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摘要：随着现代城市经济建设的高速发展，机动车数量的剧增和外来人口总量的不断攀升，城市交通拥堵问题越来越明显，特别是大城市的早晚上下班高峰期和学校上下学高峰期，道路交通严重瘫痪。在交通信号灯的设计上就需要更新设计理念，即拥有自动识别和大数据支持的新型智能交通信号灯系统。通过相关软件与硬件在交通智能控制系统中的自动识别技术的实际应用，来提高交通运输的流量和服务质量。
关键词：交通灯 网络控制 自动识别
在现实工作生活中，交通信号灯是交通流量管理中主要手段之一。在整个系统设计上，从基础单机片加装智能控制系统，通过大数据汇总分析各种综合因素，从而更加高效的运行整个城市交通系统。
一、智能交通信号灯的意义
现有城市交通只是通过信号灯控制系统对红、黄、绿灯做定时切换以引导行人、车辆进行有序通行，来缓解城市交通压力。但随着大城市外来人口数量的不断增多和大城市机动车保有量的不断攀升，城市交拥堵压力靠以往的交通信号灯来解决压力有点大。因此怎么改进交通信号灯设计，使其更好的服务于城市经济建设发展，就成了一个非常重要的课题得益于信息技术的高速发展，基于通信大数据支持下的复杂多元化控制系统应运而生，网络通讯的运用也越来越宽泛，交通信号灯也可以使用网络进行宏观控制。近年来，世界上各国都加大了在解决交通拥堵问题面的财政预算和研究力度。特别是美国在二〇〇〇年至二〇一一年共投入了200亿美元用于交通智能系统的研究，且广泛应用于实际生活当中。在亚洲的韩国、日本、新加坡相对于其他国家在智能交通系统的研究和应用已处于领导地位，我国智能交通系统发展与之相对较晚。
二、现行信号灯控制系统有什么弊端
现有交通信号灯多使用单片机控制，其具有体积小，成本少，易于控制且有较高的可靠性等优点。但由于天气、路况、地段、通行时段等诸多因素的影响，交通信号灯所在路口的各个方向的行人车辆都会存在很大的差异，而现代交通信号灯多使用编程定时切换的方式控制，所以已经无法对实际交通流量路况给出最佳的控制信号。相关交通管理人员和交通参与者也深刻体会到：与之相对应的车道车辆很少的时段也需等待较长时间的情况，不能根据实际流量进行快速切换相位；一个方向车辆较多时不能使之全部通过就自动走到下一相位的情况。
三、本文主要应对方案的研究及其应用
针对上面提出的现存交通信号灯控制系统及其方案之弊端，给予以下改进措施与方案：
1.自动识别人流车辆稀少路口，并提高此处的切换频率，已减少车辆的等待时间
2.自动识别单侧车辆过多的路口，全部通过后在进行切换
3.多路口交通信号灯宏观联动，A路口的流量数据信息实时传达相邻B路口、C路口、D路口，让之根据从A路口获取的流量信息自动识别最佳的切换频率。
为验证以上理论措施行之有效，本人结合项目用一种网络控制交通信号灯的算法，并通过多次试验案例所得数据进行充分比对分析，建立一种交通信号灯交互系统网络模型，实现了基于模糊识别与自动识别为基础原理的智能交通信号灯控制算法。该框架使用MFC、C++编程搭建，并通过不同参数的模拟，对数据收集汇总并进行充分的分析，对交通信号灯的控制方案给予指导方向，同时证实了基于模糊识别和自动识别的控制理论的交通信号灯是有效的。
四、系统框图及系统工作原理
我国交通信号灯的控制系统硬件框图如下：
图一：交通信号灯硬件控制系统框图
其组成部分如下所示：
1显示模块：该控制系统当中所应用的数码管可以完美的实现倒计时现实，从而有效的方便行人与车辆的顺利通行。
2驱动模块：该模块可用来运作功率驱动，全面的提高了控制信号的驱动能力，及LED灯组等。
3单片机模块：本系统采用了AT89C51作为主控电路的主要元件。
4路口交通等模块：采用了红、黄、绿发光二极管进行实时模拟被控制的路口交通灯。
5电源稳压模块：在红绿灯的设计当中安装电源稳压模块，有效的为电路系统提供了5V电压。
2.工作原理
1.开关键盘输入交通灯初始时间，通过AT89C51单片机P1输入到系统。
2. 由at89C51单片机的定时器进行每秒钟通过P1口进行传送信息，从而显示红黄绿三色灯的量等情况。
3.相关工作人员通过AT89c51单片机的P30位来控制系统使工作或者设置初值，当其为0时就对系统进行了初始化，转变成1就开始了正常运行。
4.有效通过电感式接近传感器检测道路的车辆实时情况。
五、交通网络模型的设计与算法
通过模拟现实交通网络中的真实车辆通行数据，以不同发生通信号灯的切换，收集且分析所得来的试验数据，对实际情况上的交通信号信号灯操控方案给出指导优化方向。
1.现代交通网络模型
基础对象，用已有的结构数据描述车辆、道路、信号灯、路口等对象模型。
使M*N个路口构成网络节点，相邻路口间用道路连接，使每个道路拥有2个链表，分别保证2个方向上行驶的车辆，如图表1
图 1
用Cross来表示十字路口，其中还包含了信号灯的状态和四个方向上的道路指针；用Street来表示街道以连接各个路口且持有2个方向的指针；用Car来表示汽车，处了保存自身位置信息以外还有与路口两端的相对偏移位置数据、出发地、目的地、所在道路指针、路线信息、行驶状态、统计数据所需时间、等待时间、以及构成双向链表所需的指向前、后车的指针。
2.用多种控制方式来控制信号灯
用不同的控制方式和路口流量进行模型试验，并采集数据。定时切换，最简单的信号灯控制方式，按照原有往年流量平均数据定时定点预测调整，在上述基础上，根据本次信号灯切换时四周路口车流运动情况，动态调整切换频次。单动态调整，系统运行当中，切换一次后，等绿灯方向上的车辆全部通行后，马上进行切换，在车流小时此方法可以缩短等待红灯时间，联动调整，各个路口流量数据共享，且及时得到反馈，以评估下次切换的最优化时间[3]。
3.智能交通信号信号灯的模糊控制理论
通过以上四种控制方法的优缺点分析后，最优方式为联动调整控制方式，且此系统具有智能学习功能，可对实时路况上的车流量大小，进行信号灯切换。
结束语：
综上所述，本文在这里写明了自动识别技术下的智能交通控制系统，并且简单的描述了AT89C51单片机在交通信号智能控制系统当中的应用。合理的应用单片机实现了交通信号智能控制系统具有非常强的实用性。该系统的硬肩拥有者少量的外围器件、并且其电路非常简单成本价格也比较低等有点集于一身。此系统可以完全的实现红黄绿三色灯的定时控制，并具有着时间显示功能，为行人与车辆的通行创造了更加便捷方便的管理。实现了交通信号灯的智能调控，全面的解决了我国目前大部分交通控制等系统所存在的缺点，有效的较少了交通拥挤这一现象的发生，有利于我国交通更为顺畅的运行。
参考文献：
[1]孟广学，吴静，赵竞雄.基于无线技术的智能交通灯模拟系统的设计与实现[J].《华北科技学院学报》，2017，14（1）：65-69.
[2]王文礼.基于STC89C52RC+微控制器的智能交通灯设计与探讨[J].《工业》，2017（1）：00238-00238.
[3]王坤.基于三菱PLC和MCGS的智能交通灯设计[J].《中国新技术新产品》，2017（5）：13-13.
论文作者:叶卫华,陈平锋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/7
标签：信号灯论文; 交通论文; 路口论文; 控制系统论文; 自动识别论文; 系统论文; 车辆论文; 《基层建设》2018年第11期论文;