浅谈MiniARM工控板在交通信号控制系统中的应用

时间：2011-08-31

　　应用背景

　　随着我国经济建设的快速发展，城市规模的不断扩大，城市道路交通越来越成为社会关注的热点问题。我国城市交通系统的现状主要体现在机动车增长迅速，供需矛盾进一步加剧交通拥堵等。虽然道路不断扩建，路网结构得到改善，通行能力不断提高，但交通的供需矛盾并没有得到缓解，城市交通问题已经引起社会各界的广泛关注。交通信号控制系统是城市交通管理中能够直接对交通流发生作用的部分，是城市交通管理水平高低的集中体现。城市（包括市区和郊区）道路（地面、地下、高架、水道、索道等）系统间的公众出行和客货输送。在人类把车辆作为交通工具之前，城市公众出行以步行为主，或以骑牲畜、乘轿等代步。货物转移多靠肩挑或利用简单的运送工具运输。车辆出现后，马车很快成为城市交通工具的主体。1819年巴黎市街上首先出现了为城市公众租乘服务的公共马车，从此产生了城市公共交通，开创了城市交通的新纪元。

　　随着科学技术的进步和工业的发展，城市中交通量激增，原始的交通方式已不能满足要求；同时，由于工业发展为城市交通提供的各种交通工具越来越多，从而加速了城市交通事业的发展。城市交通的特征因各城市的规模、性质、结构、地理位置和政治经济地位的差异而有所不同，但是它们具有的主要特点则是相同的。①城市交通的重点是客运；②早晚上下班时间是城市客运高峰；③每个城市的客流形成都有自身的规律；④城市客运量大小与各该城市的总体规划和布局有直接关系。

　　城市交通拥堵往往只出现在一定的时间一定的区域，而并不是所有时间所有区域范围都会出现交通拥堵现象。为此，就要求城市各路段的交通信号灯有协调工作的能力，随周边交通信息变化及时计算分析得出交叉点整体红绿灯时间以提高拥堵路段、路口的通行能力，减少拥堵区域的交通压力。例如当某个区域出现交通拥堵现象时，这个区域的交通信号系统就可以通过速度传感器和计数传感器检测到这个路段交通不顺畅，它就会将此信息发送到交通管理中心和周边的交通信号灯，调整周边通往拥堵区域的路口红绿灯时间，以缓和拥堵状况。交通信号控制系统要把分时段单点控制、本地优化控制、感应控制、无电缆协调控制、主干道协调优化控制（线控）、区域协调优化控制（面控）等各种控制方式都融合到交通信号控制系统中来。为了便于系统集成，要求交通信号控制器具有CAN-bus、 RS-485、以太网等多种通信端口，提高交通信号控制器协调工作的能力。

　　应用方案

　　如图所示，对于长达5～10km的现场网络，CAN-bus成本明显低廉，而且通信可靠；利用现有以太网光缆与接口资源，以太网特别适合将现场网络连接远程监控中心（对于高速公路可通过GPRS网络与远程监控中心通信）根据以上特点方案可分为2个通信层次。采用M9020-N20I工业控制模块可以轻松满足以上要求。