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篇1

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的交通擁擠問題日趨嚴(yán)重，因此提高城市路網(wǎng)的通行能力、實(shí)現(xiàn)道路交通的科學(xué)化管理迫在眉睫。智能交通系統(tǒng)（ITS）在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生。

智能交通要求路口向控制中心實(shí)時(shí)提供圖像和數(shù)據(jù)信息，并能夠獨(dú)立執(zhí)行一些復(fù)雜的算法。但是目前國內(nèi)的路通控制器大多采用單片機(jī)作為處理器，只能執(zhí)行定時(shí)算法，以RS232或者RS485作為通訊方式，根本無法滿足智能交通對(duì)于路口控制器的要求；而國外的路口控制器（如西門子公司的2070和美國的EAGLE）不能適合中國國情，且價(jià)格昂貴，操作不方便。因此研究開發(fā)出適合中國國情、性能價(jià)格比高的路口控制器成為一項(xiàng)特別緊迫的任務(wù)。

本課題組開發(fā)的TCS－0602智能交通路口控制器滿足了國內(nèi)智能交通發(fā)展的要求。本文將從路口控制器在智能交通中的作用、TCS－0602的硬件體系、軟件體系和最后的運(yùn)行結(jié)果四個(gè)方面來進(jìn)行說明。。

1智能交通路口控制器在智能交通中的作用

智能交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常工作時(shí)，共享數(shù)據(jù)庫通過光纜收集控制器預(yù)處理過的圖像和數(shù)據(jù)信息，在控制中心通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)、誘導(dǎo)和控制[2～4]，然后將控制參數(shù)下載到智能交通路口控制器，由它控制交通指示牌和交通信號(hào)燈，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的最優(yōu)控制策略。當(dāng)智能交通路口控制器不能跟控制中心通訊的時(shí)候，它可以根據(jù)當(dāng)?shù)貦z測(cè)到的交通流量和歷史數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行基于該路口的局域最優(yōu)控制。當(dāng)發(fā)生事故和其它特殊情況時(shí)，還可以通過手動(dòng)實(shí)現(xiàn)路口的控制。所以在智能交通中，智能交通路口控制器是一個(gè)收集數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)控制的平臺(tái)。它需要完成以下任務(wù)：（1）與控制中心通過光纜進(jìn)行通訊；（2）執(zhí)行交通控制算法；（3）接收攝像機(jī)圖像；（4）與微波檢測(cè)儀通訊；（5）與地感線圈通訊；（6）控制交通信號(hào)燈；（7）控制交通指示牌。

2智能交通路口控制器的硬件體系結(jié)構(gòu)

智能交通控制器需要執(zhí)行繁重的通訊和算法處理，對(duì)處理器的通訊和運(yùn)算速度有很高的要求，摩托羅拉公司的MPC8245能夠滿足這些要求。MPC8245具有強(qiáng)大的通訊和運(yùn)算能力[5]，可以通過TI16C554等串口芯片擴(kuò)展多個(gè)RS232串口，和多個(gè)外設(shè)通過串口進(jìn)行通訊?鴉可以連接多達(dá)4個(gè)PCI設(shè)備，還可以通過以太網(wǎng)或者電話線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊。由于MPC8245可以運(yùn)行在300MHz，因此可以滿足很多智能交通算法的需求。

智能交通控制器硬件框圖如圖2所示，MPC8245擴(kuò)展了32MSDRAM和4MFLASH存儲(chǔ)器，其中，4MFLASH用來存儲(chǔ)Linux內(nèi)核和應(yīng)用程序,32M的SDRAM在系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)候存儲(chǔ)Linux的內(nèi)核和應(yīng)用程序。違章抓拍控制器通過PCI總線接口芯片PLX9030接入MPC8245，系統(tǒng)可以兼容各種不同的違章抓拍控制器，通過編寫不同的驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)控制器通過以太網(wǎng)接口芯片CS8900A接入MPC8245，可以接入Internet，加入光線接口就可以實(shí)現(xiàn)光纖通訊。通過MPC8245的UART口擴(kuò)展了一片16C554，擴(kuò)展出了四個(gè)串口，分別接入液晶控制器、交通燈控制器、交通指示牌控制器和傳感器。液晶控制器用來設(shè)定或者修改智能路口控制器控制參數(shù)，而且還可以通過手動(dòng)直接控制交通燈。交通燈的控制是直接控制交通燈，接收來自MPC8245的參數(shù)設(shè)定，比如路口數(shù)、紅綠燈時(shí)間等，并控制交通燈。交通指示牌是用來提供交通信息的大屏幕，MPC8245接收來自控制中心的交通信息，并將這些信息送到交通指示牌控制器，顯示在大屏幕上，用來疏導(dǎo)交通。檢測(cè)設(shè)備在目前交通控制中的作用越來越重要，各種檢測(cè)設(shè)備不但種類繁多，而且新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，因此TCS－0602預(yù)留了包括串口在內(nèi)的多種接口方式。

3智能交通路口控制器的軟件體系

作者開發(fā)的智能交通路口控制軟件建立在Uclinux操作系統(tǒng)之上。Linux內(nèi)核是一種源碼開放的操作系統(tǒng)，采用模塊化的設(shè)計(jì)。在此只保留了必需的功能模塊，刪除了冗余的的功能模塊，并對(duì)內(nèi)核重新編譯，從而使系統(tǒng)運(yùn)行所需的硬件資源顯著減少。因此將其應(yīng)用于智能交通路口控制器的設(shè)計(jì)，具有代碼量小、運(yùn)行消耗系統(tǒng)資源少、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)了智能交通路口控制器對(duì)于操作系統(tǒng)的要求。

篇2

2人工智能技術(shù)在飛行沖突探測(cè)與解脫管理方面的應(yīng)用

人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以使空中交通管理系統(tǒng)具有高智能化的特征，從而滿足飛行沖突與解脫管理方案自動(dòng)生成的需要。具體來說，實(shí)現(xiàn)這一功能的模塊是飛行沖突探測(cè)與解脫輔助決策模塊，而該模塊是由沖突探測(cè)與解脫系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)組成的。該模塊不但可以實(shí)現(xiàn)飛行沖突的預(yù)測(cè)，還可以為管制人員提供飛行沖突調(diào)配的決策方案，從而減輕管制人員的壓力，幫助他們做出正確的決定。所以，該系統(tǒng)的應(yīng)用，彌補(bǔ)了人類與機(jī)器各自存在的不足，從而有效的避免了因人為失誤或機(jī)械故障而造成的飛行事故。從原理角度來看，系統(tǒng)首先通過分析飛行沖突情況來制定可能的解脫方案，然后根據(jù)航空器優(yōu)先級(jí)分類方法和沖突類型判定法等多種規(guī)則，進(jìn)行方案的選擇和排除。在這一推理過程中，為了保證系統(tǒng)推理的有效性，系統(tǒng)需要根據(jù)大量的規(guī)則來進(jìn)行方案的推理選擇。而這些規(guī)則，則要被統(tǒng)一存入知識(shí)庫系統(tǒng)中。這樣，管制人員只要在平時(shí)做好知識(shí)庫系統(tǒng)的更新和維護(hù)，就能夠保證系統(tǒng)推理的有效性，從而根據(jù)系統(tǒng)提供的方案，來進(jìn)行飛行沖突航班的排序。