ARM核心板在交通信號(hào)機(jī)中的應(yīng)用

摘要：交叉路口紅綠燈的控制遠(yuǎn)比想象的復(fù)雜，早期交通信號(hào)控制機(jī)僅能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)的、固定的信號(hào)周期控制，而隨著新技術(shù)、新方案的應(yīng)用，紅綠燈控制已逐步“人工智能”化。

心理學(xué)有一個(gè)概念叫“時(shí)間知覺(jué)”， 指人的時(shí)間知覺(jué)與活動(dòng)內(nèi)容、情緒、動(dòng)機(jī)、態(tài)度有關(guān)。最直接的例子：急于等待某個(gè)結(jié)果的時(shí)候，總感覺(jué)時(shí)間過(guò)的慢。

上周一上班遲到等紅燈，感覺(jué)紅燈等待時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)平時(shí)！和同事談?wù)?，直接一個(gè)“時(shí)間知覺(jué)”的概念把我給砸懵了！為了探究是否是時(shí)間知覺(jué)的原因，下班后請(qǐng)度娘做了一下腦補(bǔ)，最終結(jié)論：紅燈時(shí)間比平時(shí)長(zhǎng)，確實(shí)長(zhǎng)！

一起了解下紅綠燈控制。

交叉路口的紅綠燈是通過(guò)交通信號(hào)機(jī)來(lái)控制的，交通信號(hào)控制機(jī)通過(guò)變換交叉口交通燈信號(hào)的顏色，使得在時(shí)間和空間上相沖突的車(chē)輛及行人安全、高效的通過(guò)交叉口，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通流的合理控制，達(dá)到疏導(dǎo)、改善交通流的目的?？刂品绞桨ǎ?/p>

1、感應(yīng)控制
根據(jù)檢測(cè)到的交通流數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)改變信號(hào)綠燈時(shí)間。相位至少運(yùn)行最小綠，若有車(chē)通過(guò)，則延長(zhǎng)一個(gè)延長(zhǎng)綠時(shí)間，在延長(zhǎng)綠時(shí)間內(nèi)繼續(xù)有車(chē)到達(dá)則繼續(xù)延長(zhǎng)綠燈時(shí)間，直至運(yùn)行到最大綠。通過(guò)感應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)相位駐留、行人一次過(guò)街等特殊功能。

2、自適應(yīng)感應(yīng)控制
根據(jù)交通流的狀況，實(shí)時(shí)的自動(dòng)調(diào)整信號(hào)控制參數(shù)以適應(yīng)交通流變化的控制方式。

3、定周期控制
按照預(yù)先設(shè)定的控制方案進(jìn)行相位信號(hào)輸出。在方案運(yùn)行期間周期長(zhǎng)、綠信比、相序不隨道路狀況的變化而變化。

4、多時(shí)段控制
在不同的時(shí)段，交叉口的交通狀態(tài)也不相同，為了達(dá)到較好的控制效果，應(yīng)設(shè)置不同的控制方案。信號(hào)機(jī)可以將1天24小時(shí)分成若干個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段運(yùn)行相應(yīng)的周期、綠信比方案。

5、……
要不怎么說(shuō)“有事問(wèn)度娘”，看到這，才恍然紅綠燈間隔亮和滅還有如此講究！不同的時(shí)段，紅燈時(shí)間不同；即使是相同的時(shí)段，車(chē)流、人流量不同紅燈時(shí)間也不同。每天靜靜矗立在路口的交通信號(hào)控制柜，如圖所示。

交通信號(hào)機(jī)安裝于交通信號(hào)控制柜內(nèi)，是現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)的重要組成之一，用于城市道路交通信號(hào)的控制與管理。

交通信號(hào)機(jī)由液晶顯示屏、控制板、燈組驅(qū)動(dòng)板、按鈕板、電源等組成?？刂瓢逶O(shè)計(jì)框圖：

M3352核心板基于Cortex-A8處理器，主頻高達(dá)800MHz，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)（支持豐富協(xié)議棧及數(shù)據(jù)庫(kù)），支持用戶通過(guò)QT實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)，方便后期維護(hù)人員通過(guò)界面快速定位信號(hào)燈故障；

在了解一下信號(hào)機(jī)幾個(gè)基本概念：

1、什么叫做相位？相位文件是什么？
相位是指在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，同時(shí)放行的交通信號(hào)燈的集合。

例如，東西直行方向直行交通燈亮40秒為1個(gè)相位，南北直行方向直行交通燈亮30秒為1各相位。

把上面的相位輸入到信號(hào)控制機(jī)時(shí)，信號(hào)機(jī)會(huì)把相位轉(zhuǎn)換成控制機(jī)能識(shí)別的數(shù)據(jù)，每個(gè)相位對(duì)應(yīng)1組數(shù)據(jù)，若干個(gè)相位則對(duì)應(yīng)若干組數(shù)據(jù)。把這些相位數(shù)據(jù)保存成1個(gè)文件，就叫相位文件。

2、什么叫時(shí)段？
在每天不同的時(shí)間段內(nèi)，車(chē)流量是不同的，倘若把全天的相位放行時(shí)間都設(shè)置為固定的時(shí)間，那么整個(gè)道路的利用率是非常低。所以，這就引入了時(shí)段（也有叫時(shí)間表）這一手段來(lái)控制相位放行時(shí)間。

例如，在上班和下班等車(chē)流輛高峰的時(shí)段內(nèi)車(chē)流量比較大，可以設(shè)置相位時(shí)間為比較長(zhǎng)的時(shí)間。

3、綠信比和最大綠時(shí)間、最小綠時(shí)間的差別是什么？
綠信比是指一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，相位時(shí)間與周期時(shí)間之比；

最大綠時(shí)間、和最小綠時(shí)間，一般用在車(chē)流量自動(dòng)控制的路口上面。在智能化的路口中，相位放行的時(shí)間是根據(jù)路面的車(chē)流自動(dòng)設(shè)定的，也就是有可能每次都是變化的；為了避免自動(dòng)設(shè)定的相位放行時(shí)間是個(gè)非常大的值或非常小的值，必須把設(shè)定值限定在一個(gè)范圍內(nèi)；最大綠時(shí)間和最小綠時(shí)間就是用于該用途的。

4、什么叫綠沖突和綠波帶有關(guān)系嗎？
兩個(gè)放行相沖突的方向的綠燈同時(shí)亮，就叫綠沖突。

綠波帶和綠沖突是兩個(gè)完全不同的定義。“綠波帶”的原理是，根據(jù)道路車(chē)輛行駛的速度和路口間的距離，設(shè)置信號(hào)燈的點(diǎn)亮?xí)r間差，以保證車(chē)輛從遇到第一個(gè)綠燈開(kāi)始，只要按照規(guī)定速度行駛，之后遇到的信號(hào)燈將全是綠燈。