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摘要：城市快速发展中，交通系统越发完善，在车辆不断增多的情况下，交通管理将要面临更多挑战，基于此建立智能交通控制系统，充分利用网络通信技术、智能技术以及信息化技术，促使系统功能不断优化，能够切实满足实际应用需求。从实际出发对各项条件进行综合分析，确定智能交通控制系统应用可行性，以提高交通管理综合效率为目的，完成各功能模块的设计。
关键词：智能交通系统；系统设计；GIS
城市智能交通控制系统的设计与实现，对进一步提高城市交通管理综合效果具有重要意义。基于交通控制自身座具有的不确定性与非线性特点，传统理论以及方法逐渐不能满足实际管理需求，基于此便可以选择模糊控制方法，对人的思维进行模拟，并根据以往经验进行控制，实现对城市道路系统的模糊控制，提高实际管理效果。
一、城市智能交通控制系统
对于传统城市交通控制系统来讲，其运行周期较长，且所应用的计算机技术水平较低，在面对日益复杂的城市交通情况下逐渐不能满足全部要求。构建城市智能交通及控制系统，提高交通管理的智能化与信息化水平，以更少的人力资源来达到更高管理效率。通过智能化控制系统的应用，基于实际需求来确定管理目标，对不同区域的行人与车辆进行疏通，以免造成交通堵塞，保持道路畅通，减少危险事故的发生。城市交通系统必须要遵守固定的开通法则，同样的需要将此作为城市智能交通控制系统设计的基本原则，利用十字路口指示灯、智能化控制标志以及特殊路段警示灯等，对行人以及车辆进行可靠提醒，使其可以按照指挥通行，缩短车辆滞留时间，提高道路通行畅通性，对促进城市交通效益的进一步提高具有重要意义[1]。另外，基于车辆停滞次数的减少，使得车辆尾气排放量减少，对环境带来的污染也更少，还能够降低能源损耗，达到持续发展的目的。
二、城市交通控制系统类型
1.基于空间关系
1.1单交叉口控制
作为基础控制形式之一，信号周期与绿信比为孤立交叉口控制主要参数，可提高车辆延误以及交叉口通行能力。此种形式所需设备简单，操作简单且运维难度低，在实际应用中较多。就系统分析可知离线点控制主要为定时信号配时技术，结合交叉口不同入口实际分布动态信息，完成不同相位绿灯时间的控制，完成交通通行管理。
1.2交通干线协调控制
交通干线往往需要承担更大交通量，对城市整体交通状况有较大影响。很多情况下会因为两交叉口间距过小，难以在有限时间内进行有效疏通。并且针对单个交叉口来设置单点信号控制时，经常会遇到红灯情况，更容易造成车辆堵塞[2]。因此在对控制系统设计时，应以提高干线畅通性为目的，相邻交叉口采用相互协调控制方法，缩减车辆停车次数。
1.3区域交叉口网络控制
此种控制方式需要将区域各交叉口交通信号作为控制对象，对所有交通信号进行综合分析，然后协调控制处理，减少车辆在交叉口能耗量[3]。交通信号机能够通过通信网将交通数据及时长传到上位机，然后对数据分析后判断路网交通量变化特点，对管理方案进行调整。
2.基于控制方式
2.1定时控制
将历史交通数据作为依据，对其进行综合分析，计算得到不同时间段交通流变化的规律，然后利用人工手法来确定各时段内契合度最高的配时方案。此种控制方法降低了对交通信号机的要求，具有较强时效性，在实际应用中比较广泛。
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2.2自适应控制
将控制系统检测到的所有道路交通信息作为依据，利用预测模型，以及科学预测交通未来道路需求，在系统信号佩时方案内选择最优方案，来满足交通自动控制要求。
2.3感应控制
以车辆监测器测量所得交通流数据作为分析对象，根据分析结果来对绿灯时间长短以及时间顺序等进行调节，要求其应与交通流的变化保持一致，在应用中灵活性比较高。
2.4智能控制
在智能交通控制系统中应用最多的即智能控制，以信息技术、人工智能技术以及检测传感技术等作为基础，有效应用到交通运输系统内，形成综合、系统、完善的交通运输管理系统。对智能控制系统来讲，其可以实现人、车、路以及环境的有效统一，更贴近于绿色、高效、安全、环保交通理念，为城市道路控制系统发展的主要趋势。
三、基于模糊控制智能交通控制系统设计
1.模糊控制特点
模糊算法应用，主要就是根据规则库给出控制指令，并对现场操作人员控制经验的收集，构建成专家库，无需对被控对象建立精确的数学模型，适应性非常强，尤其是难以建立数学模型，以及系统较难获得控制过程的情况。此种算法在应用上将计算机作为基础，具有与计算机控制系统相同的优点，可利用数字语言编程，鲁棒性强，可用于非线性控制系统以及时变控制系统[4]。另外，模糊算法人机界面良好，操作与学习难度小，可以对控制信息进行操作与学习。
2.单路口控制系统
针对单路口交通流控制算法的研究，需要基于城市道路实际运行情况分析，在面对较大交通流量的情况时，传统两相位控制系统无法满足管理要求，经常会造成左转车流对直行车流相互冲突，降低交通畅通性与安全性，必须要采取多相位控制形式。城市交通系统复杂性、时变性以及非线性强，基于模糊控制理论，构建多相位智能模糊控制系统，无需建立被控对象的数学模型，总结人工控制经验，实现对交通信号的智能控制。
3.交叉口控制流程
基于模糊算法协议，假如检测到东西方向车辆通信频率较低，则证明该相位车流量少，可适当缩短绿灯延时时间，但是为保证车辆通行安全性，应确保已排队车辆可以顺利通过交叉口，确定绿灯延时时间为15s。相反车辆通信频率高，则需要延长绿灯时间，但是在实际管理中需要基于整体环境需求，对通行时间进行合理分配，一般延时时间不得超过150s。系统设计时将检测器所得车辆实时通行频率作为依据，综合车道车流频率，来决定是否放行下一个相位，或者是延长绿灯延时时间。待环形线圈检测到车流量数据后，对输入量进行模糊化处理，并结合系统内提前设定的知识库内容，对输入量进行处理。假如存在某相位车辆实施通行频率大于设定值，则系统会自动延长该相位绿灯延时时间，在此同时还需要兼顾相位总开通时间，确保不会对其他方向车辆正常通行产生影响，提高城市交通管理综合效率。
结束语
构建城市智能交通管理系统，对提高交通管理综合效率，改善城市道路通行质量具有重要推动意义。基于以往人工控制需求来确定智能交通管理系统设计的基本目的与要求，然后选择新型技术作为系统核心，以计算机作为系统载体，通过对车流量采集与分析，确定最佳控时方案，减少车辆在路口的停留时间，提高车辆通行效率，且减少能源损耗，达到绿色环保持续发展要求。
参考文献
[1]曹小聪.城市智能交通系统设计分析及应用研究[J].建筑技术开发,2017,44(23):1-2.
[2]黄举才.城市智能交通控制系统的设计分析[J].西部交通科技,2016(12):80-83.
[3]钱坤.基于智慧城市智能交通系统的交通运行态势分析系统设计[J].中国管理信息化,2016,19(21):208-210.
[4]宋顶利,张昕.城市交通枢纽智能交通信号控制系统设计[J].中国高新技术企业,2015(06):115-116.
论文作者:关庆佳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/5
标签：控制系统论文; 车辆论文; 交叉口论文; 交通论文; 系统论文; 智能交通论文; 相位论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;