基于车联网视角的智能红绿灯发展研究

孔靖婧

摘要：随着城市化进程的加快，汽车成为人们出行的重要工具，给人们带来便利的同时，也造成了一系列交通问题。本文旨在研究智能红绿灯发展，以安徽省合肥市为例分析智能红绿灯的发展及制约其发展的因素。基于车联网视角，借助无线通信，数据传输等技术合理调整十字路口红绿灯时长，摆脱传统红绿灯的固定时长，从而有效缓解交通堵塞，减少交通事故。

关键词：智能红绿灯;车联网;发展

第二次工业革命以来，汽车步入寻常百姓家中。汽车为人们出行提供便利的同时，交通事故、环境污染等问题也带给了人们极大的烦恼。红绿灯是管理城市交通的重要工具，虽然在一部分情况下其能很好的发挥作用，但随着城市的不断建设及汽车保有量的不断增加，许多路段的红绿灯与汽车通行量严重不匹配，尤其是上下班高峰时段。

目前，紅绿灯采用的是固定时长，设置时间不够灵活，近几年来，车联网的不断兴起给智能红绿灯的发展带来了很好的思路。依赖于物联网的飞速发展，车联网可以将道路上行驶的车辆信息进行智能化处理，利用传感器汇集汽车位置、速度等实时信息，利用数据传输技术将这些数据反馈给计算机处理系统，从而根据这些数据信息计算出合理的时长，灵活地调整不同时段的信号灯时长，改善交通环境。基于车联网视角的智能红绿灯能够实现车辆、路、人三者之间的“交流”，缓解交通压力。在交通拥堵问题日趋严重的今天，亟需应用智能红绿灯来解决交通问题。

一、国内外智能红绿灯的发展状况

（一）国外发展状况

最早的智能交通系统是二十一世纪初从美国起源，经过了许多年的发展，美国的智能交通系统已经远远领先了世界上的其他国家。由于日本及一些欧洲国家领土有限，汽车保有量高而导致交通压力非常大，很多国家的迫切需要促使智能红绿灯出现的较早。目前，欧洲各国已计划将不同国家现有的交通系统进行融合，以实现欧洲国家的智能交通系统的互联互通。与此同时，日本也根据自身情况制定了一个计划，跟上智慧交通系统发展的步伐。

2012年，日本的冈本市推出了智能传感器红绿灯，成为了日本最先试点智能红绿灯的城市。冈本市的智能红绿灯能够对车流量和人流量进行自动感应。当发现附近路口没有车辆行驶的时候，人行道上的红绿灯会变换为绿色，这期间经过的人们便可以顺利通行。反之，若系统检测到附近交通路况车辆比较多时，则会自动让人行道上的信号灯转变为红色，让车辆优先通过。如果智能红绿灯系统检测到红灯仍有行人通过的时候，会用可爱的女声提醒他们不要闯红灯。

（二）国内发展状况

由于我国的国情及政策的影响，智能红绿灯的概念引入我国的比较晚。改革开放之后大概六七年，我国才渐渐把智能交通系统的主要地位放到智能红绿灯技术上。它将较为先进的通信传输技术、电子控制技术、计算机处理能力以及信息能力更加灵活地发展于整个城市的运输管理系统。1997年，国际研讨会北京智能交通系统会议和中欧的城市智能交通发展变化，中国认识到了智能红绿灯的重要性并且迫切的需要。于是中国智能交通系统（控股）有限公司正式挂牌成立，并且在2010年选择在香港交易所上市。

二、智能红绿灯的应用方向

目前，智能红绿灯在国内还没有普遍应用，但是在全球的城市中几乎都已将智能红绿灯纳入“智慧城市”的一部分。根据美国的CEBR研究，认为等待红绿灯是造成堵车的主要原因。智能红绿灯的应用能够节省人们的出行时间、较少汽车尾气等有害物质的排放等。根据智能红绿灯在不同方面的作用，主要可分为以下几种：

（一）城市实时公交

实时公交可以使人们出行更具灵活性，可根据实时情况选择不同的出行方案，从而节约时间。基于车联网的视角依托传感技术和无线通信技术可以传递车辆的实时速度及所处位置等实时公交信息。以安徽省合肥市为例，出行时可以利用高德地图或百度地图等app查询欲乘坐的车辆，其可以显示最近一辆和第二辆公交车离“我”最近的车站的距离及到达该车站所需的时间。除此之外，有许多公交站台也设有电子显示屏以提供各路公交车的实时信息，这样一来人们便可以合理安排出行时间，灵活变更出行方式，极大地提高了出行的效率。

（二）保障特殊车辆优先通行

在某些特殊情形下，例如警车捉拿犯罪分子、救护车急救病人、国家元首经过时智能红绿灯都可以提供极大的作用。

近年来，因交通堵塞导致救护车紧急运送病人无法及时医治而身亡的案例很多，引起了全社会的广泛关注。在特殊车辆执行紧急任务时，智能红绿灯可以通过传感系统检测到路段情况，通过调节红绿灯时长的方式保证特殊车辆所在方向一路通行而与其交叉方向暂时停止通行。如此一来在保障执行紧急任务的特殊车辆通行的同时也避免了来向车辆及交叉方向的车辆因避让而造成的交通堵塞，从而使交通更加人性化、合理化。

（三）缓解交通拥堵，减少交通事故

在日常出行时，人们经常可以看到信号灯是红灯的道路上堵得水泄不通，而反向车道上畅通无阻，尤其是上下班高峰时期。这样一来不仅浪费了道路资源，也使交通事故的发生率大大提高。由此可见，智能红绿灯通过监测车流量和路况从而合理调节信号灯的时长对交通环境至关重要。以学校附近为例，放学时学生总是成群结队，过马路时十分危险，尤其在红绿灯时长不合理的情况下。通过智能红绿灯监测学校路段的人流量进而计算出合理的通行时间，这样一来可以保障学生们的安全，减少交通事故的发生。

（四）减少有害物质的排放

众所周知，塞车会导致汽油等燃料的浪费，增加有害物质的排放从而造成大气污染及温室效应加剧，对人体会造成很大的损伤。虽然现在很多的汽车制造时都会装尾气处理器，但是处理的并不完全，若想从根本上解决这个问题，只有想办法减少尾气的产生。基于车联网视角的智能红绿灯的应用能够减少城市塞车时间，减少汽车行驶过程中的“走走停停”，在根本上减少了尾气的产生。

三、智能红绿灯发展的制约因素

（一）数据传输延迟

虽然基于车联网的智能红绿灯采用无线通信技术、传感技术等，但是数据的传输仍需要一些时间，从红绿灯监控系统检测到路况到分析并计算车流量再到反馈到系统计算应设置的时长再自动调整需要几秒钟的时间，有一定的滞后性。

（二）技术条件尚未成熟

智能红绿灯的发展离不开许多技术的支撑，例如无线通信技术、计算机处理技术、数据传输技术等。其中无线通信技术和数据传输技术在近几年快速发展，虽然可以做到数据传输，但是传输的数据量巨大繁杂，较难快速地提取有效信息。计算机处理技术随着大数据技术的普及已有了巨大进步，但是在数据共享方面仍有很大的进步空间。

（三）资本难以及时注入

一种新兴事物想要快速发展应用，需要资金的及时注入。智能红绿灯的应用前期需要大量資本的进入才能有效推进，单一公司的资本实力不够雄厚，难以有效推广，这就需要政府与企业携手，政府通过招标提供资金支撑，企业提供技术支持。这才是智能红绿灯合理的应用之路。

四、合肥市智能红绿灯发展的政策建议

合肥作为继北京、上海之后的全国第三个综合性国家科学中心近几年吸引了大量人才流入，城市交通拥堵问题日趋严重。虽然截至2020年12月，合肥轨道交通运营线路已有四条，但是交通问题并没有得到很好的解决。

智能红绿灯属于智慧交通的重要一环，合肥市政府应当大力支持智能红绿灯的发展建设，下决心解决城市交通问题。可以借鉴国外智能红绿灯发展经验、通过招商引资对智能红绿灯的建设进行资金支持等。合肥市高新区产业园众多，是创新性示范基地，在此试点智能红绿灯是个不错的选择，一来可以吸引众多的投资者从而给予智能红绿灯更多的资金支持，二来高新区的不同领域所涉及到的计算机处理技术、数据通信传输技术及各方面的创新型人才都是智能红绿灯发展的先决条件。虽然智能红绿灯的应用能在一定程度上缓解交通堵塞问题、减少尾气排放，但无法彻底解决这些问题，必须与拓宽路面、安装尾气处理器等措施配套。

五、结语

总的来说，智能红绿灯的发展状况是由无线传输技术、计算机处理技术、数据传输技术等共同发展而确立的。伴随科技的发展，这些前沿技术也会不断地进步，智能红绿灯系统也会推陈出新，逐步更迭。未来，车联网视角下的智能红绿灯一定会成为引领智能交通系统的指路明灯。

参考文献：

[1]辛勇.车联网系统在智能交通体系中的应用研究[J].河南科技，2019，（11）：130-131.

[2]徐侃春.基于车联网的智能交通系统研究[J].铁路计算机应用，2019，（3）：57-58.

[3]刘胤哲.智能红绿灯在城市中的应用探讨[J].中国设备工程，2019，（1）：105-106.

本文系安徽财经大学大学生创新创业训练计划资助.项目编号：201910378296.