石磊 張躍

（山東建筑大學機電工程學院 250101)

新型交通信號燈系統(tǒng)淺析

石磊 張躍

（山東建筑大學機電工程學院 250101)

目前帶有倒計時功能的交通信號燈雖然可以顯示變燈時間，但是在有限的變燈時間內(nèi)以路段限定內(nèi)的速度安全通過路口仍然需要司機的駕駛經(jīng)驗，稍有判斷失誤，就會導(dǎo)致闖紅燈的情況，嚴重的還會引發(fā)交通事故，即使在闖紅燈之前做出急剎車，也會對車輛造成一定的損耗，此外，汽車的頻繁的啟動是油耗增加的主要因素?；诖?，本文分析一種具有信息實時發(fā)布功能的信號燈系統(tǒng)，其能夠保證汽車無起停行駛，保證汽車的經(jīng)濟性、行駛安全性。

信號燈；經(jīng)濟性；行駛安全性

1 新型交通信號燈系統(tǒng)的發(fā)展前景

對駕駛員來說，為提高燃油經(jīng)濟性與駕駛體驗，希望在不停車的情況下順利通過路口。但當遇到大霧天氣或前方有大型車輛時，駕駛員不能提前觀察到路口的信號燈狀態(tài)，而對新手而言，因駕駛經(jīng)驗的缺乏更是難以估計距離與車速，經(jīng)常會出現(xiàn)車輛不能順利通過路口的現(xiàn)象，甚至會造成車輛違章、發(fā)生交通事故。如果駕駛員能夠主動感知到信號燈的變化情況，就可以提前操控車輛，使車輛能夠安全平穩(wěn)的通過路口，實現(xiàn)汽車的無起停行駛，提高汽車的燃油經(jīng)濟性的同時保證汽車的行駛安全性。

2 新型交通信號燈系統(tǒng)的組成及功能

新型信號燈系統(tǒng)主要由監(jiān)控模塊、ECU、車載GPS、交通信號控制機信息接收模塊、車速信息調(diào)整模塊、以及車速變速提示模塊構(gòu)成，各模塊的功能如下。

監(jiān)控模塊的主要功能是實時監(jiān)控全部路段的交通信號控制機，有信號燈控制機出現(xiàn)異常情況時，向系統(tǒng)及時做出反饋，主要用于應(yīng)對突發(fā)交通事故。ECU是系統(tǒng)的核心，用于對各種反饋信號進行處理，并做出判斷。交通信號控制機信息接收模塊用于接收各個路口信號燈控制機對外發(fā)出的信號燈變燈信號。車載GPS用于向ECU反饋車速信息、車輛位置信息以及導(dǎo)航信息等。車速信息調(diào)整模塊主要用于接收ECU整理后的車輛信息（包括車速、距離前方信號燈的位置以及導(dǎo)航路徑信息等）、信號燈變燈時間信息，并判斷通過前方信號燈所需要的時間，對車速調(diào)整做出判斷[1]。車速變速提示模塊用于接收車速信息調(diào)整模塊的車速調(diào)整信息，并提示司機做出車速調(diào)整。

3 新型交通信號燈系統(tǒng)的工作原理

新型交通信號燈系統(tǒng)的工作流程如下：系統(tǒng)啟動后，每一路口的交通信號控制器對外發(fā)送各個信號燈的變燈時間信息，接收模塊接收變燈信號并傳輸?shù)娇偪匮b置中，車載GPS負責接收車輛的基本信息包括車速、車輛的位置、導(dǎo)航信息、以及下一個路口車輛要進行直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，并將這些信息傳輸?shù)娇偪匮b置。

ECU對接收到的各個信息進行整合，并將整合后的各個信息輸出到車速信息調(diào)整模塊。調(diào)整模塊對接收到的信息做出判斷，主要判斷如下：首先，根據(jù)導(dǎo)航信息判斷車輛在下一個路口是直行、左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)（若無導(dǎo)航，則按照車輛當前的行駛車道進行判斷，但是也會同時提示左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)需要變換的車速）；其次，根據(jù)車輛的位置信息以及信號燈信息計算車輛與下一路口信號燈的距離；最后，根據(jù)GPS信息監(jiān)控實時車速。

若距下一路口信號燈不足500 m（≤500 m），則根據(jù)導(dǎo)航信息以及信號燈變燈時間做出準確判斷，判斷是否進行加速、減速、或者保持正常車速行駛通過路口。當然，車速需要控制在安全行駛車速以及規(guī)定車速范圍內(nèi)。若無導(dǎo)航信息，則同時判斷左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及直行需要進行的速度變化，將判斷好的速度調(diào)整值傳輸?shù)杰囁僮兯偬崾灸K中，車速變速提示模塊將車速變換信息輸出到車載GPS中，由車載GPS向司機發(fā)出變速提示[2]。

如果遇到路況突變的情況，某個路口的交通信號控制機的信號燈信息會發(fā)生異常，監(jiān)控模塊對調(diào)整信息進行全程監(jiān)控，當監(jiān)控到異常信息時，ECU會對該控制機所控制信號燈的位置做出精準判斷，若該信號燈的位置恰好與行車路徑有關(guān)，則及時做出路線規(guī)劃調(diào)整，避開汽車的等待時間[3]。

4 結(jié)束語

智能化交通已經(jīng)成為現(xiàn)代化交通的一大趨勢，本文所論述的具有信息實時發(fā)布功能的新型信號燈不僅能保證駕駛員安全、順利的通過路口，提高燃油經(jīng)濟性，而且還能夠?qū)ν话l(fā)的交通事故及時做出反饋，從而避免了交通擁堵，這是本文的創(chuàng)新點。

[1]王可近.淺析電子信息技術(shù)在智能交通信號燈控制中的應(yīng)用方法[J].信息化建設(shè),2015(12).

[2]張健.基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能交通信號燈控制中的應(yīng)用[J].銅陵學院學報,2013(2)：103-106.

[3]方翊.電子信息技術(shù)在智能交通信號燈控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造, 2010(12)：52-54.

U491.5+1文獻標示碼：A

石磊（1991—），男，在讀研究生，研究方向為車輛發(fā)動機燃燒及排放過程。

張躍（1992—），男，在讀研究生，研究方向為建筑機械設(shè)計理論與安全評估技術(shù)。