《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ARM核心板在交通信號(hào)機(jī)中的應(yīng)用

2015-11-22
作者:周立功致遠(yuǎn)電子

       摘要:交叉路口紅綠燈的控制遠(yuǎn)比想象的復(fù)雜,早期交通信號(hào)控制機(jī)僅能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)的、固定的信號(hào)周期控制,而隨著新技術(shù)、新方案的應(yīng)用,紅綠燈控制已逐步“人工智能”化。

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       心理學(xué)有一個(gè)概念叫“時(shí)間知覺(jué)”, 指人的時(shí)間知覺(jué)與活動(dòng)內(nèi)容、情緒、動(dòng)機(jī)、態(tài)度有關(guān)。最直接的例子:急于等待某個(gè)結(jié)果的時(shí)候,總感覺(jué)時(shí)間過(guò)的慢。

       上周一上班遲到等紅燈,感覺(jué)紅燈等待時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)平時(shí)!和同事談?wù)?,直接一個(gè)“時(shí)間知覺(jué)”的概念把我給砸懵了!為了探究是否是時(shí)間知覺(jué)的原因,下班后請(qǐng)度娘做了一下腦補(bǔ),最終結(jié)論:紅燈時(shí)間比平時(shí)長(zhǎng),確實(shí)長(zhǎng)!

       一起了解下紅綠燈控制。

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       交叉路口的紅綠燈是通過(guò)交通信號(hào)機(jī)來(lái)控制的,交通信號(hào)控制機(jī)通過(guò)變換交叉口交通燈信號(hào)的顏色,使得在時(shí)間和空間上相沖突的車輛及行人安全、高效的通過(guò)交叉口,實(shí)現(xiàn)對(duì)交通流的合理控制,達(dá)到疏導(dǎo)、改善交通流的目的 ??刂品绞桨ǎ?/p>

1、感應(yīng)控制  

       根據(jù)檢測(cè)到的交通流數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)改變信號(hào)綠燈時(shí)間。相位至少運(yùn)行最小綠,若有車通過(guò),則延長(zhǎng)一個(gè)延長(zhǎng)綠時(shí)間,在延長(zhǎng)綠時(shí)間內(nèi)繼續(xù)有車到達(dá)則繼續(xù)延長(zhǎng)綠燈時(shí)間,直至運(yùn)行到最大綠。通過(guò)感應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)相位駐留、行人一次過(guò)街等特殊功能。

2、自適應(yīng)感應(yīng)控制

       根據(jù)交通流的狀況,實(shí)時(shí)的自動(dòng)調(diào)整信號(hào)控制參數(shù)以適應(yīng)交通流變化的控制方式。

3、定周期控制

       按照預(yù)先設(shè)定的控制方案進(jìn)行相位信號(hào)輸出。在方案運(yùn)行期間周期長(zhǎng)、綠信比、相序不隨道路狀況的變化而變化。

4、多時(shí)段控制

       在不同的時(shí)段,交叉口的交通狀態(tài)也不相同,為了達(dá)到較好的控制效果,應(yīng)設(shè)置不同的控制方案。信號(hào)機(jī)可以將1天24小時(shí)分成若干個(gè)時(shí)段,每個(gè)時(shí)段運(yùn)行相應(yīng)的周期、綠信比方案。

5、……

       要不怎么說(shuō)“有事問(wèn)度娘”,看到這,才恍然紅綠燈間隔亮和滅還有如此講究!不同的時(shí)段,紅燈時(shí)間不同;即使是相同的時(shí)段,車流、人流量不同紅燈時(shí)間也不同。每天靜靜矗立在路口的交通信號(hào)控制柜,如圖所示。

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       交通信號(hào)機(jī)安裝于交通信號(hào)控制柜內(nèi),是現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)的重要組成之一,用于城市道路交通信號(hào)的控制與管理。

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       交通信號(hào)機(jī)由液晶顯示屏、控制板、燈組驅(qū)動(dòng)板、按鈕板、電源等組成。控制板設(shè)計(jì)框圖:

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       M3352核心板基于Cortex-A8處理器,主頻高達(dá)800MHz,采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)(支持豐富協(xié)議棧及數(shù)據(jù)庫(kù)),支持用戶通過(guò)QT實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì),方便后期維護(hù)人員通過(guò)界面快速定位信號(hào)燈故障;

       在了解一下信號(hào)機(jī)幾個(gè)基本概念:

1、什么叫做相位 ?相位文件是什么? 

       相位是指在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi),同時(shí)放行的交通信號(hào)燈的集合。 

       例如,東西直行方向直行交通燈亮40秒為1個(gè)相位,南北直行方向直行交通燈亮30秒為1各相位。 

       把上面的相位輸入到信號(hào)控制機(jī)時(shí),信號(hào)機(jī)會(huì)把相位轉(zhuǎn)換成控制機(jī)能識(shí)別的數(shù)據(jù),每個(gè)相位對(duì)應(yīng)1組數(shù)據(jù),若干個(gè)相位則對(duì)應(yīng)若干組數(shù)據(jù)。把這些相位數(shù)據(jù)保存成1個(gè)文件,就叫相位文件。
    2、什么叫時(shí)段?
       在每天不同的時(shí)間段內(nèi),車流量是不同的,倘若把全天的相位放行時(shí)間都設(shè)置為固定的時(shí)間,那么整個(gè)道路的利用率是非常低。 所以,這就引入了時(shí)段(也有叫時(shí)間表)這一手段來(lái)控制相位放行時(shí)間。 
       例如,在上班和下班等車流輛高峰的時(shí)段內(nèi)車流量比較大,可以設(shè)置相位時(shí)間為比較長(zhǎng)的時(shí)間。
    3、綠信比和最大綠時(shí)間、最小綠時(shí)間的差別是什么? 

       綠信比是指一個(gè)信號(hào)周期內(nèi),相位時(shí)間與周期時(shí)間之比;

       最大綠時(shí)間、和最小綠時(shí)間,一般用在車流量自動(dòng)控制的路口上面。在智能化的路口中,相位放行的時(shí)間是根據(jù)路面的車流自動(dòng)設(shè)定的,也就是有可能每次都是變化的;為了避免自動(dòng)設(shè)定的相位放行時(shí)間是個(gè)非常大的值或非常小的值,必須把設(shè)定值限定在一個(gè)范圍內(nèi);最大綠時(shí)間和最小綠時(shí)間就是用于該用途的。 
    4、什么叫綠沖突和綠波帶有關(guān)系嗎? 
       兩個(gè)放行相沖突的方向的綠燈同時(shí)亮,就叫綠沖突。 
       綠波帶和綠沖突是兩個(gè)完全不同的定義?!熬G波帶”的原理是,根據(jù)道路車輛行駛的速度和路口間的距離,設(shè)置信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間差,以保證車輛從遇到第一個(gè)綠燈開(kāi)始,只要按照規(guī)定速度行駛,之后遇到的信號(hào)燈將全是綠燈。


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