智能車牌識別的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計

隨著城市機(jī)動車輛數(shù)量越來越多，而傳統(tǒng)的交通信號燈控制模式采用的是定時控制，由于車流量是隨時變化的，當(dāng)此時沒有車通過，而相對的車要等到此方向的綠燈結(jié)束顯示紅燈才能通過，在時間和空間方面的應(yīng)變性能較差，這樣不僅浪費(fèi)了時間，在一定程度上還加劇交通擁堵。為克服這種少車路口綠燈時無車通行或多車路口綠燈通行時間短而堵車等資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，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900MHz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(shí)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(yùn)動狀態(tài)被讀取等優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)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(dú)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(shí)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(shí)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。

圖 1 ?智能交通燈控制系統(tǒng)

3、交通控制模型與程序

3.1、控制模型建立

根據(jù)實(shí)時車流量進(jìn)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(shí)時獲取交通信號燈路段前l(fā)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。

圖2 車流量檢測與控制模型

設(shè)該路段內(nèi)車輛數(shù)為i+1，行駛速度為vm/s，路段內(nèi)車輛位置為：xi=l?u，其中u為［0，1］區(qū)間均勻分布的隨機(jī)數(shù)。車輛正常通行該路段估算時間為：

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。

圖3 ?主干道交通燈控制流程

（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(jìn)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。

圖4 ?交叉路口交通燈控制流程

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(shí)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(jìn)而實(shí)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。