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交通安全與智能控制范文1
關鍵詞:工作過程;智能監控系統與技術;課程開發
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)12-0093-02
根據職業任職崗位技能需求分析確定課程性質
我院通過對大量相關企業行業調研,對高速公路智能化系統的設計與安裝過程進行任務分解,分為供電系統安裝與維護、網絡維護、監控系統安裝與維護、收費系統安裝與維護、通信系統安裝與維護和消防系統安裝與維護六項任務。然后根據完成各項任務必備的能力進行職業能力分析。同時通過對樓宇智能行業的調研,并對其職業崗位能力需求進行分析,發現在樓宇智能控制領域里,智能監控系統也是其核心能力要求。
因此,《智能監控系統與技術》課程的重點是針對交通智能控制領域和樓宇智能領域所需的核心職業能力需求,其目標是培養學生在智能監控系統安裝、調試、維護過程中發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的基本技能和初步職業能力,在熟練掌握監控系統基本原理、監控對象及要求、各類業務流程和操作技能的基礎上,力求科學地反映當前智能監控系統工程施工新工藝、新技術。通過本課程的學習,學生能夠系統掌握智能監控的總體構成、基本功能和所涉及的技術范圍,能與該專業其余3大主干課程(收費、通信、隧道機電)融會貫通,以便為后續的工作實踐和就業奠定堅實的專業基礎。
基于工作過程的課程教學設計
課程是依據“交通安全與智能控制專業工作任務與職業能力分析表”中的監控系統安裝與維護工作項目設置的。其總體設計思路是:打破傳統的學科型課程目標設定方式,轉變為從“任務與職業能力需求”分析出發,設定職業能力培養目標方式;打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,轉變為以工作任務為中心組織課程內容,并讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應的工作任務;以職業活動為導向,突出對學生實踐能力的培養,以“工作項目”為主線,創設工作情境,并結合相應的職業崗位資格考試,全面提升學生的職業道德和職業素養。
如圖1所示,本課程是一門以實踐為主“知識、理論、實踐”一體化的課程。在教學內容組織上,根據智能監控系統的安裝與維護能力需求目標的內容來確定,內容編排以各子系統工作任務的內容為依據;在教學過程組織上,按照各子系統安裝與維護的順序進行,在講授操作過程的同時進行動手操作訓練,把相關的知識點分解到相應的操作過程中,在學會的基礎上能夠熟練地操作;通過校內實驗室的建設,實訓中心建設和校企合作等多種途徑,給學生提供豐富的實踐機會;通過教學過程評價、頂崗工作評價由教師和企業導師共同評價,全面提升學生的職業能力。
課程目標的制定
通過智能監控系統安裝與維護工作任務引領的項目活動,培養學生熟練掌握智能監控系統安裝、調試和維護的能力。學完本課程時,學生能夠熟練掌握監控系統的基本原理、監控對象及要求、各類業務流程和設備操作技能,達到智能監控系統安裝和維護技術人員的標準,符合基本上崗要求。同時培養學生在工作環境中誠實、守信、善于溝通和協作的品質,為學生的職業生涯發展奠定良好的基礎。
職業能力培養目標:能描述監控系統的組成、功能及發展趨勢,交通流特性及控制策略,監控系統中交通檢測設備、環境檢測設備、監控中心主要設備的組成及工作機理;能描述監控系統各子系統的主要施工工藝流程和技術要求;能比較各種施工方案的主要特點并進行選擇;能掌握監控系統中機電設備施工準備階段的質量監理內容;能夠進行監控系統中外場設備安裝;掌握監控中心設備安裝的質量監理內容、方法和規定標準;熟練掌握監控系統中機電設備測試、試運行的質量監理內容;能正確采集、分析和處理監控數據;能根據采集數據對系統的運行狀態進行判斷,維護系統穩定性;熟練掌握網絡技術;熟練掌握監控系統中計算機系統的硬件構成及系統支撐軟件和監控應用軟件的功能,能嫻熟操作計算機。課程內容和要求,如表1所示。
注重實際操作技能,確定考核方案
采取學生自我評價、相互評價、教師評估的方式,由教師與學生共同參與。在評價內容和方法方面,做到理論與實踐結合,偏重學生實際能力的評價,小測試與大考核相結合的評價方式,使學生能夠更加牢固地掌握所學知識。根據教學進程安排,選擇每個模塊完成后進行課堂階段測試評價方式,可結合課堂提問、撰寫實驗報告、完成作業等多種評價方法,讓學生在測試評價中對自己所學的知識進行梳理和復習,進一步鞏固和鍛煉實踐能力,注重學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的基本技能和初步職業能力的考核,確保每個學生掌握必備的職業能力和職業素養。
我院在全省高職院校中率先開設了本課程,而且課程以“校園、基地一體,工學情境合一”的人才培養模式作為切入點,以工作過程為引導,注重引入企業項目和典型案例系統地設計學習情境,以完成完整工作任務的邏輯來重構學生的知識點,實現了課程內容的“項目化”和課程設計的“系統化”。各子系統從單一的設備操作到系統安裝與維護能力的培養,使學生的整體素質和技能有了較大的提高,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
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作者簡介:
交通安全與智能控制范文2
關鍵詞:道路交通;現狀;問題;對策
1引言
2010年,交通運輸行業全面落實中央應對國際金融危機、擴大內需的一系列決策部署,轉變交通運輸發展方式,加快發展現代交通運輸業,交通基礎設施建設取得新成果,運輸服務保障能力進一步增強,安全監管和救助能力不斷提升,交通運輸業展現出蓬勃的發展力量。
2我國道路交通現狀
到2010年年底,全國公路網總里程達到395萬公里,5年新增60.5萬公里。其中,高速公路通車總里程達到7.4萬公里,五年新增3.3萬公里,國家高速公路網骨架基本形成。全國農村公路通車里程到去年年底達到345萬公里,五年新增通車里程53.5萬公里。
2.1高速公路
根據《國家高速公路網規劃》,采用放射線與縱橫網格相結合的布局方案,建成由中心城市向外放射以及橫貫東西、縱貫南北的大通道,由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成,簡稱為“7918網”,總規模約8.5萬公里。
到2010年末,基本實現“東網、中聯、西通”的目標,基本完成西部開發八條公路干線中的高速公路,基本貫通“7918網”中的“五射兩縱七橫”14條路,即:北京-上海、北京-福州、北京-港澳、北京-昆明、北京-哈爾濱,沈陽-???、包頭-茂 名,青島-銀川、南京-洛陽、上海-西安、上海-重慶、上海-昆明、福州-銀川、廣州-昆明[1]。
2.2農村公路
全國農村公路通車里程到去年年底達到345萬公里,五年新增通車里程53.5萬公里。截至2010年底,全國農村客運車輛達38萬輛,農村客運線路9萬條,日均發班120萬個班次,全國鄉鎮、建制村通客運班車率分別達到98%和90%,極大方便了農村人民群眾出行。但值得注意的是全國仍有1200個鄉鎮、12萬個建制村不通瀝青(水泥)路,其中90%集中在西部地區和邊遠貧困地區。
2.3城市交通
在一些城市內部,已建成多種公共交通協調發展的綜合運輸體系。BRT、公共汽車、無軌電車、地鐵、輕軌等多種運輸方式共存,形成互補。
智能交通得到一定發展,越來越多地應用于城市交通。目前我國已有568個城市建成了集接處警、信息采集、交通控制于一體的交通指揮中心,390個城市主干道實現了交通信號智能控制[2]。
2.4機動車保有量
截至2010年10月,我國機動車保有量已達1.99億輛,其中汽車8500多萬輛,每年新增機動車2000多萬輛;機動車駕駛人達2.05億人,其中汽車駕駛人1.44億人,每年新增駕駛人2200 多萬人。
2.5高速公路收費新技術的發展運用
2010年7月28日,滬蘇皖贛高速公路電子不停車收費系統聯網正式開通,這意味著滬蘇皖贛高速公路上通行的車輛,只要裝有高速公路通行儲值卡和電子標簽,就可實現不停車收費。至此,江西與安徽、江蘇、上海正式實現了電子收費系統的互聯互通和收費一卡通。
2.6國家高速公路網命名及編號
為解決過去高速公路“一路多名”、“編號不一”、給群眾出行特別是跨區域出行帶來不便等問題。2010年7月國家高速公路網全部實行新命名編號。統一規范高速公路命名編號是高速公路發展到一定階段對高速公路建設管理提出的新要求,也是推進數字公路和智能交通的基礎和前提,對高速公路的健康發展起到不可或缺的積極作用。
2.7交通安全問題得到一定控制
2003年以來,我國3年以下駕齡機動車駕駛人交通肇事率年均下降5.5%、1145名政府人員因道路交通事故責任被處分、年均查處超速行駛1900萬起、酒后駕駛100萬起、無證駕駛320萬起,因超速行駛、酒后駕駛等交通違法行為導致的交通事故年均下降至少10%。
3道路交通所存問題
3.1交通安全問題
雖然在交通安全方面我們取得了一些成績,但當前我國道路交通安全工作仍存在著很多安全隱患。主要包括道路交通科學規劃工作有待加強、安全隱患比較突出、農村道路交通安全薄弱、管理水平和執法能力仍有待提高、公民交通安全意識有待強化等五個問題。
3.2高速公路收費昂貴
有統計數據顯示,中國高速公路收費占物流業總成本的1/3,而2010年中國物流總費用占國內生產總值(GDP)的比重為18%左右,比發達國家要高一倍左右。世界各國收費公路總長約14萬公里,其中10萬公里在中國,占總公里數的70%。而在車輛通行費所占人均GDP的比例中,中國以超過2%的水平高居首位。
4解決措施
4.1加強道路交通安全的有效措施
強化組織領導和責任落實、整治道路交通安全隱患、加大安全保障投入、強化農村道路交通安全工作、完善有關道路交通安全制度和措施、嚴格道路交通安全執法管理、增強全民道路交通安全意識[4]。
4.2對高速公路收費問題進行限制
我國公路法明確規定,政府還貸公路在收費年限屆滿或已還清貸款后,必須停止收費。《收費公路管理條例》以及交通部的《收費公路權益轉讓辦法》、《關于進一步規范收費公路管理工作的通知》等,嚴格限定了高速公路還貸年限、收費站設置的密度規定。因此,要加強執法力度,嚴格按照有關法律法規和規章制度進行協調管理,維護高速公路網的正常秩序、保障公民的合法權益。
4.3加強智能交通系統的應用,提高運輸效率
中國“十一五”期間以可持續發展為前提,建立客運快速化和貨運物流化的智能型綜合交通運輸體系。據研究,采用智能交通提高道路管理水平后,每年僅交通事故死亡人數就可減少至少30%,并能提高50%以上的交通工具的使用效率。
5中國交通的發展計劃及展望
暢通的交通是經濟發展的基礎。我國經濟持續快速發展,也對交通提出了更高要求?!笆濉逼陂g將以國家高速公路網建設為龍頭,加強省際連接線即“斷頭路”建設。到2015年,“7918”國家高速公路網將基本建成,農村公路基本實現“有路必養”。完成縣、鄉道中橋以上危橋改造,大力發展農村客貨運輸,實現所有鄉鎮和90%的建制村通班車。同時利用最新的科學技術,廣泛應用智能交通技術、無縫隙管理理念,建設出一個便捷、高效、綠色、安全的道路交通體系,為社會主義經濟建設服務。
參考文獻
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交通安全與智能控制范文3
關鍵詞:船舶六自由度運動 船舶航行 實時監控 系統 研究
中圖分類號:U664.82 文獻標識碼:B 文章編號:1007-9416(2013)06-0024-02
1 系統研究的目的背景
隨著船舶工業技術的不斷發展,國內外對于船舶安全航行方面的研究也越來越多。然而,目前對船舶的研究主要是針對船位和人身安全,針對船舶航行安全實時監控方面的研究相對來說比較少。在航行過程中,對船舶六自由度運動實行實時監控能夠有效的保障船舶航行的安全,因此,對船舶航行安全實時監控系統進行研究是非常有必要的。從目前的技術發展水平來看,對水域船舶交通安全監控系統的研究與開發已經取得了非常大的進步,然而,利用船舶的六自由度運動的船舶航行安全系統的研究目前還不成熟。對船舶航行安全實時監控系統進行研究并開發,可以在航行過程中向該系統返回航行數據,進一步對水中的不穩定性測控技術進行研究,能夠在很大程度上避免海上安全事故的發生,為船舶航行的安全提供保障。船舶在航行過程中可以產生6個自由度的運動,這6個自由度運動即為橫蕩、縱蕩、垂蕩、艏搖、橫搖、縱搖,而基于船舶六自由度運動的船舶航行安全實時監控系統的研究與開發,對提高水上交通安全有很重要的作用,同時為建立安全的水路交通提高技術支持,利用該系統能夠很大程度上避免水上交通事故的發生。
2 系統的主要功能
基于船舶六自由度運動的船舶航行安全實時監控系統的主要功能是該系統研究的核心內容,基于船舶六自由度運動的船舶航行安全實時監控系統主要是為了解決船舶在航行過程中,不能準確測定船舶的航行狀態以及不能對船舶合理吃水差進行實時調整的問題,同時可以提供在極端環境下,船舶在航行狀態下船首最優方向的數據,從而實現對船舶航行狀況的實時監控,保證船舶的安全航行。該系統的主要組成部分主要有數據分析模型、浮體三維顯示窗、實時的海上浮體不穩定狀況無線傳輸裝置、自相應提示數據庫等。該系統中的實時提示主要包括航行船舶的航行方向、航行速度、橫搖角度、縱搖角度等船舶的航行六自由度運動數據和航行船舶的浮體穩定性、船舶在波浪中航行時的最優航行方向的區間、船舶航行遇到波浪的周期以及遇到危險情況時的應急措施等船舶航行安全信息。
基于船舶六自由度運動的船舶航行安全實時監控系統的界面主要包括船舶的六自由度運動和安全實時監控界面以及船舶公司的監控界面。船舶的六自由度運動和安全實時監控界面如圖1所示,它主要包括最優航行方向區間以及穩定儀和最優吃水差調整顯示儀。對于最優航行方向區間以及穩定儀來說,它的組成部分主要有安全穩定區域、警戒穩定區域、危險區域、橫傾角指針、實時橫傾角、優化航行方向區間;而最優吃水差調整顯示儀的組成部分分為警戒吃水區、危險吃水區、可行吃水區、實時吃水差、縱傾角指針。船舶公司的監控界面如圖2所示,該界面主要由基本信息提示窗口、危險信息提示窗口、被監控船舶的模型等三部分組成。
3 系統設計方法和開發技術
該系統的運行原理為:船舶內的監視器在數據處理器的基礎上對船舶的運行狀態進行實時監控,船舶航行過程中的各種數據通過數據采集控制器,并利用WIFI或VHF發射器將船舶航行數據發射出去,而船舶公司利用WIFI或VHF接收器來接受數據,通過數據處理器將接收到的數據進行處理,進而傳到公司內部相應的監控設備上,從而實現船舶航行安全的實時監控。
3.1 系統設計方法
首先要設計模擬實船實驗、設計模型試驗方案,收集試驗所需要的數據,為SVM辨別提供實船試驗和模型試驗的輸入——輸出樣本;其次要使系統對模型進行辨認,將試驗過程中的相應數據作為實驗樣本,對船舶航行過程中的六自由度運動進行建模,然后對船舶的運動過程進行預報,同時將辨認結果與試驗結果進行對比,從而得出模擬試驗的可行性;與此同時,將模型辨認結果與仿真模型進行對比,通過修改差異比較大的部分,最終得到更加形象的仿真模型,而這個仿真模型能夠充分的考慮風速、水流速度、浮體等對船舶航行安全的影響,從而更好的為計算機數據的處理奠定基礎;再次,在對實船進行試驗和船舶模型進行試驗得到的數據的基礎上,結合SVM辨別技術對相應的數據進行處理;最后,利用ADRC等世界先進的智能控制的相關技術,研究開發出獨立于被監控船舶數據模型的智能控制方法,從而保證該系統的有效運行,并使之有很強的自適應性和實時性。
交通安全與智能控制范文4
智能交通系統(簡稱ITS),是未來幾十年內交通系統的發展方向,它將計算機技術、傳感器技術、信息技術和通信技術等有效地集成并應用于交通信息管理系統中,并建立起一種大范圍、全方位、實時準確高效的綜合交通運輸管理系統。為獲取交通信息流中全方位的實時交通數據信息,需要各種檢測器協同工作,共同采集交通參數并由中央控制器對所采集到的各個參數進行融合分析,以此來評定城市交通狀況。例如,為了評定高速公路上某時段所通過的各種車型的數量,超速超載情況以及車流量等信息,可以通過在路面布置重量傳感器,當車輛從其表面行駛過時,車輛的重量就可以實時測定出來;同時,車輛上方的視覺傳感器可以采集到車輛的輪廓信息并進行分析,得到車型數據。中央控制單元通過對車型和重量兩個數據的融合分析即可得出車輛是否有超載的現象。
1 交通安全
針對交通安全中最值得關注的問題之一疲勞駕駛,可以通過紅外線攝像儀和脈沖發光二極管相結合,定位和測試駕駛人瞳孔,通過圖像處理和特征提取以后,分析瞳孔是否變小,甚至閉合,分析駕駛人是否出現疲勞駕駛的情況;同時通過車軸轉向角傳感器采集車輛行駛方向的變化信息,分析車輛是否偏離行車道;通過車輛前安裝的毫米波雷達,可以實時得到車輛與前車或者障礙物距離,當距離超過一定的閾值范圍,發出報警顯示和報警提示音,同時在駕駛員來不及剎車的情況下采取緊急制動,防止車禍的發生。系統結構如圖1所示。
2 交通流信息檢測與融合
交通流信息檢測是智能交通的重要組成部分,是將各個傳感器檢測的信息融合以后得到實時的交通流數據,如車流量、車速、車道占有率、交通流密度、排隊長度等送給控制中心,分析交通流信息以后發出相應指令來實現智能控制。這些參數主要是通過安裝在路面的環形線圈檢測器來檢測得到的。環形線圈檢測交通流信息原理是根據回路的電感變化,當有車輛經過線圈位置時,檢測器就會被觸發輸出信號,車輛駛離線圈時,信號就會減弱,因此車輛經過線圈檢測器會產生波形信號,以波形計數就會得到某段時間內通過線圈的交通流量。路面每隔3~5米安裝兩個線圈,當車輛接觸到線圈A時,脈沖計數,車輛接觸線圈B時,脈沖計數結束,這樣可以得到車輛通過這段距離所需要的脈沖計數時間,經過處理就能測得車輛的速度。在多信息融合階段,首先假設車速服從正態分布,采用加權平均的數據融合方法來對車速參數進行融合;在車流量檢測部分,根據融合所得到的車速信息來決定車流量分布的數學模型,即車速小于24.5m/s,交通擁擠,車流量服從二項分布,反之車流量服從泊松分布;在排隊長度預測部分,根據估計得到的車流量信息,以及前一時刻的排隊長度共同作為卡爾曼濾波預測模型的參數,得到當前時刻的排隊長度預測。
3 車輛追蹤與定位
汽車防盜報警系統工作原理為:當車主用RFID(無線射頻識別技術)開啟防盜監測系統時,整個防盜系統開始工作,車門處安裝的應變傳感器可以監測到車門的開關,玻璃破碎探測器可以監測到玻璃是否被蓄意破壞,以及熱釋傳感器可以監測到是否有人進入到車內,霍爾傳感器可以監測車體震動情況。這幾個傳感器協同工作,再將信息實時傳輸給中央處理器進行分析,得出車體是否安全的決策。如判斷車體被入侵,則由報警模塊通過GPRS給手機發送報警短信的方式來通知車主,另一方面,執行模塊可以觸發車燈閃爍或者鳴笛來引起周圍人的注意。
交通安全與智能控制范文5
關鍵詞:智能交通控制 物聯網 嵌入式 模糊控制
中圖分類號:U495 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)07(b)-0015-02
1 物聯網概念及結構組成
物聯網(theIntemetofthings)在維基百科的定義是:把感應器和裝備嵌入到隧道、鐵路、建筑、電網、公路、橋梁、供水體系、大壩、油氣管道以及家用電器等各式物體上,并接入互聯網,用特定的軟件程序運行,實現遠程控制。
物聯網有三個特征:一是全面感知,即利用RFID、二維碼、傳感器等實時地獲得物體的信息;二是可靠傳遞,通過電信網絡與互聯網的結合,實時準確地將物體的各種信息傳達出去;三是智能處理,利用云計算、模糊控制等各種智能計算技術,分析和處理物體進行智能化地控制。
2 智能交通
智能交通系統是在比較健全的道路硬件設施基礎上,將先進的電子技術、傳感器技術、信息技術和系統工程技術集成運用于地面交通管理所建立的一種高效、準確、實時、全方位、大范圍發揮作用的交通管理系統它是充分利用現有交通基礎設施的能力,增加運輸效率,保證交通安全,減少交通擁擠的有力措施。
世界上公認較好的城市交通控制系統是SCOOT(英國)系統和SCAT系統(澳大利亞),這兩種系統早在20世紀80年代中期就已經被我國引進引,但實際效果并不樂觀。兩種系統的基礎均為精確的數學模型或預設的方案,而我國城市的交通車輛種類繁多、隨機性大、影響因素多,尤其是中小城市,很難通過用精確的數學模型來描述。
分布式人工智能的一個重要部分是多智能體系統,其目的是將復雜的大系統構造成簡單的小的子系統,各子系統之間為能夠相互連接、相互協調,便于控制管理。進而復雜系統的控制問題可以通過子系統的自治和相互協調來解決。正是由于城市交通網絡的實時性和復雜性等特點,應用多智能體系統結構進行智能控制是一種比較明智的選擇。本文按照該結構設計智能交通控制系統(結構如圖1所示)。其中,進行車流量信息檢測利用的是RFID技術,結合嵌入式技術設計開發交通信號控制器,通過各種智能算法之間的比較,最終采用模糊控制。在該結構圖中,路口信號控制器能夠實時更新單個路口的車流量數據,并給相連接的路口提供交通流數據用于信號配時;區域信號控制器通過分析區域交通流信息能夠使路段之間交通流達到動態平衡;信號控制中心管理智能體統一協調各區域交通運行。
3 RFID技術的概述和發展
RFID(RadioFrequencyxDentifieation)是一種非接觸式的自動識別技術,即無線射頻識別。它是通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信,辨識目標獲取相關的信息。射頻識別技術的優點是:無需直接接觸、無需人工干預、無需光學可視即可完成數據的通信和處理,并且便于操作。能夠廣泛應用于生產、物流、交通、運輸、醫療等需要大量收集和處理數據的應用領域。
RFID最早出現在第二次世界大戰時期,當時它被應用在空中作戰行動中進行敵我識別。因此,RFID并不是一個全新的技術,它在國外的發展比較迅速,RFID產品種類很多,像摩托羅拉、德州儀器、西門子等世界著名廠家都生產RFID產品,而且都各有特色。雖然我國的RFID技術的開發較晚,但經過長時間的努力已經開發出了具有自主知識產權的特色產品。
4 交通信號機
交通控制系統的一個重要組成部分就是交通信號機,且交通信號控制算法的硬件載體也是交通信號機。隨著32位單機的功耗和價格的不斷走低,國人對它的認可越來越多。實時多任務的嵌入式操作系統的使用也被應用到各種領域,并且受到越來越多的重視。應用了嵌入式操作系統的產品市場也日趨活躍起來。今后市場的主導必然嵌入式系統在智能交通控制領域上的應用。本文目的是建立一種基于RFID技術和ARM處理器為對象的嵌入式智能交通控制系統,對城市交通進行實時高效的智能控制。
本系統的信號控制采用的是嵌入式模塊,處理器選擇的是擁有200 MHz的ARM920T內核的EP9315處理器,它是高度集成,能夠滿通控制高效實時運算要求。該模塊集成了多種通信接口,與流量數據檢測設備,信號控制機的通信可以通過串口或者CAN口實現,由以太網接口完成與控制中心的通信。人機交互部分是工作人員在特殊或緊急情況下進行現場調試的重要組成部分,輸入部分包括8×8鍵盤陣列,PS/2接口和觸摸屏,輸出部分包括LCD,VGA顯示器,IDE和CF卡槽以及USB接口。JTAG及串口調試部分提供了系統開發調試時實現程序下載、運行調試等功能。
5 模糊控制器
模糊控制(FuzzyControl)是以模糊化的語言變量、模糊化的集合論以及模糊邏輯推理為基礎,它是智能控制的一種重要方法。它的設計方法主要來取決于操作員的實際經驗,對于處理一些非線性的系統,模糊控制是非常合適的。模糊控制器的設計包括:確定模糊控制器的結構,即根據具體的系統確定其輸入、輸出變量;輸入輸出變量的模糊化,即把輸入、輸出的精確量轉化為對應語言變量的模糊集合;模糊推理決策算法的設計,即根據模糊控制規則進行模糊推理,并決策出輸出模糊量;對輸出模糊量進行解模糊判決,即通過各種解模糊方法完成由模糊量到精確量的轉化,實現對被控對象的控。
交通需求通常用路口停車線前的排隊長度即停車線前相隔一定距離(通常為80~100 m)的兩檢測器之間的車輛數來表示。建立模糊表如表1和表2所示。
6 結語
隨著物聯網技術的不斷成熟,交通控制朝著智能化的方向發展已經是大勢所趨,智能交通系統是交通事業的一場革命。通過有效的結合與應用先進的信息技術、通信技術、控制技術、傳感技術、計算機技術和系統綜合技術,使人、車、路之間的相互作用關系以最優的方式呈現,進而實現高效、準確、實時、安全、節能的目標。本文的主要研究工作為:通過對物聯網和智能交通知識的學習,了解了物聯網和智能交通領域的新技術,新概念,了解了物聯網技術在智能交通領域的應用。學習RFID技術,了解RFID的發展和特點以及優勢,設計了基于ARM嵌入式系統的交通信號機,并采用模糊控制算法對交通信號燈進行實時高效的控制。
參考文獻
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交通安全與智能控制范文6
(蘇州大學應用技術學院,江蘇 蘇州 215007)
【摘要】本文針對我國城市交通擁擠的現狀,對普通智能交通控制系統進行了深入研究,提出了一種新的多相位智能系統,以解決交通擁擠的問題。在十字路口相應的位置安裝上紅外傳感器,以進行對車流量的統計,根據統計的變化量,調整紅綠燈時間的增加與縮短,實時對紅綠燈進行最合理的配比,提高通行能力。根據實測數據對該方案進行了仿真研究,并與普通智能交通系統對比,結果表明,這種系統方案能緩解交通擁擠狀況。
關鍵詞 流量檢測;相位;智能交通
基金項目:蘇州大學應用技術學院大學生課外學術科研基金項目。
指導老師:劉和劍。
0引言
隨著我國經濟的高速發展,消費水平在不斷的提升,在道路上行駛的車輛也在不斷的增多,這給城市道路帶來了巨大的壓力。迅速提高十字路口的通行率,減少或增加紅綠燈的時間,是解決這一問題的有效途徑。目前,我國傳統的交通信號控制采用定時控制方案,但這樣的控制已逐漸不能適應日益繁華的交通,為此研制一套根據車流量變化控制的智能交通系統,通過使用壓力傳感器檢測車流量,實現了十字路通燈的智能控制,此外系統還針對不同的季節和多相位擁堵的情況都會自適應的控制紅綠燈時間。
1系統結構
系統主控制器選用三菱FX系列PLC,車流量檢測反饋裝置采用壓力傳感器,系統由PLC控制器、信號輸入裝置、信號檢測反饋裝置、紅綠燈顯示模塊、倒計時顯示模塊等組成。系統結構圖如圖1所示:
系統主控制器PLC:采用可編程的存儲器,在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算操作指令,并能通過數字量或模擬量的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。
檢測反饋裝置壓力傳感器:由于車輛的擠壓,使壓力傳感器的應變片發生形變,產生信號并反饋給控制器。具有較好的穩定性和抗干擾能力。
信號輸入裝置/倒計時顯示模塊:控制系統的開始與結束并實時接收反饋裝置的反饋信號;倒計時模塊是直觀的反映道路上紅綠燈倒計時的顯示。
紅綠燈顯示模塊:將輸出信號,通過紅綠燈模塊顯示。
2多相位智能交通燈工作原理
2.1十字路口的布局
如圖2所示布局采用4相位方式通行,第一相位是東西方向直行通行,第二相位是東西方向左轉通行,第三相位是南北方向直行同行,第四相位是南北方向左轉通行。布局的每個路口均設兩個傳感器近傳感器和遠傳感器用于檢測各相位車流量的數值,系統傳感器的檢測采用閉環控制,(如圖3所示)采用閉環控制可以提高系統的控制精度和抗干擾能力。
2.2智能交通燈程序設計
以往十字路口的交通燈,采用的控制方式是定時控制。但是隨著車流量的增多,控制信號往往與實際交通的流量不適應,無法實現實時控制。例如:紅燈的時間為45S,綠燈的時間為40S,黃燈時間為5S,首先是東西方向紅燈亮45S,同時南北方向綠燈亮38S,38S后,南北方向綠燈閃亮2S熄滅,南北方向黃燈閃爍5S后熄滅,南北方向紅燈亮起,同時東西方向紅燈熄滅,綠燈亮,以此為半周期反復交替運行,往往存在著車多的路口綠燈通行時間短,無車或少車的路口卻亮著綠燈,對交通信號燈的系統不好人為控制。針對這一現象提出了自適應控制方案,根據安裝在十字路口的壓力傳感器,檢測車流量的變化量,從而改變交通燈通行和等待的時間。例如:在正常運行過程中,某一路段車流量突然增多或車流量較少,遠側傳感器或近側傳感器將檢測到信號反饋給PLC,通過運算得出最合適的通行時間,調整交通燈運行時間。
實際控制系統流程圖如圖4所示,系統每進行一環節均需要數據的采集與分析,并對實時數據進行調整。
2.3多相位智能交通燈創新方案
2.3.1時節控制法(下轉第83頁)
(上接第72頁)時節控制法即根據不同的時間和季節來相對應的調整紅綠燈運行規律。當在炎熱的7、8月份時,中午行人的出行率降低,導致人行橫道的使用率也跟著降低,然而人行橫道上紅綠燈的通行時間依舊如此,使車輛在烈日下花費大把的時間用在等人行橫道上,不僅使司機受著烈日的煎熬,而且增加了汽車尾氣中二氧化碳的排放,污染城市交通。
若采用時節控制法,系統將根據溫度傳感器反饋的數據,進行通行時間的調整。如:當氣溫在35°或0°及以下時,系統自動將通行時間縮短10S。在0點到4點間,系統將自動進入夜間模式,即各路段的紅燈通行時間都控制在25S。
2.3.2多相位擁擠控制法
多相位擁擠控制法,即早上、晚上的通行高峰期時,各相位遠側壓力傳感器都檢測到車輛時,系統將自動縮減各相位的通行時間,同時增多車輛通行的次數,快速疏散各相位的車流量,緩解晚高峰時通行的壓力。當晚高峰時,各個相位都檢測出車輛擁堵的狀況,系統將縮短十字路口各相位紅綠燈通行的時間5S。當各相位遠側傳感器檢測不到信號時,說明晚高峰結束,系統將復位到晚高峰前的狀態運行。
2.3.3人性化控制法
人性化控制法,即當遇到臺風、暴雪、大雨等天氣時,通過交通指揮中心,可切換到為人控制模式,來控制十字路口紅綠燈的交通,確保交通路面的安全??赏ㄟ^輸入裝置改變某一路段的通行時間,保證路上行人的安全。如:大雨天時,某一隧道發生水淹,可通過遠程控制將到達這一路段的所有交通燈,都變為黃燈閃爍,以等待交通員到達現場指揮。
3結束語
以車流量檢測的多相位智能交通控制系統,是對十字路口紅綠燈進行實時控制,減少十字路口車輛的滯留,提高道路的通率,緩解交通的擁擠,減少車輛在等待中尾氣的排放,且系統設計簡單,實用性強,操作簡單,給我們帶來的社會、經濟價值之大已經毋庸置疑。它是將先進的數字化技術、數據通信傳輸技術、電子傳感技術、控制技術及計算機技術等有效集成運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍內、全方位發揮作用的,實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。智能交通系統可以有效地利用現有交通設施、減少交通負荷和環境染、保證交通安全、提高運輸效率。在該系統中,車輛靠自己的智能在道路上自由駛,公路靠自身的智能將交通流量調整至最佳態。
參考文獻
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