城市智能交通控制系统的设计分析

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:李茂平
[导读] 摘要:城市发展建设不断加快的背景下,车流量、人流量不断增加,交通压力越来越大,积极做好交通管理工作具有重要的现实意义。
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        摘要:城市发展建设不断加快的背景下,车流量、人流量不断增加,交通压力越来越大,积极做好交通管理工作具有重要的现实意义。创新设计并应用城市智能交通控制系统,能够实现对车流、人流的智能化、自动化控制,有效缓解交通压力,提高交通效率,确保城市良好运转。本文首先概述了城市智能交通系统控制模式;其次分析了城市智能交通控制系统设计对策;最后探讨了城市智能交通控制系统发展趋势。
        关键词:城市;智能交通;控制系统;设计探讨
        引言
        在城市运转及经济发展中,交通系统起到了至关重要的作用。新时期,城市交通系统逐渐无法满足当前社会发展需求。尤其是近年来随着人们的生活条件的不断提升,家家户户购置了汽车,这使得城市交通压力越来越大,进而导致出现交通拥挤、堵塞等现象,同时也增加了交通事故的发生几率。如何提升城市交通管理效率和效果,成为当前思考的关键问题。
        一、城市智能交通控制系统控制模式概述
        (一)定时控制
        所谓定时控制,指的是通过分析历史交通流量数据,进而掌握现象各个时间段不同道路的交通流变化规律,然后通过人工或者计算机仿真技术进行道路交通控制,需要注意的是,定时控制模式无法结合车流变化对控制方法进行实时化的调整。其优势在于对于交通信号机的要求较低,不需要实时检测交通量,因而在城市道路交通控制中实现了较为广泛的应用。
        (二)感应控制
        所谓感应控制,指的是对车流量进行实时化的检测,并充分现结合交通流数据科学合理的调整红绿灯长短,以便于更好的满足交通需求。和定时控制相比较而言,感应控制具备更高的灵活性。
        (三)智能控制
        智能控制不仅仅是控制交通信号,同时也能够实现对交通系统的控制,实现交通系统智能化控制。在智能化控制中,需要应用多项先进技术,包括:计算机信息技术、人工智能技术、检测传染技术以及数据通讯技术等等,融多项技术于一体,应用于交通系统,进而构建实时化的城市智能交通综合管控系统。智能控制背景下,人、车、路及环境实现了有机的整合,高效、有效的解决了交通堵塞、拥挤难题,使得城市交通更加的安全化、高效化,极大的满足了新时期人们=对于城市交通的个性化需求。
        二、城市智能交通控制系统设计对策分析
        城市智能交通控制系统,指的是利用人工智能技术解决当前城市交通难题,实现对城市交通系统的智能化管控。近年来,随着我国科技水平的不断提升,人工智能技术应运而生,为城市智能交通系统的研究与设计提供了重要的帮助。众所周知,城市交通系统结构非常复杂,并且影响因素众多,同时具备较强的随机性,单纯的依靠传统数学方法无法及时有效的解决交通难题,导致当前城市交通出现拥挤、堵塞等现象。不仅如此,城市交通系统处于不断变化的状态,因此对于管控工作提出了更高的要求,尤其是要具备较高的实时性。当前传统交通管控方法和技术,不具备较强的可操作性,并且无法满足实时化在线控制需求,不利于城市的稳定运转。应用人工智能技术,借鉴人类经验来解决交通难题,通过知识的表达、推理和学习,并结合数学来描述交通系统,以便于达到更加理想的管控效果。
        与此同时,在智能化交通控制系统设计过程中,要重视对设计思路和方法的创新,改变以往传统的交通道路设计流程,避免较远的距离设置分流口和合流口,而是要结合各个路段实际交通流量,提前进行疏散分流设计,避免在高峰时期造成拥堵。要重视对摄像系统的应用,实现流动测试,并结合测试数据计算最快和最慢通过红绿灯时间,使得红绿灯更加智能化、人性化,在避免交通资源闲置的同时,减少上游道路拥堵。新时期,对于城市智能交通控制系统的设计,要重视对5G网络的应用,实现5G覆盖互联,局域网与局域网之间应有网络隔离,设置外网权限IP网段,设立中央交通系统监视站总站、分站、备用站、应急冗余系统,提高城市智能交通控制系统智能化、网络化水平。
        现阶段,在人工智能技术中,多智能体系是前沿学科,其目标在于将大的复杂系统建造成为便于管理并且相互协调的子系统,依靠子系统的自治能力和彼此间的协调能力,有效解决当前交通系统控制难题。和其他交通网络相比较而言,城市区域交通网络具备更高的复杂性、动态性和实时性,多智能体系统的创新设计和应用,能够有效的满足当前城市智能交通管控工作需求。城市智能交通控制结构图如下1:
       
        图1  城市智能交通控制结构图
        在上图中,左侧为多智能体城市交通流系统,右侧为信号控制系统。在该模型中,各个系统彼此之间相互协作,能够实现对单个路段流量的实时化更新,同时也能够为相连接路口提供重要的交通流数据,以便于更加合理的优化信号配时。不仅如此,利用该系统还能够按照上级区域交通流信息来及时的调整控制车流,避免出现拥挤、堵塞等现象,使得各个路段之间的交通流更加的平衡。区域控制之间所传递的则是该区域内交通流信息,如果某区域路口出现交通拥挤等现象,能够及时对该路段信号配时进行调整,以便于引导车流分散,及时疏散交通。区域控制和交通控制中心所传递的,主要以区域交通流信息为主,通过对路网交通流动态进行调节,及时为城市智能交通控制中心传递信息,则能够更好分散或者集中城市交通流,满足新时期城市智能交通控制需求。
        三、城市智能交通控制系统发展趋势探讨
        (一)集成化
        新时期,随着科学技术的快速发展与进步,城市交通控制系统的集成化发展成为必然趋势。集成化主要体现在系统集成化和技术集成化两个层面。首先,站在系统集成化的角度上来说,当前随着汽车数量的不断增加,单纯依靠信号控制、交通组织等方式无法有效解决城市交通拥堵难题,同时也无法高效处理交通事故。基于此,人们要重视对集成化城市交通管控系统的研究,构建综合交通信息平台,实现对海量交通数据的实时化分析和控制与共享,并集成应用交通信息诱导系统、交通应急系统,使得城市交通管控更加的高效化、有效化。其次,站在技术集成化的角度上来说,主要包括三个方面的集成化,其一是控制方法集成化,无论是传统交通控制方法,还是智能交通控制方法,其应用已成为必然,甚至能够通过在线后评估的方式,选择更加科学合理的控制方法,有效解决单一控制模式和技术的不足。当前随着城市发展建设的不断加快,交通系统规模越来越大,同时也更加的复杂化,为满足交通控制需求,集成应用多种控制技术和方法的交通管控策略成为必然。其二是信号控制硬件设备的集成化,采用模块化设计集成信息发布、监控等多方面的功能,进而集成化控制终端设备。其三是交通信息获取手段的集成化,除传统地埋型检测器之外,当前移动式检测技术的出现,例如:卫星定位技术、电子标签等,能够为人们提供准确的交通流量参数,为城市交通控制工作的开展提供便利。
        (二)智能化
        上文中我们说到,城市交通控制方式较多,常见的有定时控制、感应控制等等,各个控制模式的目标是不同的,每种管控策略的控制优势不同,所适用的交通状况及环境也存在一定差异,因此必须要结合实际情况,制定完善的控制策略,提升城市交通控制水平。现阶段,随着科技的不断研发与创新,诸多先进技术的出现使得在线后评估成为现实,例如:依靠人工智能技术、专家系统、遗传算法等多项技术,构建在线控制系统,实现对城市交通的智能化控制,使得交通决策更加合理化,促进其智能化水平的提升。
        四、结语
        综上所述,城市智能交通控制系统的设计与应用,是发展的必然趋势,能够为城市交通管控工作的开展带来巨大的便利。基于此,要高度重视对城市智能交通控制系统的创新设计,使得交通控制系统更加的完善化、集成化、智能化,满足新时期交通管理工作需求,助推城市良好发展。
        参考文献:
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