智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用

（中交上海航道局有限公司，上海 200002）

各类新型的智能化技术出现在人们日常生产生活过程中，如云计算、大数据技术等，可提高我国市政交通工程便利程度，并实现交通自动化控制，推动我国市政交通的智能化发展。

1 智能化技术概述

1.1 智能交通系统

智能化市政交通以计算机信息传输等各类智能化技术为基础，考虑城市人、路、车间的关系，对交通问题进行管理，实现交通高效运行，是保障交通管理效果的一种新型科学交通管理体系[1]。该系统对我国交通工程进一步发展有较大的推动作用，因此，该项技术在我国境内迅速发展。

1.2 智能化技术的应用特点

1.2.1 精准性

智能化技术加持到市政交通工程自动化控制中，显著提高了控制的精准性，保障了市政交通的通畅。随着自动化控制技术的不断发展，成熟的自动化控制系统已经摆脱了对人工的依赖，提高作用效益。在发展过程中，市政交通工程自动化体系应精准度问题，将智能化技术与市政交通工程相结合，提高信息数据处理效率，保障控制的精准度。

1.2.2 操作无人化

与传统自动化控制技术相比，智能化技术的使用可帮助市政交通管理中心掌握交通的实时变化情况，以提高工程的自动化水平，智能化可以帮助当地交通部门依据现实情况，不断完善现有的程序设计，提高控制效果，在减轻工作人员工作压力的同时，避免人为因素的不利影响，保障自动化控制体系的质量，推动交通系统安全稳定运行。

1.3 无须模型的控制

市政交通现场随时会出现较多变化，导致复杂问题的出现，运用智能化技术可以有效解决以上问题，控制这些问题的影响程度，推动市政交通工程平稳发展。智能化技术可以处理市政交通出现的各类动态的复杂方程，完成对象模型的处理和控制，结合目前交通的实际情况，调节各类交通工程中的设备[2]。

2 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用特点

2.1 无须人力控制

随着我国经济和科技的发展，自动化技术迎来了较大变革，许多领域均将智能化技术作为新的改革方向，新型设备已被投入使用到实践过程中，显著提高了生产效率，减少了人力投入，降低误差出现的可能，智能化技术的利用实现了对智能化设备的调节和控制。

2.2 实现智能控制数据统一处理

与传统自动控制技术相比，智能化技术可以对数据进行统一控制和处理，设备接入智能化网络系统中，智能化控制设备可以有效评估设备中存在的数据，会记录经常输入的数据，实现快速查找和评估。对市政交通工程控制的对象随时会发生变化，智能化技术可较好地应对变化，为控制对象提供生产动作指令时，智能化技术可以依据原先设定的目标，使用合适的控制方法完成工作，保障市政交通能够顺利开展[3]。

2.3 无须使用控制模型

将智能化控制系统使用到市政交通工程发展过程中，可降低对传统控制器的使用，提高控制的紧密系数，传统的控制器受制于较低的技术水平。如果工作人员操控的动态方程复杂性较高，须对其进行严禁控制，会相应降低控制效率，影响模型设计的最终结果。智能化系统突破了单一模式的限制，可以直接控制模型。

3 智能化技术在市政交通工程自动化控制中的应用方式

3.1 道路监控系统控制

道路监控系统可以了解当前交通流量的实际情况，该系统是自动化控制体系的关键组成部分之一。内场和外场的智能化监测终端设备可对重点位置进行监测和控制，如特殊路段和桥梁等，并收集周边的紧急电话、外场设备、循环车辆等相关信息。

使用数据分析该交通路段可能出现的交通事故，天气恶劣时，某一路段易发生交通事故，可利用虚拟线圈测速法，确定每辆车的行车速度。虚拟线圈测速法将两个虚拟线圈设置于交通路面上，通过计算两个线圈间的实际距离，推测车辆速度。在车辆经过线圈1时，该线圈会被激活，并记录时间t1，经过线圈2后，会激活线圈2并记录时间t2，依据车辆通过两个线圈之间的时间差，按照速度计算公式，可以详细测算出车辆的实时运行速度，并实施监控，防止车辆因超速而出现事故。

高级监控模式可以分析当前交通线路的实际情况，将匝道线路和主线路紧密结合，利用各类外部设备包括摄像视频、紧急电话等，明确车辆的详细情况，使用车辆控制器和有线广播控制主线路行车情况[4]。

3.2 车辆限载系统控制

车辆的超重和超载是破坏公路路面结构主要因素之一，这两个因素易造成交通事故，我国交通管理部门须严格控制超重超载车辆的行使情况，可减少道路养护成本，维持交通道路的安全性。

将图像信息系统、收费系统、车辆限载系统与智能化技术紧密结合，以了解车辆的具体运行情况，防止违规车辆出现肇事逃逸等情形。我国交通管理部门可在道路上设置摄影机、报警装置、称重系统、称重校对系统等，系统的组成部分主要包括路边控制器、图像传输器、车牌识别器、轴重传感器、卸载系统等。

高速动态称重系统和低速称重校对系统是限载系统重要的组成部分，两个系统的结合可迅速获取车辆的载重情况，可抓拍车辆，获取车辆的具体数据，再直接储存在云端中。车辆出现超重或超速问题时，系统可通过发出警报的形式，将储存的数据、警报一起发送到终端控制网络中。

在高速入口设置称重系统，连接入口发卡系统和称重检测设备，经过收费站口时须进行称重。6轴列车驱动形式为6×2，限重为46 t，6×4限重为49 t，驱动轴每轴每侧设置为双轮胎或安装空气悬架系统的3轴、4轴货车，可以在限重的基础上增加1 t。如果车辆超出限重范围系统会自动报警，相关执法人员可依据报警信息对车辆进行违章处理，系统可实时跟踪车辆运行情况，上传该车辆信息。

所有部门均可以通过云系统了解车辆的运行情况，如果系统检测出某辆车有超载的现象，车辆识别系统可以自动工作识别车牌，并通过mser字符法和车牌定位法，建立与该车牌相关的数据库，将库中的所有信息上传收费系统，确定车辆的具体情况。车辆超载触发警报车辆未按照规定停车，收费系统可以了解车辆的具体违法情况，生成执法报告，对车主进行处罚。

3.3 交通信号控制

智能化技术与交通信号系统的结合，可构建智能信号灯控制体系，该体系主要由工业路由器、PC控制终端、交通信号控制器等构成[5]。该系统可依据摄像头传递的实时情况了解路口交通的实际情况，通过切换红绿灯的方式使交通运行更畅通。该系统可与物联网技术相结合，实现路口的分级化管理，DTU具有GPS功能，利用GIS图形化、向导化进行管理和控制。该系统可以利用人工干预控制、公交优先控制、信号优化控制等方法完成信号的控制工作，提高工作效率。

3.4 智能外场终端控制

将汽车检测器纳入市政交通工程管理过程中，可检测道路目前是否有车辆经过，依据检测得到的具体数据，测量该道路当前的车辆数量、道路占有率、具体的车辆速度等，为自动化控制系统制定策略、提供基础依据。

该检测器位于路面以下，包括智能传感器、处理器，可以配合完成工作，智能处理器主要由信息检测单元、数据接口单元、数据处理单元、信息放大单元构成[6]。与其他设备相比，该检测器中传输的数据可进一步丰富交通参数，使数据中心及时确定交通道路上的车辆速度、数量、道路占有率，车辆检测器准确率较高的特性，可保障交通规划的精准性。

对车辆运行情况进行检测时，该系统中的各个部分会同时产生作用，通过信息传输的方式明确车道的整体情况。该系统可自动进行温度补偿操作，较适于野外长期连续作业，各单元可以进行数据储存，将其与计算机外接口相连，工作人员可以调整其内部的信号传输频率，若信号中断，后续的数据可直接录入计算机中，防止数据丢失。

4 结语

将智能化技术与市政交通工程自动化控制体系紧密结合，可节省人力，可与外场控制系统、车辆限载系统、交通信号控制系统相连接，提升市政交通管理的方便性，提高市政交通控制的效率。我国科学技术发展迅速，智能化技术已被投入各行各业发展过程中，市政交通工程应提高对智能化技术的重视程度，明确智能化技术与市政交通工程的具体结合形式，提高我国市政交通工程的自动化程度。