智能网联车辆交通信息处理技术与信号控制方法研究

智能网联车辆交通信息处理技术与信号控制方法研究

李晓晨

天津荣尧智慧科技股份有限公司，天津 300462

摘要：随着时代的进步，科学技术的广泛应用，智能网联车辆的数量也在不断增加，在智能交通系统发展中，车联网发挥了重要作用，人们对于车联网的研究也越来越多和越来越深入，为了能够使车联网更好的普及，应该加强对智能网联车辆交通信息技术和信号控制的研究。

关键词：智能网联车辆；交通信息处理技术；信号控制方法

引言

交通系统的压力愈显突出，尤其是地铁轨道线等大规模、长距离项目的实施，交通影响区域横贯厦门岛，涉及范围广，加剧了城市交通的供需矛盾，如何能有效解决城市建设项目实施期间的交通疏解问题，让城市发展平稳前行是城市管理者思考问题的重中之重。同时，目前城市智能交通系统工程的建设已经归入城市的重大工程建设项目，智能交通系统的建设单位要根据地方政府统一建设要求，提出系统的需求和配套资金。

1智慧交通

城市建设，交通先行，交通是城市经济发展的动脉，智慧交通是智慧城市建设的重要构成部分。在城市化进程中出行需求急剧攀升，由此带来的拥堵、事故、空气污染、运输效率低下等问题，亟待更智能的交通运行系统来发现并解决。我国公安部交管局在“关于深化城市道路交通管理警务机制改革现场会”明确提出，要主动拥抱大数据、云计算、物联网、人工智能等新技术，积极构建适应新时代城市交通治理的新模式，不断提升城市道路交通治理科学化、精细化、智能化水平。

2智能网联交通的系统分析

交通系统的研究场景或区域既是一个开放的系统，又是一个封闭系统。人和车辆在交通运行中，已从原始的自我认知演变成综合感知系统的判识与交互。交通设施和交通工具，已从传统的物理标识演变成综合枢纽系统的智能调度与引导。交通信号与交通信息，已实现了“卫星–空中–近地面–地面–水面–水下”的无线电、光电和感应等多源异构综合交通信息与控制体系。交通管理和交通服务，已从单一的人为指挥演变成智能信息技术的态势预测与决策。

智能交通系统应用的开放，在于不断与社会生活融合，吸纳新理念与技术，产生新管理方式和服务体系，成为生活态度和社会生态。智能交通系统的物理封闭性，更多地体现在人、车、设施、信息和管理等要素的不断耦合，更趋近于工业级的信息物理融合系统，甚至是“数字孪生”的综合智能交通系统。智能交通系统并不完全依赖于互联网，只需要将交通基础设施、交通信息处理平台、交通工具以及人通过网络通信能力嵌入到物理世界，实现信息物理的融合与交互。智能交通系统更主要的是应用场景的深度感知，将可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互。交通的信息化和智能化，本身就要求交通物理实体和交通信息世界的双重安全、可靠、高效和绿色。因此，综合智能交通系统是一个要素异质融合、多子系统集成、信息互联互通、多层次互操作、动态实时管控的复杂系统。将综合智能交通异质集成系统通过信息物理融合系统的构建，将基于物联网的交通要素感知和基于信息物理融合的交通数据驱动进行系统耦合，实现第一层次的交通信息物理系统映射。在交通结构化或非结构化数据处理的基础上，针对交通应用场景的物理模型和时空（或非时空）信息的形式化语义表达，实现第二层次的智能交通信息物理原型系统。

3信号控制方法研究

3.1单交叉口信号留置条件与特点

对于智能网联交叉路口的管理主要有RSU、边缘计算机、智能交通信号、路测传感器等组成。RSU主要进行数据广播和决策；边缘计算机主要进行数据采集和辅助计算；智能交通信号灯主要根据路口车流量进行红绿灯配时的自动调节；在整个系统中，路侧传感器主要充当眼睛的角色。智能网联交叉路口管理系统的特色包括红绿灯动态配时、协同感知和局部动态地图，对于目前状态下的信号控制研究，应该和传统的信号灯的“走－停”控制方式区分开来，在混行状态下对于信号的控制对象需要精确到单个车辆，对于网联车辆和非网联车辆的放行方案主要通过路侧单元进行分配，从而实现信号控制。在混行状态在的信号控制，不但有信号灯，还有交叉路口路侧协同控制设备，除此之外，网车辆还有车载通信设备，这为网联车和信号灯、网联车和路侧设备、网联车和网联车之间的通信带来了便利。在对车辆运行状态信息进行收集后，信号灯和路侧协同控制设备要从系统统筹的角度出发，对于车辆进行相应的通信方案分配时要根据预算法进行分配，对车辆通行秩序进行优化，对每辆车的通行进行精确控制。因此，对于网联车辆的信号控制，不但是高精度而且是高粒度的，同时其也是能从全局的角度出发的一种信号控制。除此之外，在确保车辆安全通行的基础上合理的对控制策略进行设计，还可以降低信号控制延误。在混行状态下，路侧设备和信号灯可以和网联车通信，但不能和非网联车进行通行，因此要对交叉路口附近的网联车和非网联车的位置、速度、流向等运行状态信息进行收集，对于获取到的车辆状态信息先使用人工智能算法进行分析处理，然后根据处理结果来对信号灯配时方案进行动态调整，对于混行状态下交叉口信号控制进行优化，并对车辆的车速进行正确引导，使得优化过后配时方案和交通状态匹配，将交叉路口信号控制大幅度提升，确保车辆运行畅通。根据网联车和非网联车存在的常备使用信号控制盒协同控制并行来决定交叉口车辆的放行方式，从而对交叉口资源进行精细化管理，将混行状态下交叉口的非网联车和网联车的通行效率大幅度提高，缩短非网联车和网联车在交叉口的等待时间。在可插车理论的支持下，通过车路双向实时通信来对网联车的通信间隙进行合理分配，并匹配特定车辆的通行间隙，确保网联车的通行速度和效率。交叉口的车辆的苏荷和时间点的调节可以通过利用路侧设备来实践，从而使网联车和非网联车的通行间隙相匹配。

3.2干线交通信号控制系统

在进行干线交通信号控制时，需要先对满足网联车和非网联车混行状态下干线协调控制框架的建立，在混行状态下，对于干线上的路侧设备传输信息、网联车之间的信息和信号灯的传递信息等相关信息，网联车全部可以进行感知，通过对这些信号的感知，更便于网联车对其行驶速度进行控制，对于行人的信息、非机动车、路面状态、气候环境以及运动状态信息、交通流状态信息等信息进行动态采集并进预处理，之后再向交管部门进行传输，交管部门通过对网联车和非网联车整体运行状况进行分析，对混行干线的控制方案进行优化，从而降低干线延误，不但可以有效提高干线车辆通行效率，而且还可以确保车辆通行安全。

结语

智能网联交通系统的决策主要依靠网络技术和通信技术根据路况信息个车辆自身信息来进行，从而实现智能化驾驶，使形成过程在稳定、安全、舒适的基础上更加方便快捷，但目前对于智能网联交车辆的信息处理和信号控制还存在较多问题，这对于智能网联交通系统的发展造成了阻碍，因此应该进一步加强对智能网联交车辆的信息处理和信号控制的研究，促进智能网联交通系统的普及。

参考文献

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