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基于无线传感器网的智能交通控制解决方案

为了缓解交通压力,下降筑路资金投入,削减车辆延误,节能减排,建造调和的交通环境,规划智能交通讯号操控是建造资源节约型社会的必然挑选。

  现有交通讯号操控体系首要分为两类:守时操控和感应式操控。守时操控不能依据车辆的流量自习惯地动态调理延时时刻,可能会构成车辆延误时刻长及不必要的拥塞等状况:感应式操控能够依据车流的状况选用不同的操控形式,但现在的研讨大部分只能独自地操控某一点,并不能实时、多点、联测、联动的操控。

  本文规划了一种依据WSN' target='_blank'>无线传感器网的智能交通操控,运用传感器节点搜集交通讯息,智能交通操控终端依据搜集到的交通讯息,挑选适宜的路口操控形式,调整各穿插路口的绿信比,和谐干线各路口周期的断定和各路口之间的相位差,自习惯地操控车辆通行时刻,然后确保车辆通行质量,完结交通讯号操控的智能化、网络化。

  1 路口操控形式

  传统的路口操控形式是守时操控,先进的路口操控形式有含糊操控、绿波带形式、夜间形式和急停形式。含糊操控形式是依据随机的车辆流量智能完结含糊增减交通讯号操控时刻。绿波带形式在单向车辆高峰期时,将各个路口间红绿灯开始点亮时刻延宕一定量来确保车辆一路畅行。夜间操控形式可在夜晚车辆流量为零负荷的状况运用,仅运用黄灯警示开车司机,削减动力和时刻的耗费。急停形式可为紧迫车辆拓荒通行空间,在紧迫车辆方向敞开绿灯,其他方向敞开红灯。本规划提出在不同的时段选用不同的操控形式,在9:00~11:30,14:30~17:30和20:30~24:00时段选用含糊操控形式;在5:30~9:00,11:30~14:30和17:30~20:30时段选用绿波带形式;在0:00~5:30时段选用夜间操控形式;在检测到紧迫车辆时选用急停操控形式。详细时段的设置能够依据详细的区域或车辆流量,由信号机重设或修正。挑选多种操控形式能够完结交通操控的合理化,从实际上缓解交通路口的压力。

  2 智能交通操控规划

  2.1 依据多Agent的智能交通操控模型

  多Agent体系(MAS)一直是人工智能范畴的研讨热门,MAS具有主动性、层次性、动态性和可操作性等长处田。在MAS中,协作不仅能进步单个Agent以及由多个Agent所构成体系的全体行为功用,增强Agent与多Agent体系解决问题的才能,还能使体系具有更好的灵活性。国内外研讨标明。与传统建模办法(如复原论办法、归推理办法等)比较,MAS建模能够较好地描写杂乱体系特性。MAS建模首要用于体现杂乱状况(个别有杂乱的、不同的行为,并存在交互),多Agent杂乱习惯体系的建模是杂乱体系建模的一种重要办法,多Agent间的交互和协作是多个Ag-ent个别在敞开、动态环境下,在资源有限的状况下完结多个方针的要害。

  交通讯号操控体系是一个典型的杂乱大体系,具有时变、非线性等特色,它是由许许多多关系密切而杂乱的不同范畴、不同功用的子体系按不同层次归纳集结而成的。现在,各种交通子体系接本身的优化方针运作,不考虑与其他体系的集成与协作,使得交通体系难以达到最优。归纳剖析与和谐各交通子体系,是智能交通的发展趋势。本文构建了依据多Agent的智能交通操控模型,操控模型。

  智能交通操控模型中各Agent的功用如下:

  1)交通管理Agent协助建立起其他Agem之间的通讯链接,还担任体系管理多Agent的添加和删去等。
  2)数据管理Agent数据搜集Agent运用传感器节点对路面的车辆流量等状况向量信息进行搜集;数据处理Agent将搜集到的车辆信息数据进行核算处理,核算出各穿插路口交通操控的各种操控向量;数据传输Agent向智能交通操控数据库传输数据,并与其他数据源进行沟通;数据备份与康复Agent将智能交通操控数据库中的数据进行备份和复原。
  3)智能交通操控Agent时刻断定Agent获取操控时刻段;形式挑选Agent生成路口操控形式;操控办法Agent将操控使命分化,发送给绿信比Agent、相位差Agent、周期Agent、归纳操控Agent,完结单个操控向量的独自操控或多个操控向量的归纳操控,一起它还担任从归纳操控Agent那里得到终究的操控成果并输出给相应用户。绿信比Agent、相位差Agent、周期Agent是完结操控使命的主体,进行绿信比、相位差和周期操控,然后将成果送给归纳操控Agent。归纳操控Agent获取绿信比、相位差和周期操控Agent的输出成果并运用归纳操控办法将成果汇总,汇总得出各穿插路口智能操控值,生成穿插路口智能操控汇总数据报表,并将终究成果发送给操控履行Agent。操控履行Agent对各穿插路口智能操控成果进行履行。

  2.2 依据无线传感器网的交通讯号操控

  无线传感网是集核算机、通讯、网络、智能核算、传感器、嵌入式体系、微电子等多个范畴穿插归纳的新兴学科,它将很多多品种传感器节点(传感、搜集、处理、收发、网络于一体)组成自治的无线网络,完结对物理国际的动态协同感知。它能实时、动态取得物理国际的传感信息,而且将相关信息与通讯主干网交融,完结了现有的核算机网络虚拟国际向实在物理国际的延伸,改变了人类和自然界交互的办法。

  无线传感器网络用于构建交通讯息体系具有以下长处:1)其无线自组、泛在协同的特色使体系布设和保护非常便利,能够下降用户本钱,布设和保护时不会影响车辆的正常行进,便于进步交通讯息搜集体系的可扩展性;2)规划的分布式监测和协同核算技能在才能上优于传统的单点或部分监测技能。 

 在交通讯号操控中,需进行信息搜集、处理、传输,操控形式挑选,操控成果输出履行等操作。传感器节点是构成无线传感器网的基本要素,具有信息搜集、信息处理和无线通讯功用,它们既是数据包传输的发起者,也是数据包的转发者。针对多路口交通讯号灯操控体系,选用三层WSN安排结构,第1层为信息搜集层,担任搜集各路口车辆信息;第2层为操控层,担任调整各穿插路口的绿信比;第3层为和谐层,担任和谐干线各路口周期的断定和各路口之间的相位差。多路口交通讯号灯操控体系WSN安排结构如图2所示。

基于无线传感器网的智能交通控制解决方案

  相邻路段的信息搜集节点组成信息搜集层,路口交通讯号灯操控节点组成操控层。信息搜集层和操控层传感器节点自安排成簇:交通讯号灯操控节点作为簇首,信息搜集节点作为簇成员。簇首担任搜集簇内信息搜集节点的数据,进行数据交融,并与相邻簇首节点进行通讯;簇成员节点担任路面车辆信息的搜集。从簇首节点中,选取一个节点作为会聚节点,会聚节点与操控中心组成和谐层。会聚节点以多跳的办法与各簇首节点通讯,搜集各路口车流量信息,将数据送到操控中心,操控中心进行归纳处理,和谐各路口作业。

  信息搜集节点担任路面车流信息的搜集,依据RFID技能进行车辆检测,在车辆前挡风玻璃上张贴RFID标签,在穿插路口四个方向的红绿灯前50~70 m装置RFID读写器,并调整信号灯操控器软件,检测穿插路口邻近的车辆流量,搜集到车辆数据后,将此数据信息以多跳通讯的办法传递给交通讯号操控节点,经数据交融后传递给会聚节点;会聚节点搜集各路口车流量信息,操控中心依据设定的方针(如通行量最大、均匀候车时刻最短等)运用智能操控办法核算出最佳计划,并输出给各路口交通讯号操控节点,操控车辆的通行与制止,完结多路口的和谐操控。

  3 小结

  本文构建了依据多Agent的智能交通操控模型,提出了一种依据无线传感器网的智能交通操控布置,运用传感器节点搜集交通讯息,交通讯号操控节点进行数据交融,并将数据传送给操控中心,操控中心进行归纳处理,挑选适宜的路口操控形式,调整各穿插路口的绿信比,和谐干线各路口周期的断定和各路口之间的相位差,自习惯地操控车辆通行时刻,然后确保车辆通行质量,完结交通讯号操控的智能化、网络化。

 


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