交通信號控制的智能化、網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計

　　無線傳感網(wǎng)是集計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、智能計算、傳感器、嵌入式系統(tǒng)、微電子等多個領(lǐng)域交叉綜合的新興學(xué)科，它將大量多種類傳感器節(jié)點(diǎn)(傳感、采集、處理、收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)于一體)組成自治的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對物理世界的動態(tài)協(xié)同感知。它能實(shí)時、動態(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(xiàn)了現(xiàn)有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬世界向真實(shí)物理世界的延伸，改變了人類和自然界交互的方式。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于構(gòu)建交通信息系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)其無線自組、泛在協(xié)同的特點(diǎn)使系統(tǒng)布設(shè)和維護(hù)十分方便，可以降低用戶成本，布設(shè)和維護(hù)時不會影響車輛的正常行駛，便于提高交通信息采集系統(tǒng)的可擴(kuò)展性;2)規(guī)模的分布式監(jiān)測和協(xié)同計算技術(shù)在能力上優(yōu)于傳統(tǒng)的單點(diǎn)或局部監(jiān)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(jié)果輸出執(zhí)行等操作。傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)的基本要素，具有信息采集、信息處理和無線通信功能，它們既是數(shù)據(jù)包傳輸?shù)陌l(fā)起者，也是數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)者。針對多路口交通信號燈控制系統(tǒng)，采用三層WSN組織結(jié)構(gòu)，第1層為信息采集層，負(fù)責(zé)采集各路口車輛信息;第2層為控制層，負(fù)責(zé)調(diào)整各交叉路口的綠信比;第3層為協(xié)調(diào)層，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)干線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(tǒng)WSN組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　相鄰路段的信息采集節(jié)點(diǎn)組成信息采集層，路口交通信號燈控制節(jié)點(diǎn)組成控制層。信息采集層和控制層傳感器節(jié)點(diǎn)自組織成簇：交通信號燈控制節(jié)點(diǎn)作為簇首，信息采集節(jié)點(diǎn)作為簇成員。簇首負(fù)責(zé)采集簇內(nèi)信息采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并與相鄰簇首節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信;簇成員節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路面車輛信息的采集。從簇首節(jié)點(diǎn)中，選取一個節(jié)點(diǎn)作為匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)與控制中心組成協(xié)調(diào)層。匯聚節(jié)點(diǎn)以多跳的方式與各簇首節(jié)點(diǎn)通信，收集各路口車流量信息，將數(shù)據(jù)送到控制中心，控制中心進(jìn)行綜合處理，協(xié)調(diào)各路口工作。

　　信息采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)路面車流信息的采集，基于RFID技術(shù)進(jìn)行車輛檢測，在車輛前擋風(fēng)玻璃上粘貼RFID標(biāo)簽，在交叉路口四個方向的紅綠燈前50～70 m安裝RFID讀寫器，并調(diào)整信號燈控制器軟件，檢測交叉路口附近的車輛流量，采集到車輛數(shù)據(jù)后，將此數(shù)據(jù)信息以多跳通信的方式傳遞給交通信號控制節(jié)點(diǎn)，經(jīng)數(shù)據(jù)融合后傳遞給匯聚節(jié)點(diǎn);匯聚節(jié)點(diǎn)收集各路口車流量信息，控制中心根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)(如通行量最大、平均候車時間最短等)運(yùn)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(jié)點(diǎn)，控制車輛的通行與禁止，實(shí)現(xiàn)多路口的協(xié)調(diào)控制。

　　3 結(jié)論

　　本文構(gòu)建了基于多Agent的智能交通控制模型，提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)的智能交通控制部署，利用傳感器節(jié)點(diǎn)采集交通信息，交通信號控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并將數(shù)據(jù)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(diào)整各交叉路口的綠信比，協(xié)調(diào)干線各路口周期的確定和各路口之間的相位差，自適應(yīng)地控制車輛通行時間，從而保證車輛通行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)交通信號控制的智能化、網(wǎng)絡(luò)化。