熊红令



以物联网技术为基础的智能交通控制系统探究

熊红令

（深圳市九洲电器有限公司，广东 深圳 518000）

在智能交通控制系统中，对射频识别技术（RFID）、信号控制器和交通信号模糊控制等相关物联网技术和方法等加以应用，可达到良好的交通控制效果。主要论述物联网技术及应用，分析智能交通系统结构，具体阐述各类关键技术，为智能交通控制系统发展提供助力。

物联网技术；智能交通；控制系统；嵌入式技术

机动车数量增长使城市交通拥堵严重，依托智能交通控制系统设计，解决这一问题，使城市交通时刻保持安全畅通，降低交通事故发生概率，减少汽车尾气排放和能源消耗等。在信息技术研究领域，物联网技术应用广泛，热度高。RFID技术、嵌入式技术等逐渐被应用到智能交通控制系统中，且效果非常好。

1 物联网技术及应用

物联网技术即依托RFID、GPS、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，参照特定协议，连接互联网和各类接入网，依托智能通信和信息交换等，形成具备识别、定位、监控、管理等特征的智能化网络。物联网在人与物体、物体和物体之间建构关联，在它们之间形成交互和连接。物联云平台则是所有信息的中转站和汇集中心，以人工智能大数据处理为基础，做出最优交通控制决策，使行人和车辆得到最佳交通指引。

2 智能交通系统结构

智能交通控制系统依托人工智能优势解决各类交通问题，呈现综合性特征。人工智能理论为智能交通控制系统研究奠定了扎实的理论基础，提供方法等，对交通控制领域内的各类问题进行解决。具体而言，本次研究中，充分发挥RFID、嵌入式、模糊控制等物联网技术优势，科学设计交通系统[1]。

分布式人工智能有一个关键分支，即多智能体系统，旨在细化复杂的大系统，使其以各个小子系统形式存在，降低管理难度，便于相互协调和通信，从而对烦琐复杂的智能交通系统控制问题加以解决，充分发挥RFID技术优势，检测车流量信息，并将嵌入式技术应用到交通信号控制机设计及开发中，智能算法则通过模糊控制进行。

这一界面内，充分发挥路段智能体优势，对单个路段流量数据进行实时更新，向与之相连的路口提供交通流数据，用作信号配时；区域智能体的作用在于依托区域交通流信息分析，对路段之间的交通流进行协调，达到良好的动态平衡效果；管理智能体居于交通控制中心，对各区域交通进行统一调度，使之处于最佳状态[2]。

3 关键技术

在智能交通控制系统中，以RFID为基础的流量检测技术、以嵌入式技术为基础的信号控制器和交通信号模糊控制等，作为关键技术，直接关乎系统整体效果。而基于物联网的车路协同智能交通系统真正实现交通领域智能化。在该系统中，路面、围栏、交通标志、信号灯都可以向车辆发送信号，传输信息，保证车辆通行安全等。

3.1 以RFID为基础的流量检测技术

RFID技术的应用原理为依托射频信号，在空间电磁耦合的基础上，通过无接触状态进行信息识别和传递。RFID技术在智能交通控制系统中的应用需要考量如下内容：选用超高频段用于车辆管理；智能交通控制系统背景下，倾向于借助电子车牌进行身份标识，并将其作为信息载体，其容量需要对车辆管理服务需求进行兼顾；是否具备信息写入等通讯功能，以此在车辆和控制中心实施信息交互。

该系统实际上为无线系统，仅有两个基础元件构成，辅之以EPC编码技术，为各射频标签提供独一无二的编码。这在海量物品检测、跟踪和控制过程中应用效果非常好。除此之外，RFID技术操作过程简便、实用性强，能够对多个标签和高速运动情况进行同时识别。近年，交通领域普遍倾向于应用这一技术。借助RFID技术车流量检测系统，将阅读器安装在各十字路口交通信号灯上，阅读器利用发射天线对射频信号进行发送。当携带RFID标签的车辆进入该区域，便会产生感应电流，继而将信息发出。接收天线收到信息之后，需要借助阅读器对信号进行读取和处理，在了解车辆通行情况和频率的前提下，向智能控制系统传送数据，后者依据信息反馈情况，给出决策，科学调整交通信号灯转换周期，保证行车安全及车流量合理[3]。

3.2 以嵌入式技术为基础的信号控制器

因嵌入式应用特殊，基于实际需求考量，出现了很多嵌入式技术和芯片。其中，尤以ARM系列芯片使用最为普遍，且效果好。它的优势体现在工作温度、可靠性和抗干扰方面，仅依据嵌入式应用需求进行功能保留。近年，物联网逐渐兴起，且发展速度非常快，对各类小型智能设备的使用提出了相对比较高的要求。在智能交通领域，嵌入式技术因其高度灵活性备受青睐，需要依据实际交通情况，明确规定智能开发平台软硬件。嵌入硬件平台的优势在于合理采集现场数据，并对其进行传输、控制、处理等，实现功能拓展。嵌入式软件系统则由嵌入操作系统、系统初始化程序、设备驱动程序、应用程序构成。

在该系统中，信息控制通过嵌入式模块实现。选择拥有200 MHz的ARM920T内核的EP9315处理器，其具备高度集成特点，主要为交通控制实时运算服务。该模块对多类通信接口进行集成，依托串口、CAN口与流量数据检测设备和信号控制机进行通信，其与控制中心之间的通信则通过以太网实现。特殊情况下的现场调试离不开人机交互，输入和输出部分包含键盘阵列、PS/2接口、触摸屏和LCD、VGA显示器、CF卡槽、USB接口。系统开发调试过程中的接口则由JTAC及串口调试提供，满足程序下载和运行调试要求。

3.3 交通信号模糊控制

在路段智能体中，倘若单个交叉口交通需求不是很大，可适当缩短信号周期，同时保证绿灯时间在15 s以上，保证车辆安全通行。反之，交通需求相对比较大，需要延长信号周期，但最多不能超过限值120 s，否则会影响其他方向的红灯，使其在60 s以上，导致驾驶员心理状态不佳。在交通需求很小的情况下，往往按最小周期运行。与之相反的情况下，仅可按最大周期实施控制，车辆堵塞情况在所难免[4]。

设计模糊控制器时，结构确定非常关键。依据实际系统情况，对输入和输出变量予以确定。该背景下，输入输出变量模糊化即转化输入和输出精确量至与之相对应的语言变量的模糊集合。设计模糊推理决策算法时，往往需要考量模糊规则，以此为背景，进行模糊推理，并对输出模糊量进行决策。借助各类解模糊方法，转化模糊量至精确量，控制具体对象。

通常情况下，交叉口停车线前排队长度能够对交通需求进行表示。以此为背景，确定绿灯时间变化规则和模糊控制规则等。

3.4 智能车路协同系统

智能车路协同系统是智能交通系统的最新发展方向。具体研究内容为依托先进的无线通信技术和新一代互联网技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，在全时空动态交通信息采集和融合的基础上，主动对车辆进行安全控制，并对道路进行协同管理，实现人、车、路之间的有效协同，确保交通安全，提高车辆通行效率，构成安全、高效、环保的智能交通网络系统。车路协同体系架构如图1所示。

图1 车路协同体系架构

4 结束语

综上所述，智能交通控制系统涵盖的范围比较广，需要考量的相关内容很多，会用到各种各样的高新技术等。以模糊控制算法为基础的多智能体城市交通控制方案专业性强，应用效果好，为城市智能交通控制提供借鉴，也有助于其他相关工程技术的发展。城市交通建设过程中，要充分发挥物联网技术优势，在明确城市智能交通系统结构的基础上，从多个方面研究关键技术，提高城市交通质量，为用户提供行车保障，达到良好的交通智能控制效果，将该过程中的安全隐患降到最低。

［1］王正.探究我国智能交通产业与物联网技术的融合［J］.中国战略新兴产业，2017（44）：30-31.

［2］张灏.物联网技术下的智能交通系统中车辆通信网络研究［J］.信息与电脑（理论版），2017（23）：164-165.

［3］傅福林，晋胜国.基于物联网的智能交通检测与应急管理系统［J］.中国公共安全（学术版），2016（12）：43-44.

［4］金乐娣，阮小艳.基于物联网的智能交通控制系统研究［J］.科研，2016（11）：00125.

2095－6835（2019）01－0126－02

TP273.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.01.126

〔编辑：严丽琴〕