智能交通信号机的设计及其实现

682010，46（12）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用

智能交通信号机的设计及其实现

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曹成涛1，，郭庚麒1，，徐建闽1

22，，CAOCheng-tao1，GUOGeng-qi1，XUJian-min1

广州5106401.华南理工大学，

广州5106502.广东交通职业技术学院，

1.SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China2.GuangdongCommunicationPolytechnic，Guangzhou510650，Chinajncct@163.comE-mail：

CAOCheng-tao，GUOGeng-qi，XUJian-min.Designandrealizationofintelligenttrafficsignalcontrolmachine.Computer

（12）：EngineeringandApplications，2010，4668-71.anewdesignmethodofanintelligenttrafficsignalAbstract：AccordingtothecharacteristicsofmixedtrafficflowofChina，

controlmachineusingAVR128isintroduced.Thepaperprovidesthehardwareschemeofeverymoduleandsoftwarestrategy.The

trafficsignalcontrolmachineadoptingmoduledesignmethodhasthefunctionsofhardwareself-diagnosisandsoftwareanti-inter－ference，whichcanimplementmultiplecontrolmodesincludingadaptivetrafficcontrolofoneintersectionandurbantrafficarea-widecooperationcontrol.Thepracticeshowsthatthetrafficsignalcontrolmachinehasstrongstabilityandgenerality，itiseffec－tivelyadaptivetothemixedtrafficflowofChina.Keywords：trafficsignalcontrolmachine；moduledesignmethod；AVR128；trafficcontrol

摘要：针对我国混合交通流的特点，利用AVR128单片机设计了一种智能交通信号机，给出了信号机各模块的硬件设计方案和软件设计流程图。该信号机采用模块化设计思想，具有硬件自检测和软件抗干扰功能，可实现单点自适应控制和区域协调控制等多种控制方式。实际使用表明，该信号机具有较强的稳定性和通用性，可有效适应我国的混合流交通状况。关键词：交通信号机；模块化设计；交通控制AVR128；DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.12.018

文章编号：（2010）1002－833112-0068-04

文献标识码：A

中图分类号：U491

国外的先进城市交通控制系统已经在我国一些城市获得应用。但是，以TRANSYT为代表的定时控制交通系统和以SCATS、

且不适应中SCOOT为代表的实时自适应控制交通系统投资大，

国混合交通的特点，控制效果也不甚理想[1]。同时，我国现有的交通信号控制机大多是简易型控制机，集成度不高、实用性差、故障较多、维护量大。因此研制先进的交通信号控制机，使之既能满足现代智能交通的要求，又符合中国特有的混合交通流状况，具有十分重要的现实意义，而且可以为交通控制理论方法的研究提供验证平台[2]。

子来控制。开发信号机应具有通用性，除了常见的十字交叉口需控制4个方向外，还有需控制5个方向的特殊交叉口，因此信号机应至少需要5×14个灯控输出端子。智能交通信号机必须可以实时检测道路的交通信息，每个车道进口方向一般埋2个线圈检测器，则单向4车道共有8个线圈检测器输出信号，5个方向的特殊交叉口需要40个检测器输入接口。此外，显示面板功能指示灯还要占用24个IO口，因此适合混合交通控制的智能交通信号机共需要134个IO口。

智能交通信号机必须具有联网协调控制的功能，以满足区域交通协调控制的需要。联网协调控制中心计算机可以根据各交叉口信号机采集的当前时刻的交通信息，判断当前时刻的交通状态，采取合适的控制策略，通过智能优化算法对各交叉口的信号配时进行优化并将取得的参数发回交叉口信号机[4]。同时中心计算机还可以实时查询各交叉口的工作状态。联网控制根据需要可以使用以太网或者无线传输方式[5-6]。

为保证系统在复杂环境下工作的可靠性，增强系统的抗干扰能力是必须解决的问题。结合实际情况，该文从硬件、软件两个方面对系统进行可靠性设计，取得了满意的效果。

1智能交通信号机的总体设计思路

信号机是控制交叉路口交通信号的重要设备，是交通信号

控制的重要组成部分，各种交通控制方案，最终都要由信号机来实现。考虑到我国混合交通的需要，信号机除了对机动车还要考虑对行人和非机动车进行控制，因此信号机要实现对每个方向机动车的左转、直行、右转控制和非机动车及行人的控制[3]，

黄、绿三色灯控制，行人需要其中机动车和非机动车需要红、

红、绿两种灯控制，所以每个方向至少需要14个IO口输出端

基金项目：国家高技术研究发展计划（863）（theNationalHigh-TechResearchandDevelopmentPlanofChinaunderGrantNo.2006AA11Z211）。（），，收稿日期：2009-02-17

修回日期：2009-04-03