時間：2023-03-30 11:37:42
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近年來，隨著我國經濟的發展，城市的交通擁擠問題日趨嚴重，因此提高城市路網的通行能力、實現道路交通的科學化管理迫在眉睫。智能交通系統（ITS）在這種背景下應運而生。
智能交通要求路口向控制中心實時提供圖像和數據信息，并能夠獨立執行一些復雜的算法。但是目前國內的路通控制器大多采用單片機作為處理器，只能執行定時算法，以RS232或者RS485作為通訊方式，根本無法滿足智能交通對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，且價格昂貴，操作不方便。因此研究開發出適合中國國情、性能價格比高的路口控制器成為一項特別緊迫的任務。
本課題組開發的TCS－0602智能交通路口控制器滿足了國內智能交通發展的要求。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行結果四個方面來進行說明。。
1智能交通路口控制器在智能交通中的作用
智能交通網絡結構如圖1所示。當網絡正常工作時，共享數據庫通過光纜收集控制器預處理過的圖像和數據信息，在控制中心通過相應的數學模型進行預測、誘導和控制[2～4]，然后將控制參數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燈，來實現整個系統的最優控制策略。當智能交通路口控制器不能跟控制中心通訊的時候，它可以根據當地檢測到的交通流量和歷史數據的數學模型進行基于該路口的局域最優控制。當發生事故和其它特殊情況時，還可以通過手動實現路口的控制。所以在智能交通中，智能交通路口控制器是一個收集數據和實現控制的平臺。它需要完成以下任務：（1）與控制中心通過光纜進行通訊；（2）執行交通控制算法；（3）接收攝像機圖像；（4）與微波檢測儀通訊；（5）與地感線圈通訊；（6）控制交通信號燈；（7）控制交通指示牌。
2智能交通路口控制器的硬件體系結構
智能交通控制器需要執行繁重的通訊和算法處理，對處理器的通訊和運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具有強大的通訊和運算能力[5]，可以通過TI16C554等串口芯片擴展多個RS232串口，和多個外設通過串口進行通訊?鴉可以連接多達4個PCI設備，還可以通過以太網或者電話線進行網絡通訊。由于MPC8245可以運行在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擴展了32MSDRAM和4MFLASH存儲器，其中，4MFLASH用來存儲Linux內核和應用程序,32M的SDRAM在系統運行的時候存儲Linux的內核和應用程序。違章抓拍控制器通過PCI總線接口芯片PLX9030接入MPC8245，系統可以兼容各種不同的違章抓拍控制器，通過編寫不同的驅動程序來實現。以太網控制器通過以太網接口芯片CS8900A接入MPC8245，可以接入Internet，加入光線接口就可以實現光纖通訊。通過MPC8245的UART口擴展了一片16C554，擴展出了四個串口，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。液晶控制器用來設定或者修改智能路口控制器控制參數，而且還可以通過手動直接控制交通燈。交通燈的控制是直接控制交通燈，接收來自MPC8245的參數設定，比如路口數、紅綠燈時間等，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，用來疏導交通。檢測設備在目前交通控制中的作用越來越重要，各種檢測設備不但種類繁多，而且新產品不斷涌現，因此TCS－0602預留了包括串口在內的多種接口方式。
3智能交通路口控制器的軟件體系
作者開發的智能交通路口控制軟件建立在Uclinux操作系統之上。Linux內核是一種源碼開放的操作系統，采用模塊化的設計。在此只保留了必需的功能模塊，刪除了冗余的的功能模塊，并對內核重新編譯，從而使系統運行所需的硬件資源顯著減少。因此將其應用于智能交通路口控制器的設計，具有代碼量小、運行消耗系統資源少、可靠性高等優點，適應了智能交通路口控制器對于操作系統的要求。
2人工智能技術在飛行沖突探測與解脫管理方面的應用
人工智能技術的應用可以使空中交通管理系統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生成的需要。具體來說，實現這一功能的模塊是飛行沖突探測與解脫輔助決策模塊，而該模塊是由沖突探測與解脫系統和輔助決策系統組成的。該模塊不但可以實現飛行沖突的預測，還可以為管制人員提供飛行沖突調配的決策方案，從而減輕管制人員的壓力，幫助他們做出正確的決定。所以，該系統的應用，彌補了人類與機器各自存在的不足，從而有效的避免了因人為失誤或機械故障而造成的飛行事故。從原理角度來看，系統首先通過分析飛行沖突情況來制定可能的解脫方案，然后根據航空器優先級分類方法和沖突類型判定法等多種規則，進行方案的選擇和排除。在這一推理過程中，為了保證系統推理的有效性，系統需要根據大量的規則來進行方案的推理選擇。而這些規則，則要被統一存入知識庫系統中。這樣，管制人員只要在平時做好知識庫系統的更新和維護，就能夠保證系統推理的有效性，從而根據系統提供的方案，來進行飛行沖突航班的排序。
