能化技术来实现智能交通信号，以此来改善我国目前的交通现状，智能交通将成为未来交通的发展方向。本文从多方面对智能交通信号系统进行了分析和阐述，对其具备的优势加以分析，并对交通枢纽区域交通信号控制的控制战略提出了一些看法，强调应制定科学战略来有效维护交通安全。
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