车联网和智能交通

车联网技术又叫做Internet of Vehicles (IoV)，是一种车与车之间可以通信（V2V），车与基础设施之间可以通信（V2I），以及其他交通参与者之间（V2X）可以通信的技术。

车联网近年来被广泛认为是未来智能交通领域发展的重要方向。该技术能带来的优势和好处有一下几个方面。

1. 车联网可以作为交通状态的传感器，数据可以用作准确估计交通流量、交通密度等重要交通状态参数，克服了传统人工计数、线圈检测等方式的缺点。

2. 车联网让信号灯控制更加智能，例如提前预测车辆到达时间、判断道路拥堵状况。

3. 具备车联网功能的汽车可以接受信号灯发出的信息，提前调整速度加速度。

正是由于车联网极大解决了智能交通信息不对称的问题，信号灯控制领域涌现出了很多新的方向。例如，自适应控制、车队控制、基于预测的控制、车信号灯协同控制，甚至是车车协同无信号灯控制。下面具体介绍几个车联网技术用于信号灯控制的重要研究方向。

1. 在线控制。目前西方发达国家常用的在线控制方案依赖于线圈的检测设备。控制系统设置了最小绿灯时间、最大绿灯时间、最大车距间隔。如果长时间没有检测到车通过路口，绿灯切换到下一相位。这种方案依赖线圈检测的质量，如果线圈损坏无法检测车辆，则方案容易失效。此外，排队长度难以检测。线圈往往只能检测位于接近路口位置的排队长度，却无法知道整个排队的情况。车联网技术可以将车的位置信息发送给控制中心，车辆状况、排队情况易于实时获得。基于实时数据，信号灯可以实时做出调整。

2. 基于车队的控制。实际中经常会出现某一段时间几乎没有车通过某个路口，而某段时间有一长队车到达。通过车联网很容易判断即将通过路口的车辆是否形成了一个车队，车队将于什么时间通过。此时，信号灯可以延长绿灯时间让车队一次性通过。

3. 基于预测的控制。提前预测联网汽车路线、到达每个路段和路口的时间，进而预测流量和排队长度。信号灯控制系统可以利用这些预测信息，提前做好配时方案的准备。

4. 特种车辆通过。特种车辆，例如救护车、警车、公交车，通过车联网可以向信号灯发送优先通过的请求。信号灯在不影响其他方向交通秩序的情况下，提前把特种车辆通行方向设置为绿灯，最大限度保证优先通过权。

5. 网络控制和区域控制。交通信号灯区域控制一直是现实中没有很好解决的问题，主要原因是控制方案复杂，各道路和路口之间的信息无法共享。车联网技术首先让单路口的交通状况易于准确获得，其次信号灯与信号灯之间的通信可以让整个区域的交通状况互联互通。下游信号灯可以根据上游信号灯的配时方案和车流情况提前调整相位差。

作为一项前景广阔的技术，车联网将极大的改变现有信号灯控制的方式，更加显著的提高交通效率和安全。