物联网技术下的交通信号控制策略

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摘要：随着人均经济水平的提升，家庭都拥有车辆数量大幅增加，随之而来的是城市道路的交通拥挤问题，针对这一问题虽然政府制定了相应的规章制度，但是依旧难以解决。为此将物联网技术参与交通信号灯的控制中，通过监测装置的实时监控、数据反馈，计算机经过处理后得出最佳的信号灯变化频率，将其运用于交通信号灯的实际使用中，能够维持交叉路口等易发生堵塞的路段的车辆正常行驶，提高国民的出行效率，提高城镇交通的通行水平和服务水平。

关键词：物联网技术；交通信号；控制策略；分析

将物联网技术参与交通信号控制中需要采取多种方式进行，应对同一路段中的不同车辆运行状况，包括单个交叉通信号控制、干道线路协调控制、区域协调控制等多种策略。相对应的，需要安装各种类型的监测装置作为物联网运用的基础设备，监测装置的反馈由计算机处理得到有效信息。实时监控交叉路口路段的车辆运行状况，超出设定数值后进行及时的处理，改变交通信号的时间段，为国民出行提供保障。

1基于物联网技术的交通信号控制的基本要求

1.1感知路通状况

日常生活中的实时状况的反馈是物联网技术得以实施的基础，因此，为了物联网技术能够有效地在交通信号控制方面得到运用，工作人员首先需要将用于感知的检测器装置于需要交通信号灯的地区，包括固定以及可移动的两种监测设备。同时，进行多方面的检测，将路口的交通状况及时准确的反馈给计算机，进行装置的区域需要工作人员提前到相关地点进行检测计算，最后才能决定检测器的最终安装位置，尽可能精准地安装检测器，准确地反馈数据给计算机。

1.2融合交通状况信息

在计算机得到易发生堵塞的路通实际数据后，利用归纳算法生成可读的规则和决策树，然后，使用决策对新数据进行分析，并将具有全球定位系统定位功能的城市出租车和私家车进行位置和时间信息的采集，计算城市出租车和私家车所在位置点的速度。并把这些速度信息与电子地图进行对应，直观描述道路的交通流速度状况，计算机将这两种数据进行融合分析，处理得到路通的具体状况，根据计算机提前存储的数据以及公式进行对比，由此得出最适合当前交通路段的交通信号变换时间段。

1.3处理交通状况信息

除了处理已分析的数据，还需要对检测器进行数据的处理，对于固定检测器需在相似的基础上收集数据来分类处理，创建一个固定监测器独有的对于真实交通状况的判断算法，这需要收集大量的数据，要在物联网技术正式参与交通信号控制之前进行收集处理。对于前文根据城市出租车以及私家车的位置、时间在电子地图上进行对应的方式需要计算机提前对该路段的地图、大致行车路线、过去实际状况等进行提前的收集补充，尽可能地完善数据，在数据处理当中做出最科学有效的判断。

2基于物联网技术的交通信号控制的实施策略

2.1单个交叉通信号控制

（1）定时信号控制。对于定时信号控制需要针对当地的路段分为多个分段值，包括早高峰、晚高峰，以及相对应的晚早低峰、晚低峰。同时，在平面交叉口设置交通标志、标线和交通岛等，引导车流和行人各行其道以及在一个信号周期内，一股或几股车流在任何时刻都获得完全相同的信号灯色显示的方式进行同时的信号调控。（2）交通感应信号控制。为了进行交通感应信号控制，需要进行两种形式的检测器布置，一是布置测量行程速度及运行时间的检测器，二是布置测量汽车队伍长度的检测器。并不是一开始就可以将进行物联网控制的路段进行完美的调控，是需要检测器进行数据的收集，进行不断的调试，才能完成路段的有效调控的任务。工作人员需要做的是在一开始设定初始调控方案，在接收到数据后进行不断的调试。监测装置会检测到每一个周期时间段内车流量的变化，将这些数据及时准确的存储在数据库中进行数据库的完善。每隔一段时间计算机将会计算得到的数据中的最大的车流量，再根据计算机中事先存储好的算法进行处理，最后，对交通信号灯变化时间进行适当的调整。

2.2干道交通协调控制

（1）线协调控制。当干道路口的主要道路方向的车流的实际交通流量与车流的饱和通行能力的比值小于0.9，次要道路方向的实际交通流量与车流的饱和通行能力的比值小于0.7时，就需要改变交通路口信号控制的方式，采用线协调控制的策略。在通过已收集的数据进行关键的交叉路口的车流的实际交通流量与车流的饱和通行能力的比值计算，选择适合的绿波带协调控制，使车流到达每个路口时，正好遇到“绿灯”。在经过调整后，干道路口的主要道路方向和次要道路方向的车流的实际交通流量，与车流的饱和通行能力的比值小于0.6时，适合使用交通感应信号控制，减少车辆在交通信号灯前的等待时间。（2）干线动态绿波控制。为了让每个路口能够有一个最适合的控制方式，需要对每个路口的信息进行收集处理，经过交叉对比，对每个路口都设置一个最恰当的信号周期，优化交通路口的状况。首先，需要将信号周期最大的交叉路口作为关键点，将其所有信号周期中的最大值作为所有交叉路口的信号周期，再将每个路口的信号周期与这一信号周期进行对比，结合车辆队伍的长度进行调整，调整出来最适合这一交叉路口的有效绿灯时间和周期时长的比值。在调整完成后，对每个交叉路口的车流的实际交通流量与车流的饱和通行能力的比值进行正、反方向的两次计算，每隔一段时间就根据这一计算得出的数据，对交叉路口的有效绿灯时间和周期时长的比值、交通信号周期进行调整，确保所有车辆可以顺利通过干道。

2.3区域信号协调控制

（1）设计基础。为了确保数据的实时性与有效性，需要在交叉路口布置感应装置，及时地收集所有来往车辆的数量、停留时间等数据，根据先前制定的标准对交通路口的车辆长度进行调整。除此之外，在交叉路口处可以安装排队溢出的监测装置，一旦交叉路口处的车辆超过检测器的规定范围，可以及时地对车辆长度进行控制。两种布置同时进行调控，将交叉路口的车辆数量控制在合理范围内。（2）实施步骤。首先，要对交叉路口的实际状况进行检测，包括道路的长度、宽度、堵塞密度等状况，根据数据计算出最适合监测装置安装的区域。正式开始使用后，计算机接收到监测装置反馈的数据后，分析判断交叉路口路段上的车辆长度是否超出了设定的规定数值，实时的改变为交通流提供服务的时间，调整每个路段的车辆长度，使交叉路口的车辆长度维持在较好的水平内，既可以减少驾驶者的等待时间，也不会造成交通堵塞。同时，监测装置的数据传输是实时进行的，计算机根据数据不断地进行调整变化，保持交叉路口路段的交通状况，形成一个良好的周期控制，降低了意外出现频率并提高了驾驶者可利用的时间。（3）检测器安装。检测器的位置安装需要工作人员进行精密的计算，确保检测器对于检测的交叉路口路段存在预留空间。用于车辆长度过长时需要的最低的调整空间，确定车辆长度在可测量的范围内。（4）设定测量阈值。一般测量装置的作用并不是用于交叉路口路段发生问题后检测反馈的，而在对交叉路口路段的车辆数量进行实时的监控。一旦检测到的数据经过计算机的检测，极有可能发生车辆长度过长的问题时，就要进行紧急的处理，从而事先预防交叉路口路段车辆长度过长的问题，而不是在问题发生后进行紧急的处理。因此，在装置正式启用前，需要工作人员对计算机设定相应的阈值以及计算公式，一旦交叉路口上的车辆数量达到阈值后，将收集的该路段的资料代入公式进行计算处理，降低车辆长度过长对路段造成堵塞的概率。（5）设定绿灯时间。每个路段的绿灯时间都需要根据收集到的资料进行实时的调整，但是，在最开始的设定需要根据最大交叉口的有效绿灯时间进行设置，正式开始使用后，根据收集到的数据进行实时的调整。

3结语

随着信息技术、经济的快速发展，私家车的数量逐年上升，即便我国制定相关的政策进行限行，每天仍旧有许多车辆在行驶，造成交通堵塞，浪费时间在等待的途中。为此，基于物联网技术的交通信号控制的方式应运而生，提高了每个路段的通行能力，满足我国人民出行的基本需求，减少驾驶者在行驶过程中所需要花费的时间，同时，提高了城镇道路的服务水平，提升国民的幸福度、满意度。

参考文献：

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作者：付明明 单位：吉林广播电视大学白城分校