ARM核心板在交通信號機中的應(yīng)用

摘要：交叉路口紅綠燈的控制遠比想象的復(fù)雜，早期交通信號控制機僅能實現(xiàn)被動的、固定的信號周期控制，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)有一個概念叫“時間知覺”， 指人的時間知覺與活動內(nèi)容、情緒、動機、態(tài)度有關(guān)。最直接的例子：急于等待某個結(jié)果的時候，總感覺時間過的慢。

上周一上班遲到等紅燈，感覺紅燈等待時間遠遠超過平時！和同事談?wù)摚苯右粋€“時間知覺”的概念把我給砸懵了！為了探究是否是時間知覺的原因，下班后請度娘做了一下腦補，最終結(jié)論：紅燈時間比平時長，確實長！

一起了解下紅綠燈控制。

交叉路口的紅綠燈是通過交通信號機來控制的，交通信號控制機通過變換交叉口交通燈信號的顏色，使得在時間和空間上相沖突的車輛及行人安全、高效的通過交叉口，實現(xiàn)對交通流的合理控制，達到疏導(dǎo)、改善交通流的目的。控制方式包括：

1、感應(yīng)控制
根據(jù)檢測到的交通流數(shù)據(jù)來實時改變信號綠燈時間。相位至少運行最小綠，若有車通過，則延長一個延長綠時間，在延長綠時間內(nèi)繼續(xù)有車到達則繼續(xù)延長綠燈時間，直至運行到最大綠。通過感應(yīng)可以實現(xiàn)相位駐留、行人一次過街等特殊功能。

2、自適應(yīng)感應(yīng)控制
根據(jù)交通流的狀況，實時的自動調(diào)整信號控制參數(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)定的控制方案進行相位信號輸出。在方案運行期間周期長、綠信比、相序不隨道路狀況的變化而變化。

4、多時段控制
在不同的時段，交叉口的交通狀態(tài)也不相同，為了達到較好的控制效果，應(yīng)設(shè)置不同的控制方案。信號機可以將1天24小時分成若干個時段，每個時段運行相應(yīng)的周期、綠信比方案。

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

交通信號機安裝于交通信號控制柜內(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的控制與管理。

交通信號機由液晶顯示屏、控制板、燈組驅(qū)動板、按鈕板、電源等組成。控制板設(shè)計框圖：

M3352核心板基于Cortex-A8處理器，主頻高達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），支持用戶通過QT實現(xiàn)人機交互界面的設(shè)計，方便后期維護人員通過界面快速定位信號燈故障；

在了解一下信號機幾個基本概念：

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

例如，東西直行方向直行交通燈亮40秒為1個相位，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控制機時，信號機會把相位轉(zhuǎn)換成控制機能識別的數(shù)據(jù)，每個相位對應(yīng)1組數(shù)據(jù)，若干個相位則對應(yīng)若干組數(shù)據(jù)。把這些相位數(shù)據(jù)保存成1個文件，就叫相位文件。

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

例如，在上班和下班等車流輛高峰的時段內(nèi)車流量比較大，可以設(shè)置相位時間為比較長的時間。

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

最大綠時間、和最小綠時間，一般用在車流量自動控制的路口上面。在智能化的路口中，相位放行的時間是根據(jù)路面的車流自動設(shè)定的，也就是有可能每次都是變化的；為了避免自動設(shè)定的相位放行時間是個非常大的值或非常小的值，必須把設(shè)定值限定在一個范圍內(nèi)；最大綠時間和最小綠時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？
兩個放行相沖突的方向的綠燈同時亮，就叫綠沖突。

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