曲卓
辽宁省交通运输事务服务中心 辽宁沈阳 110001
摘要：当前，城市规模不断扩大，机动车保有量持续增加，交通拥堵已经成为了我国各个城市面临的主要课题。在公共交通系统中，交通信号具有不可替代的作用，能够对车辆和行人的交通行为进行合理有效的调整，保证城市交通秩序。目前，很多地区交通信号控制系统相对落后，在实际应用过程中经常出现各类问题，为此应当全面加强交通信号系统的研究，积极引入智能化的交通信号控制系统，不断提高交通调节能力，促进我国城市交通压力的全面缓解，满足人们工作生活的需求。
关键词：现代城市；智能交通信号；控制系统；研究
一、城市智能交通信号控制系统概述
智能交通信号控制系统是采用高效的现代信息技术改造传统的运输系统，统计分析交通枢纽的实时交通流量，在此基础上利用交通软件和模型确定恰当的交义口红绿灯配时方案，以此高效优化整个交通路网。其特点主要有：(1)兼容性，该系统能够同时与相同标准内的各种型号、厂商的交通信号控制器相连接；(2)实用性，该系统使用的应用软件、技术、设备能够符合各种城市的交通信号控制需求，且使用、建设、维护都非常简便。如现在使用的中文图形操作和交互界面，友好、直观，容易操作，能够及时提供在线帮助；(3)开放性，该系统使用了互通互联的拓扑结构设计，能够满足于未来各种功能扩展；(4)先进性，该系统利用了最先进的信息技术和决策系统，并充分考虑未来发展需要；(5)可靠性，该系统具有容错、自动检测、自动恢复、报警等功能。信号机总体上来说包括人机接口、网络通信、中央控制器、RTC实时时钟、故障检测、功率驱动等部分。
二、城市智能交通信号控制系统的内容
就城市交通信号控制的基本思想而言，其主要内容可以总结归纳为以下几方面：第一，按流给灯，即按照车流运行的方向给出各种方向的信号灯，车流按方向信号指示的方向行驶,从而避免路口左转弯车流与直行车流的冲突。这种方式属于交通信号的“点控制”策略，设置在各主要繁忙路口。第二，动态配时，同一路口红绿灯相互转换的间隔时间，随路口候车数量的多少而动态改变。早晚时间段车流少时，红绿灯转换的间隔，应该短一些，以避免出现绿灯下无车流的现象；上下班车流高峰期，转换间隔应相对延长，以加速车流的通过；另外，当各方向车流不均衡时，各方向信号灯的延时应不等，车流少的方向转换频率应提高，车流多的方向转换频率应降低。第三，点点连锁，当一条干线上有很多个路口时，为不使车辆在每个路口都停车等待信号，影响车辆的直线通过速度，各路口信号间应建立一定的相互联锁的关系，尽量使各信号相对于运行中的车辆透明，减少车辆停车等待的次数，消除因过多的红灯引起的拥塞。
三、现代城市智能交通信号控制系统的基本技术
3.1神经网络控制技术
神经网络控制技术主要是依据人类自身具备的经验、知识以及大脑的特定结构机理对系统实施控制的操作方法。神经网络控制技术具备良好的智能型，可以有效解决不确定的以及非线性的复杂系统控制，同时，具备较强的学习以及修正能力，在网络系统中离散性的分布和储存，能够实现对无法建模以及非线性控制系统的有效映射，适合应用于无法利用数学模型进行准确建模的交通系统中。同时，神经网络系统无法及时确定初始权值，学习时间较长，不具备实效性，对硬件的各种设备以及信号控制器有极高的要求，对实时变化的交通情况适应能力存在不足。研究人员将神经网络控制技术与模糊控制系统进行结合，利用函数自动生成和自动提取功能，可以有效解决神经网络系统学习能力不足的问题[3]。在实际操纵过程中，主要是利用信息处理单元实现各类数据的自动化处理。整个操纵过程中首先需要建立模糊的数学模型，形成神经系统的模糊网络结构，并对网络系统进行必要的训练。
在完成上述操作后需要进行数据信息的实地采集，通过网络系统的精确计算，得出合理的交通模式，最终设计出红绿灯系统的控制管理方案。
3.2模糊控制技术
模糊控制不需要利用数学模型，能够通过对人脑的有效模拟，实现准确的判断以及推理，并能够用较为自然的语言将人类的常识和主要经验进行全面准确的表达，最终建立起适合计算机进行处理的模型结构。在信号灯控制中引入模糊控制，能够模仿交警指挥交通的经验，实现对交通的良好控制。模糊控制中最重要的系统是专家系统，主要包括推理机、知识数据库及模型数据库等，该系统具备处理大量知识和经验的能力，利用计算机和人工智能技术进行推理判断，进而对人的决策过程进行全面系统的模拟。专家系统充分利用各类知识对交通情况进行核实以及预测，利用人机交互界面输入各种用户信息，形成计算机系统中的规范化表达，通过相关模块的处理转化为用户能够理解的表达形式。同时，模糊控制系统主要存在的不足之处为缺少系统的参数调整和建立方法，操纵过程主要依靠技术人员的经验进行反复试验，主观性较强。在应用过程中无法结合外界情况变化及时做出调整，这也导致系统控制的精度不足。
四、智能化交通信号灯控制方法
综合应用感应线圈、视频、微波等多种方式以及物联网新技术，实时采集路口及主干道交通流信息，实现交通运行状态的动态感知、交通拥堵情况的实时监测与预警，为交通信息服务提供坚实的数据支撑。
当控制路段存在车辆驶入时，不考虑次路情况，一旦智能控制系统检测到车辆信息，则需要将主路信号灯调整为绿色通行状态，如存在持续经过主路的车辆，则需要继续将信号灯设置为绿灯，当绿灯时间达到设计的最大数值后可将信号灯调整，次路设置为绿灯，达到最小设置时间后主路继续为绿灯。在主路不存在车辆但次路存在车辆的情况下，将次路信号灯设置为绿灯，持续存在车辆时保证绿灯不变，一旦主路出现车辆，则应当在次路绿灯达到最小时长后调整为主路绿灯。红绿灯的调整应当以主路为主，同时，给予次路必要的通行时间。
同时，在控制设计过程中应当充分考虑非机动车和行人的通行状态，合理设计绿灯的最短时间和最长时间。目前，绿波带的线控制方法得到了广泛应用，在实际设计操作中，车辆以某种速度行驶，一旦在第一个路口遇到绿灯的情况，其余路口应当均为绿灯。后续车辆应当与前方车辆信号灯设置保持基本一致，形成绿色通道。如交通系统中不存在交叉路口和信号灯，则需要对周边交通情况进行详细的分析，确定最为合理的控制方案，确保交通顺利，实现城市交通状况的全面改善。
五、结束语
总之，智能交通信号控制系统的出现是时代发展的必然趋势，也是有效解决现代城市交通管控中存在的各种问题的重要措施，因此，有必要加强对智能交通信号控制系统的研究与开发，使交通管控工作更加科学合理。这不仅是促进我国城市公共交通管控效率的重要举措，也是促进我国交通事业取得稳定发展的关键。
参考文献：
[1]孟柯,王忠豪,李金威,等.基于流量大数据的智能交通信号控制系统[J].山东工业技术,2018(1):124.
[2]谢竞成,丁楚吟,吴越,等.基于多源交通数据的城市道路实时运行状态综合评价方法[C]//第十三届中国智能交通年会大会论文集.北京:中国智能交通协会,2018:335-346.
[3]卢顺达,徐正全.城市综合交通运行管理辅助决策平台及应用研究[C]//第十三届中国智能交通年会大会论文集.北京:中国智能交通协会,2018:826-835.
[4]国家铁路局,中国铁路总公司,中国铁路信息技术中心,等“.安全、创新、智能”——第八届轨道交通安全与视频发展论坛召开[J].铁路通信信号工程技术,2018,15(12):104-105.