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當前,在世界范圍內(nèi),一個以微電子技術,計算機和通信技術為先導的,以信息技術和信息產(chǎn)業(yè)為中心的信息革命方興未艾。而計算機技術怎樣與實際應用更有效的結合并有效的發(fā)揮其作用是科學界最熱門的話題,也是當今計算機應用中空前活躍的領域。本文主要從單片機的應用上來實現(xiàn)十字路通燈智能化的管理,用以控制過往車輛的正常運作。
2.過程分析
圖1是一個十字路口示意圖。分別用1、2、3、4表明四個流向的主車道,用a、b、c、p分別表示各主車道的左行車道、直行車道、右行車道以及人行道。用a、b、c、p分別表示左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)和人行道的交通信號燈,如圖2所示。
交通燈閃亮的過程:
路口1的車直行時的所有指示燈情況為:
3a3b2p綠3c紅+4a4b4c3p全紅+1c綠1a1b4p紅+2c綠2a2b1p紅
路口2的車直行時的所有指示燈情況為:
4a4b3p綠4c紅+1a1b1c4p全紅+2c綠2a2b1p紅+3c綠3a3b2p紅
故路口3的車直行時的所有指示燈情況為:
1a1b4p綠1c紅+2a2b2c1p全紅+3c綠3a3b2p紅+4c綠4a4b3p紅
故路口4的車直行時的所有指示燈情況為:
2a2b1p綠2c紅+3c3a3b2p全紅+4c綠4a4b3p紅+1c綠1a1b4p紅
圖1:十字路通示意圖
圖2:十字路口通行順序示意圖
圖3:十字路通指示燈示意圖
圖4:交通燈控制系統(tǒng)硬件框圖
3、硬件設計
本系統(tǒng)硬件上采用at89c52單片機和可編程并行接口芯片8155,分別控制圖2所示的四個組合。at89c52單片機具有mcs-51內(nèi)核,片內(nèi)有8kbflash、256字節(jié)ram、6個中斷源、1個串行口、最高工作頻率可達24mhz,完全可以滿足本系統(tǒng)的需要;與其他控制方法相比,所用器件可以說是比較簡單經(jīng)濟的。
4、軟件流程圖
圖5:交通燈控制系統(tǒng)流程圖
5、交通燈控制系統(tǒng)軟件
org0000h
ljmpmain
org0100h
main:
movsp,#60h
;lcalldir;調(diào)用日期、時間顯示子程序
loop:
movp1,#0ffh
ljmptest
lcallroad1;路口1的車直行時各路口燈亮情況
lcalldly30s;延時30秒
movp1,#0ffh;恢復p1口高電平
lcallreset;恢復8155各口為高電平
lcallyellow1;路口1的車直行--%26gt;路口2的車直行黃燈亮情況
lcalldly5s;延時5秒
lcallreset;恢復8155各口為高電平
movp1,#0ffh;恢復p1口
lcallroad2;路口2的車直行時各路口燈亮情況
lcalldly30s;延時30秒
lcallreset;恢復8155a、b口為高電?
movp1,#0ffh;恢復p1口高電平
lcallyellow2;路口2的車直行--%26gt;路口3的車直行黃燈亮情況
lcalldly5s;延時5秒
lcallreset;恢復8155a、b口為高電?
movp1,#0ffh;恢復p1口高電平
lcallroad3;路口3的車直行時各路口燈亮情況
lcalldly30s;延時30秒
lcallreset;恢復8155a、b口為高電?
movp1,#0ffh;恢復p1口高電平
lcallyellow3;路口3的車直行--%26gt;路口4的車直行黃燈亮情況
lcalldly5s;延時5秒
lcallreset;恢復8155各口為高電平
movp1,#0ffh;恢復p1口高電平
ljmptest
lcallroad4;路口4的車直行時各路口燈亮情況
lcalldly30s;延時30秒
setbp1.5;恢復p1.5高電平
setbp1.4;恢復p1.4高電平
movdptr,#0ffffh;恢復8155各口為高電平
lcallyellow4;路口4的車直行--%26gt;路口1的車直行黃燈亮情況
lcalldly5s;延時5秒
setbp1.6;恢復p1.6高電平
setbp1.3;恢復p1.3高電平
movdptr,#0ffffh;恢復8155各口為高電平
ljmploop
;路口1的車直行時各路口燈亮情況3a3b2p綠3c紅+4a4b4c3p全紅+1c綠1a1b4p紅+2c綠2a2b1p紅
road1:
movdptr,#7f00h;置8155命令口地址;無關位為1)
mova,#03h;a口、b口輸出,a口、b口為基本輸入輸出方式
movx@dptr,a;寫入工作方式控制字
incdptr;指向a口
mova,#79h;1a1b4p紅1c綠2a2b1p紅
movx@dptr,a
incdptr;指向b口
mova,#0e6h;3a3b2p綠3c紅4a4b3p紅
movx@dptr,a
movp1,#0deh;4c紅2c綠
ret6、結語
本系統(tǒng)結構簡單,操作方便;可現(xiàn)自動控制,具有一定的智能性;對優(yōu)化城市交通具有一定的意義。
本設計將各任務進行細分包裝,使各任務保持相對獨立;能有效改善程序結構,便于模塊化處理,使程序的可讀性、可維護性和可移植性都得到進一步的提高。
6、參考資料
[1] 韓太林,李紅,于林韜;單片機原理及應用(第3版)。電子工業(yè)出版社,20__
許多發(fā)達國家近年來投入了大量的人力、物力和財力對先進的交通信息系統(tǒng)進行研究、試驗和開發(fā)。下面就歐洲、美國及日本等一些國家有代表性的ATIS作一簡要介紹。
1.1歐洲的代表性系統(tǒng)
歐洲的代表性系統(tǒng)有:SOCRATES、EUROSCOUT、Trafficmaster。
SOCRATES是一種有效發(fā)揮傳統(tǒng)的蜂窩無線電話的基礎設施(地面站)的作用,使交通指揮中心與行駛中車輛進行雙向通信的系統(tǒng),它的下行線路可通過“廣播方式”向行駛在各種地面站的網(wǎng)絡內(nèi)的裝有SOCRATES車載裝置的車輛提供道路交通狀況的詳細數(shù)字信息。上行線路利用多頻存取協(xié)議經(jīng)過基地臺向交通指揮中心發(fā)送信息。
EUROSCOUT是以紅外線信標為媒體的動態(tài)路線引導系統(tǒng)。車輛和信標間的紅外線通信是雙向進行的,汽車就變?yōu)橐粋€探頭,將旅行時間、排隊等候時間及OD信息等交通信息數(shù)據(jù)傳輸給中央引導計算機。
Trafficmaster是以倫敦為中心的廣范圍高速公路使用的系統(tǒng),采用傳呼機網(wǎng)絡提供交通信息。收集高速公路交通狀況數(shù)據(jù)的傳感器向前后方向發(fā)出2條紅外線光束,并根據(jù)各光速在車上的反射波時間差檢測車輛的速度。
1.2美國的代表性系統(tǒng)
美國的代表性系統(tǒng)有:TRAVTEK、ADVANCE、FASTTRAC。
TRAVTEK以實時路線引導和服務信息系統(tǒng)實用化為目的,由交通管理中心、信息與服務中心、裝有導航裝置的車輛組成。交通管理中心進行道路交通信息的收集、管理及提供,同時還進行系統(tǒng)運行所必需的信息管理和提供;信息服務中心收集觀光設施、旅館、飯店等為對象的各種服務信息;車載導航裝置由車輛位置測定、路線選擇及接口3種功能構成,可顯示交通堵塞地段、事故及施工等信息的奧蘭多地區(qū)的地圖、按駕駛員需要進行的路線引導及提供服務的文字信息等。
ADVANCE通過電波的雙向通信直接將車載導航裝置和交通管制中心連通,導航裝置由接觸式屏幕、顯示器及導航計算機構成。一輸入最終目的地便可利用最新交通信息計算最佳路線。路線引導是采用聲音合成及用顯示器上的符號指示的形式。
FASTTRAC是把先進交通管理系統(tǒng)(ATMS)和先進交通信息系統(tǒng)(ATIS)技術組合在一起的ITS項目,它計劃進行使實驗車輛與信息控制方式統(tǒng)一的試驗,亦即根據(jù)車輛測量的等候時間等使信號控制和綠色信號實現(xiàn)最佳化。
1.3日本的代表性系統(tǒng)
日本的代表性系統(tǒng)有VICS和ATIS。
VICS中心通過日本道路交通通信中心匯總交通管理者和道路管理者雙方的交通信息。由VICS提供的信息有:交通堵塞信息、所需時間信息、交通障礙信息、交通管制信息和停車場信息5種。
ATIS是先進的交通信息服務系統(tǒng),它的通信媒體是電話線路(無線、有線)。交通信息利用者通過車上裝載的導航裝置或自己家及辦公室的微機,可按需要接收多媒體的地圖信息和文字信息。
2.交通信息系統(tǒng)結構方案
信息系統(tǒng)的本質(zhì)是通過高新技術的有效應用,使得對各種決策(包括交通戰(zhàn)略決策、交通管理決策、交通方式及交通路線選擇決策等)起到支持作用的信息和知識在系統(tǒng)中有效流通,提高決策的科學性,引導合理的交通行為,達到最大限度地發(fā)揮已有交通設施潛力的目的。
為了實現(xiàn)智能化控制交通的要求,收集相關的實時可靠的交通信息是交通信息系統(tǒng)的前提和基礎,然后根據(jù)不同交通管理與控制的目的和要求,進一步分析、傳遞、提供信息。信息流程見圖1。
出行者所關注的信息大致包括3個方面:對“出發(fā)前”移動計劃有效的信息、對“駕駛中”在道路上移動過程中有益的信息以及對“換乘”火車、客車、民航或輪船等提供乘車方便的信息。
依據(jù)出行者的信息需求以及交通管理者和物流業(yè)者在經(jīng)營管理方面的需求,結合中國在行政管理方面的實際情況,確定了交通信息系統(tǒng)結構見圖2。
城市交通信息系統(tǒng)包括一個中心即交通信息中心,交通管理、電子收費、交通誘導、交通信息服務、地理信息、緊急救援、營運車輛管理、車輛安全輔助駕駛八個子系統(tǒng)以及道路交通管理和車輛管理兩個數(shù)據(jù)庫。交通信息系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能結構見圖3。
交通管理子系統(tǒng)主要由交通指揮中心提供通過采集的路段、交叉口、高架交通以及城市出入口的基礎數(shù)據(jù)組織而成的信息。營運車輛管理子系統(tǒng)包括公交和物流管理,公交管理涵蓋出租車和公交車輛的管理,物流管理包含貨運和租賃車管理。緊急救援子系統(tǒng)包括一般性的事故報警以及特殊情況的災害救助。誘導系統(tǒng)含有路徑誘導和停車誘導。部分子系統(tǒng)采集的信息將提供給整個系統(tǒng)共享,通過提供歷史數(shù)據(jù)和實時可供預測的信息,用以支持出行決策的制定,系統(tǒng)實時地通過網(wǎng)絡查詢對公眾交通信息,向各種媒體誘導信息。
系統(tǒng)的結構為分布與集中相結合,各子系統(tǒng)分布相對平等,交通信息中心擁有信息整合的共用信息平臺。各子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集、局部運行管理、共享信息整合等項任務。
城市交通信息系統(tǒng)的建設可分階段進行,條件相對成熟的部門可優(yōu)先發(fā)展,建成示范工程,推動其它部門發(fā)展。同時,交通信息系統(tǒng)的實用化進程需要各子系統(tǒng)所涉及的各個部門之間通力合作,實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化建設與運行。系統(tǒng)設計不但要重視系統(tǒng)核心的研究開發(fā),而且要重視與各子系統(tǒng)之間的相互銜接關系,資源共享是交通信息系統(tǒng)的命脈。人類的生活離不開交通,在以人為本的交通規(guī)劃、管理與設計中,綜合運用現(xiàn)代信息與通訊技術等手段提高交通運輸?shù)男适潜赜芍贰=煌ㄐ畔⑾到y(tǒng)在確定了基本結構之后,需要通過進一步的系統(tǒng)設計后,加以實施。
3.交通信息系統(tǒng)的主要媒體和特點
城市交通信息系統(tǒng)中可傳遞信息的媒體主要特點見表1。
表1交通信息系統(tǒng)利用的主要媒體和特點
4.結論
城市交通信息系統(tǒng)必將在今后真正的高度信息通信社會中占有一席之地,交通信息系統(tǒng)也必將在實現(xiàn)高效舒適的交通社會中發(fā)揮重要作用。城市交通信息系統(tǒng)未來的實施,必將在居民出行、事故和災害救援以及貨物流通等方面帶來更大的便利,同時,在交通管理方面更加有的放矢、標本兼治,在減少交通出行、降低交通量、減少阻塞、減輕污染、提高服務水平等增加社會和經(jīng)濟效益方面也將起到巨大的作用。
摘要:先進的交通信息系統(tǒng)(ATIS)是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。本文的研究內(nèi)容是ATIS在中國的結構方案。該文首先分析了交通信息系統(tǒng)在中國的發(fā)展情況,闡述了城市交通信息系統(tǒng)的重要性。在總結了國外近年來有關交通信息系統(tǒng)的開發(fā)和研究成果后,結合中國在行政管理方面的實際情況,提出了城市交通信息系統(tǒng)的結構方案:一個核心即交通信息中心,交通管理、電子收費、交通誘導、交通信息服務、地理信息、緊急救援、營運車輛管理、車輛安全輔助駕駛八個子系統(tǒng)以及道路交通管理和車輛管理兩個數(shù)據(jù)庫,闡述了各子系統(tǒng)的功能。最后,預測了交通信息系統(tǒng)在中國實施后將產(chǎn)生的積極影響。
關鍵詞:智能交通系統(tǒng)城市交通信息系統(tǒng)結構方案
參考文獻:
1.黃衛(wèi),陳里德.智能運輸系統(tǒng)(ITS)概論.北京:人民交通出版社,1999
2.[日]社團法人交通工學研究會.智能交通系統(tǒng).北京:人民交通出版社,2000
3.史其信.21世紀智能交通系統(tǒng)(ITS)展望.哈爾濱:交通工程通訊,2001
關鍵詞:智能交通;運輸系統(tǒng);發(fā)展;狀況;對策
交通問題是世界各國面臨的共同問題。交通擁擠造成了巨大的時間浪費,加大了環(huán)境污染。我國大多數(shù)城市的平均行車速度已降至20km/h以下,有些路段甚至只有7~8km/h;由于車輛速度過慢,尾氣排放增加,使得城市的空氣質(zhì)量進一步惡化。交通問題也造成了巨大的經(jīng)濟損失。為了緩解經(jīng)濟發(fā)展帶來的交通運輸發(fā)面的壓力,盡量的利用現(xiàn)有的資源,使其發(fā)揮最大的作用,各國都加大了對智能交通系統(tǒng)的研究和建設的力度。
交通運輸是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè),對于經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有極其重要的作用。公路交通運輸以其機動性好、可以實現(xiàn)“門到門”直達運輸以及運送速度快的特點,成為我國城市和城間中短途客貨運輸?shù)闹饕绞健<涌旖煌ɑA設施建設,綜合運用檢測、通信、計算機、控制、GPS和GIS等現(xiàn)代高新技術,提高交通基礎設施和運輸裝備的利用效率、減少交通公害對加速發(fā)展我國公路交通運輸事業(yè)具有十分重要的意義。這是公路智能交通運輸工程需要解決的關鍵問題。
一、智能交通技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
中國是一個發(fā)展中國家,交通運輸基礎設施短缺,需要加快建設,另一方面也存在交通設施利用率低、管理技術落后、交通安全形式嚴峻等問題。鑒于我國道路在未來20年內(nèi)仍然處于建設期(根據(jù)“五縱七橫”公路主骨架的布局框架,建設12條約35000公里以高等級公路組成的國道主干線),而這一期間正是智能交通技術在全世界進入全面實施階段,中國也需要根據(jù)中國公路運輸?shù)膶嶋H需求探討在中國公路運輸網(wǎng)中應用智能交通技術來提高運輸效率、保障安全和保護環(huán)境的可能性。2000年,國家交通部、建設部,公安部聯(lián)合全國各大科研院所和多家高校制定了符合我國國情的《國家ITS體系框架》規(guī)定我國ITS發(fā)展主要集中在不停車收費、出行者信息服務、城市交通管理、公共交通系統(tǒng)、智能公路系統(tǒng)等9個方面。
我國ITS研究可以追朔于80年代的公路收費系統(tǒng)研制,那時國家科技攻關項目“津塘疏港公路交通工程研究”于首次在高等級公路上把計算機技術、通信技術和電子技術用于監(jiān)控和管理系統(tǒng);進入90年代,我國開始關注國際上ITS的發(fā)展。1995年,交通部ITS工程研究中心進行了GPS(衛(wèi)星定位系統(tǒng))與導駕系統(tǒng)研究、基于GPS的路政車輛管理系統(tǒng)等一系列項目研究,交通部還與各省廳開展了“網(wǎng)絡環(huán)境下不停車收費系統(tǒng)”的聯(lián)合攻關。1999年。由交通部、科技部、建設部等十多個相關部門組成了國家智能交通系統(tǒng)工程技術研究中心,將ITS。未來交通建設和發(fā)展的優(yōu)先領域予以重點支持。由于世界各國把不停車收費系統(tǒng)作為ITS領域最先投入應用的系統(tǒng)開發(fā),以此來擴大道路建設資金來源,緩解收費站交通堵塞,減少環(huán)境污染,所以我國也把聯(lián)網(wǎng)收費、不停車收費系統(tǒng)的開發(fā)和應用列為國家ITS領域首先啟動的項目。
從1998年初開始,交通部就組織開展了“網(wǎng)絡環(huán)境下的不停車收費系統(tǒng)研究”,并在4個省市進行了示范工程。1999年1月1日,廣州市“一卡通”不停車收費系統(tǒng)投入運行,到目前已開通不停車收費車道40余條。同時,圍繞交通監(jiān)控、汽車智能導航等系統(tǒng),以及一大批科研成果及技術產(chǎn)品得到實際應用,對提高社會和公交出租車輛通行效率,改善城市整體交通狀況都起到了極大的推動作用。
ITS建設投入已經(jīng)達到40億50億元,據(jù)了解,預計到2010年,“五縱七橫”國道主干網(wǎng)將基本建成,網(wǎng)絡將貫穿全國主要大中城市,到2015年國道主干線和公路主樞紐系統(tǒng)將全面建成,構筑起以高速公路為主體的公路運輸主骨架。在這個完善的道路網(wǎng)絡里,絕大部分已建和所有新建的高速公路都預埋了比較充裕的管道,部分管孔已鋪設了光纖,它將是承載智能交通業(yè)務的良好基礎設施。僅以基礎設施建設為例,我國將建設3.5萬公里的高等級公路,在高等級公路的建設中。有相當一部分需要建設通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng),目前這一部分投資一般占總投資的4%~5%。1999年,我國公路建設投資達2000億元以上,如果其中的1000億元用于高等級公路建設,那么通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng)方面的投資將達到40億50億元,這僅僅是當前通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng)ITS應用的初級水平。如果考慮到城市基礎設施的建設以及今后ITS應用水平的提高等諸多因素,我國的ITS市場規(guī)模將以百億元、甚至千億元計算。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,ITS的研發(fā)和應用將會越來越新、越來越快,為我國的高新技術產(chǎn)業(yè)、眾多商家提供了一個巨大的商機和市場,我國即將掀起ITS產(chǎn)業(yè)建設的熱潮,智能交通將給我們的生活帶來極大的變化。
二、發(fā)展中國智能運輸系統(tǒng)的對策
中國經(jīng)過改革開放20多年來的建設,交通運輸?shù)陌l(fā)展取得了有目共睹的成就。全社會各種運輸方式完成的客運量和旅客周轉(zhuǎn)量、貨運量和貨物周轉(zhuǎn)量有了較大幅度的提高,交通運輸技術裝備得到明顯的改善,使得中國交通運輸已從“限制型”向“適應型”過渡,已從滿足“量”的需要向滿足“質(zhì)”的需要過渡,已經(jīng)從“賣方市場”向“買方市場”過渡,并且公路運輸發(fā)展成為交通運輸?shù)闹髁姟5c發(fā)達國家相比,仍存在著一些差距。和發(fā)達國家相比,雖然中國目前經(jīng)濟發(fā)展水平尚有較大差距,但改革開放的政策使我們的發(fā)展速度較快,發(fā)達國家今天遇到的問題,我們已經(jīng)或者今后必將會深刻地感受到,為使交通運輸業(yè)適應21世紀的要求,我們應采取積極的對策,根據(jù)國情發(fā)展中國的智能運輸系統(tǒng)。
1、打好ITS發(fā)展基礎,特別是應加強ITS基礎理論的研究工作
目前,國際上ITS理論仍不完善,還處于發(fā)展時期,我們應積極加強與ITS開展較先進國家的交流,在國際ITS現(xiàn)有發(fā)展水平上結合中國特點,深入細致地進行理論研究,盡快接近或達到世界水平,以迎接21世紀ITS發(fā)展的挑戰(zhàn)。否則將成為別國的追隨者,成為他們不成熟技術的推廣試驗場。
2、建立ITS協(xié)調(diào)組織機構
中國交通運輸體制目前仍是條塊分割狀況,鐵路、公路、民航、公安,建設等部門分頭管理,現(xiàn)已出現(xiàn)了各自發(fā)展自身ITS的勢頭,這將造成中國資源上的巨大浪費。為此應盡快成立一個由國家統(tǒng)一領導的,有關部門、學者、企業(yè)和研究部門參與的“ITS中國”組織,類似于美國的ITSAmerica,日本的VERTIS及歐洲的ERTICO組織,來統(tǒng)一制訂中國ITS發(fā)展戰(zhàn)略、目標、原則和標準,特別是制定有關ITS的技術規(guī)范和整體發(fā)展規(guī)劃,實現(xiàn)ITS技術和產(chǎn)品的通用性,兼容性和互換性,加強政府的宏觀調(diào)控,以減少局部利益的沖突和有限資金的浪費。
3、注重人才的培養(yǎng)
隨著ITS的進一步發(fā)展,21世紀交通運輸將會發(fā)生重大變化,而與之相應的是對不同層次的專業(yè)人才需求情況與以往大不相同,為此應加強國內(nèi)高校及科研單位交通運輸領域與國外ITS的交流合作,派出人員學習培訓,走出去、請進來,將最新的ITS技術溶入交通運輸專業(yè)的教學內(nèi)容和科研之中,以高素質(zhì)的ITS人才去迎接新世紀的挑戰(zhàn)。