交通信號控制的智能化、網(wǎng)絡(luò )化設計

　　無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)是集計算機、通信、網(wǎng)絡(luò )、智能計算、傳感器、嵌入式系統、微電子等多個(gè)領(lǐng)域交叉綜合的新興學(xué)科，它將大量多種類(lèi)傳感器節點(diǎn)(傳感、采集、處理、收發(fā)、網(wǎng)絡(luò )于一體)組成自治的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現對物理世界的動(dòng)態(tài)協(xié)同感知。它能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)獲得物理世界的傳感信息，并且將相關(guān)信息與通訊主干網(wǎng)融合，實(shí)現了現有的計算機網(wǎng)絡(luò )虛擬世界向真實(shí)物理世界的延伸，改變了人類(lèi)和自然界交互的方式。

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )用于構建交通信息系統具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)其無(wú)線(xiàn)自組、泛在協(xié)同的特點(diǎn)使系統布設和維護十分方便，可以降低用戶(hù)成本，布設和維護時(shí)不會(huì )影響車(chē)輛的正常行駛，便于提高交通信息采集系統的可擴展性;2)規模的分布式監測和協(xié)同計算技術(shù)在能力上優(yōu)于傳統的單點(diǎn)或局部監測技術(shù)。

　　在交通信號控制中，需進(jìn)行信息采集、處理、傳輸，控制模式選擇，控制結果輸出執行等操作。傳感器節點(diǎn)是構成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)的基本要素，具有信息采集、信息處理和無(wú)線(xiàn)通信功能，它們既是數據包傳輸的發(fā)起者，也是數據包的轉發(fā)者。針對多路口交通信號燈控制系統，采用三層WSN組織結構，第1層為信息采集層，負責采集各路口車(chē)輛信息;第2層為控制層，負責調整各交叉路口的綠信比;第3層為協(xié)調層，負責協(xié)調干線(xiàn)各路口周期的確定和各路口之間的相位差。多路口交通信號燈控制系統WSN組織結構如圖2所示。

　　相鄰路段的信息采集節點(diǎn)組成信息采集層，路口交通信號燈控制節點(diǎn)組成控制層。信息采集層和控制層傳感器節點(diǎn)自組織成簇：交通信號燈控制節點(diǎn)作為簇首，信息采集節點(diǎn)作為簇成員。簇首負責采集簇內信息采集節點(diǎn)的數據，進(jìn)行數據融合，并與相鄰簇首節點(diǎn)進(jìn)行通信;簇成員節點(diǎn)負責路面車(chē)輛信息的采集。從簇首節點(diǎn)中，選取一個(gè)節點(diǎn)作為匯聚節點(diǎn)，匯聚節點(diǎn)與控制中心組成協(xié)調層。匯聚節點(diǎn)以多跳的方式與各簇首節點(diǎn)通信，收集各路口車(chē)流量信息，將數據送到控制中心，控制中心進(jìn)行綜合處理，協(xié)調各路口工作。

　　信息采集節點(diǎn)負責路面車(chē)流信息的采集，基于RFID技術(shù)進(jìn)行車(chē)輛檢測，在車(chē)輛前擋風(fēng)玻璃上粘貼RFID標簽，在交叉路口四個(gè)方向的紅綠燈前50～70 m安裝RFID讀寫(xiě)器，并調整信號燈控制器軟件，檢測交叉路口附近的車(chē)輛流量，采集到車(chē)輛數據后，將此數據信息以多跳通信的方式傳遞給交通信號控制節點(diǎn)，經(jīng)數據融合后傳遞給匯聚節點(diǎn);匯聚節點(diǎn)收集各路口車(chē)流量信息，控制中心根據設定的目標(如通行量最大、平均候車(chē)時(shí)間最短等)運用智能控制方法計算出最佳方案，并輸出給各路口交通信號控制節點(diǎn)，控制車(chē)輛的通行與禁止，實(shí)現多路口的協(xié)調控制。

　　3 結論

　　本文構建了基于多Agent的智能交通控制模型，提出了一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)的智能交通控制部署，利用傳感器節點(diǎn)采集交通信息，交通信號控制節點(diǎn)進(jìn)行數據融合，并將數據傳送給控制中心，控制中心進(jìn)行綜合處理，選擇合適的路口控制模式，調整各交叉路口的綠信比，協(xié)調干線(xiàn)各路口周期的確定和各路口之間的相位差，自適應地控制車(chē)輛通行時(shí)間，從而保證車(chē)輛通行質(zhì)量，實(shí)現交通信號控制的智能化、網(wǎng)絡(luò )化。