智能車牌識別的交通燈控制系統的設計

隨著城市機動車輛數量越來越多，而傳統的交通信號燈控制模式采用的是定時控制，由于車流量是隨時變化的，當此時沒有車通過，而相對的車要等到此方向的綠燈結束顯示紅燈才能通過，在時間和空間方面的應變性能較差，這樣不僅浪費了時間，在一定程度上還加劇交通擁堵。為克服這種少車路口綠燈時無車通行或多車路口綠燈通行時間短而堵車等資源浪費的現象，本文根據車載電子車牌檢測各路段內內車流量，設計相應的控制算法，達到智能控制的目的。

1、電子車牌技術

電子車牌是一種基于900MHz頻段無源RFID技術的車牌信息存儲方式，該車牌有別于傳統的實體車牌，一般制作成卡片狀，采用陶瓷防拆卸技術固定在金屬車牌上或粘貼在前擋風玻璃正上方，保證電子車牌安裝的唯一性。電子車牌由內部存儲芯片、微帶天線和反拆卸裝置組成，具有靈敏度高，讀寫速度快，標簽反射率高，可在高速運動狀態被讀取等優點。電子車牌通過發卡管理系統事先寫入該車輛的基本信息，如車輛的ID號、車牌號、駕駛員信息、車型、車重等信息。通過在RFID硬件設計、軟件進行數據加密設計，數據加密后的電子車牌無法被仿制，且每輛車只配備一個電子車牌，此時車輛擁有了獨一無二的身份證。

2、智能交通信號燈控制系統結構

在城市各交通干道和各十字路口、卡口架設固定電子車牌監測基站及配套的交通信號燈控制系統。該監測基站由電子車牌閱讀器、閱讀器天線、數據處理系統和數據傳輸系統4部分構成。監測基站通過通信專線與數據中心連接，并可實時獲取車輛信息。射頻閱讀器讀取電子車牌中加密車輛信息，經監測基站解密后，得到電子車牌號碼等基本信息。交通信號燈控制器根據車牌監測基站獲取的車牌信息判斷實時交通狀況，并控制信號燈狀態。智能交通燈控制系統結構如圖1所示。

圖 1 ?智能交通燈控制系統

3、交通控制模型與程序

3.1、控制模型建立

根據實時車流量進行交通信號燈智能控制，關鍵在于車流量的控制模型建立。

為了確保車輛的通行效率，需要實時獲取交通信號燈路段前l米范圍內的待通行車輛數量，路段內車流量數據模型如圖2所示。

圖2 車流量檢測與控制模型

設該路段內車輛數為i+1，行駛速度為vm/s，路段內車輛位置為：xi=l?u，其中u為［0，1］區間均勻分布的隨機數。車輛正常通行該路段估算時間為：

3.2、控制程序

交通信號燈控制涉及城市主干道與人行道、交叉路口優先通行權裁決與放行時間計算。

（1）主干道。主干道交通燈控制方式為車輛優先通行，通行時間由具體車流量決定，車輛通行結束轉為行人通行，行人通行時間固定設置。如果該時段有特殊車輛通過，直接優先放行。具體控制程序流程如圖3所示。

圖3 ?主干道交通燈控制流程

（2）十字交叉路口。交叉路口通行情況相對復雜，車道通行優先權可由各車道車流量進行排序裁決，如有特殊車輛，優先放行。具體控制程序流程如圖4所示。

圖4 ?交叉路口交通燈控制流程

4、結語

私家車輛增多及傳統交通信號燈控制方式是導致城市道路交通擁堵的主要原因，通過采集電子車牌信息以統計實時交通流量，按照特殊車輛和車道車流量裁定通行優先權，進而實現對交通信號燈的智能控制。本系統將有效緩解交通擁堵，降低交通警察指揮的頻率，提高交通控制信息化、智能化水平。