城市智能交通控制系统的设计分析

黄举才

(福建高速公路有限责任公司龙岩管理分公司，福建 龙岩 364000)

城市智能交通控制系统的设计分析

黄举才

(福建高速公路有限责任公司龙岩管理分公司，福建 龙岩 364000)

随着城市化的快速发展，我国进入了智能化和信息化时代。城市交通网络日益发达，交通控制系统也越来越智能化、集成化和自动化，在此背景下，城市智能交通控制系统的研发与结构设计，成为我国当前交通运输领域中的前言研究课题。文章针对我国城市化发展过程中日益突出的交通问题，利用信息化技术、网络通信技术和智能技术，分析基于城市交通网络自动化控制的可行性，并提出一种科学的城市智能交通控制系统设计方案，以此缓解我国城市化发展过程中巨大的交通运输压力，为城市智能交通控制系统的研究与设计提供思路和方法。

城市；智能交通；控制系统；设计

0 引言

当前我国城市交通运输压力不断增大，城市基础设施建设的速度已经无法与迅速发展的交通需求相协调。城市交通管理水平相对较低，导致城市交通拥堵、环境污染以及能源问题和交通事故不断出现。本文针对这一现状，重点分析我国某市交通控制系统升级以及改造的必要性和可行性。通过理论联系实际的方法，从我国当前城市化发展的视角出发，提出具有21世纪世界先进水平的智能交通控制系统的最新设计方案，以供我国某市城市交通控制部门使用，同时也希望为我国其它城市智能交通控制系统的设计与升级改进提供参考与借鉴。

1 城市智能交通控制系统设计的背景及总体构架

当前我国某市一直使用20世纪80年代从国外引进的交通控制系统。这一传统的交通控制系统运行周期已较长，不仅计算机系统已经严重老化，而且受限于我国传统信息技术水平不高、计算机软件及硬件功能不强大，随着城市化水平的日益提高，传统的交通控制系统已难以满足我国某市现代化城市发展过程中巨大的交通运输管理需求。为了满足该市交通事业发展的需求，本文将立足于某市、着眼于全国，就现代化城市智能交通控制系统设计的相关内容进行全面论述。

某市智能交通控制系统设计方案之所以达到21世纪世界先进水平，不仅由于该智能控制系统采用视频图像车辆监测器，对城市车辆的车牌进行自动分类以及自动识别、自动计数等，而且能够对城市交通信息进行全面采集利用。即：(1)自动监测城市交通违章信息；(2)用于城市交通运输的自动化控制[1]。

图1 系统总体设计图

从该系统的总体硬件设备来看，其采用了当前IT技术领域最流行的Unix-WindowsNT操作系统。因此，小型机以及服务器和微机均可使用，特别适用于我国大中型城市智能交通控制。同时，该系统采用国际最新的网络通信协议，可自动联网某一城市2 048个不同的路口，集城市中的自行车、机动车以及人行和巴士等交通信息与停车场管理、交通拥堵疏散、交通违章、交通事故等多种信息为一体，可进行远程智能监控与管理；此外，该智能化控制系统对城市孤立路口的单点控制智能化水平较高，这一技术尤其适用于我国特大城市红绿灯交叉路口的交通管制，使交通运输压力较大的区域有较高的通行效率。除此之外，该智能化控制系统具有可升级性与可扩容性，可根据我国城市化发展的实际情况不断进行自动升级改造，从而大大满足该市长远发展的需要。图2为我国某市智能交通控制系统总体设计方案架构流程图[2]。

图2 某市智能交通控制系统设计总体方案流程图

2 城市智能交通控制系统具体设计过程分析

2.1 城市智能交通控制系统设计方案

(1)该智能化交通控制系统的分控中心采用城市原指挥系统，同时采用具体型号为CTP-I的通信控制机取代原控制系统中的通信控制机与主机；指挥中心与通信控制机之间采用已经铺设好的光纤相连接。

(2)采用标准化的MODEM堆取代原有控制系统中的MODEM池，并通过标准化的1200BPS取代原系统中不对称的通信速率；采用现成支持1200BPS的通信板替代原系统中型号为XLQ-11N信号机的通信板。

(3)利用型号为TSC-A21的信号机控制与收集该市新增路口中的相关交通信息，其中利用信息网络通信协议进行数据传输与接收。

(4)增设全新的UNIX操作系统与双CPU主机，并将该市的其它交通监控系统与信号控制系统相连接[3]。经过上述升级改造之后，该市CTC智能交通控制系统结构运行流程见图3。

图3 某市CTC智能交通控制系统结构运行流程图

从以下三维立体图(见图4)中可以发现，原控制系统经过设计优化之后，整个系统的智能化结构由原来的全集中系统逐渐在向通信分布、处理集中的分布结构转变，因此为该市未来的交通网络布局与扩展留下了充分的改造与升级空间。

图4 某市CTC智能交通控制系统结构运行模块示意图

2.2 城市智能交通控制系统硬件系统设计

该市的智能交通控制系统硬件主要由系统主机以及通信数据处理器及信号机三大主要系统构成，这一智能硬件系统可远程控制该市的2 048个交通路口。系统主机采用小型机或微机服务器，具体结构配置按照城市的实际发展情况而定。本文结合我国某市实际交通发展需求，主要采用双CPU结构的高档微机服务器进行结构布设。当该市的城市分控中心数量上增后，系统主机可增设小型的CPU设备。该系统的通信处理装置主要以工控平台为基础，为了使系统具有更好的兼容性，该系统不同的数据接口将支持不同的网络传输协议，进行数据通信处理。信号机在原有控制系统基础上，除了发挥其强大的闪光以及自动化感应和远程联机、多时段监测、手动控制等功能之外，还具有多时段以及多相位、可联网的应用菜单，采用双标准的数据通信协议，网络传输速率高达600 BPS，而且该智能控制系统与该市的CTC交通控制系统的兼容性很好，通信速率可上升到1 200 BPS。我国某市智能交通控制系统硬件系统实际应用情况[4]如图5～6所示。

图5 原始违法管理系统应用操作界面示意图

图6 视频监控录像系统应用操作管理界面示意图

2.3 城市智能交通控制软件系统设计

该市智能交通控制软件采用CTC-I系统，该系统具有良好的扩展性与应用灵活性，不仅能够进行多时段、闪光、区域协调控制，而且可以对城市中的急救、公安、公交以及自行车等进行变相位优先控制。系统采用积木式软件结构，在算法上充分考虑了控制的稳定性与安全性，实测运行连续100 h不会出现脱机等故障现象，而且系统对相关运行参数的控制非常精准，操作界面体现了良好的交互性，除了可以进行多样化设备的连接之外，还能进行数据远程共享与实现数据集成，大大提升了系统的开放性与可扩展性[5]。城市智能交通控制软件系统示意图见图7。

图7 城市智能交通控制软件系统示意图

3 结语

综上所述，城市智能交通控制系统的研发与设计是我国经济社会全面发展以及城市化水平不断提高的重要标志。从以上分析过程中不难发现，城市智能化控制系统是一个涉及范围较广、应用需求极大以及技术要求较高的综合管理系统。ATMS系统的应用，必将进一步改善我国城市交通运输现状，从而使城市的各个交通管理部门能够展开协调工作与远程智能化控制，由此实现人、车以及路三者之间的协调运行，不断提高城市交通运输管理的效率，缓解城市日益严重的交通运输压力，进而规范城市交通秩序。同时，希望该市智能交通控制系统的设计与研发，能够为我国其它城市的交通管理系统优化升级提供参考和借鉴，通过互联网与物联网技术与信息通讯技术的结合，逐渐构建全国性的智能交通综合控制管理体系，从而为实现全国范围内的信息共享以及数据传输和远程智能监控提供良好的技术保障。

[1]陆化普，李瑞敏.城市智能交通系统的发展现状与趋势[J].工程研究-跨学科视野中的工程，2014(1)：6-19.

[2]张林闯.城市智能交通管理系统的设计与实现[J].现代经济信息，2015(24)：281-282.

[3]王方凯.智慧城市视角下智能交通系统总体设计——以湘潭市智能交通二期项目设计为例[J].交通与港航，2016(1)：48-51，73.

[4]陈 强，刘 攀.城市智能交通控制系统研究与设计[J].科技与创新，2016(9)：88.

[5]陈 怡.城市智能交通控制系统研究与设计[J].通讯世界，2016(8)：259.

Design Analysis of Urban Intelligent Traffic Control System

HUANG Ju-cai

(Longyan Management Branch of Fujian Expressway Co.，Ltd.，Longyan，Fujian，364000)

With the rapid development of urbanization，China has entered the intelligence and information era.With the development of urban traffic network，the traffic control system becomes more intelligent，integrated and automated，and under such context，the development and structure design of urban intelligent traffic control system has become the forefront research topic in transportation field in China.Regarding the prominent traffic problems in the process of urbanization development in China，this article analyzed the feasibility based on urban traffic network automatic control by using the information technology，network communication technology and intelligent technology，and proposed a scientific design scheme of intelligent urban traffic control system，in order to ease the huge transportation pressure in the process of urbanization in China，thereby providing the ideas and methods for the research and design of urban intelligent traffic control system.

Urban；Intelligent traffic；Control system；Design

黄举才(1979—)，工程师，研究方向：精密仪表、智能化、互联网交通。

U491.5+

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.022

1673-4874(2016)12-0080-04

2016-10-25