塑料围嘴
毕 业 论 文
题 目：十字路口交通信号灯
班 级：0 9 2 半焊板式换热器
专 业：机 电 一 体 化
学生姓名：李 进 轩
防漏杯盖指导教师：卜 闪 闪
日 期
2011年9月12日
十字路口交通信号灯的
PLC控制程序设计
摘要
城市交通信号控制是通过对交通流量的调节以达到改善人和货物的安全运输，以提高运营效率。交通系统是一个具有随机性、模糊性和不确定性的复杂系统，建立数学模型非常困难，有时甚至无法用现有的数学方法加以描述。目前大多采用的是定时信号控制，很难得到满意的效果。而模糊控制是一种无须建立数学模型的控制方法，它能模仿有经验的交警指挥交通时的思路，达到很好的控制效果。本文实现基于PLC的交通信号的模糊控制系统进行初步探讨与设计。
定型布本文根据车流量来决定信号灯配时的模糊控制系统的研究设计，用PLC实现十字路口交通信号灯模糊控制的方法。把PLC作为一个模糊控制器，采用梯形图编程，通过模拟实验保证系统运行稳定可靠，并根据不同的交通流量进行模糊控制决策，优化信号灯的配时，从而可以有效的解决交通流量不均衡、不稳定带来的问题。
本文在分析了交通控制国内现状的基础上，说明了本论文的现实意义，简单介绍模糊控制理论的有关知识，详细论述实行模糊控制所要采用的方法、技术及现有线路所要做的基本工作等，详尽描述了交通指示灯的PLC控制系统硬件配置并作出模拟实验。
关 键 词：城市交通；信号灯；模糊控制；PLC
引 言
城市的快速发展，机动车拥有量的增长，给交通带来了许多问题，如交通拥堵、交通事故频发等。作为城市交通命脉的道路阻塞会使整个城市交通陷入瘫痪。完善路网来缓解交通拥挤不是短时间所能解决的，目前急需做的是进一步挖掘路网的潜力并改善交通现状，特别是改善交通信号控制。可见，研制一种高效的智能交通控制系统是很有必要的，因此，城市交通的智能控制目前已成为国内外交通工程界研究的热点领域之一，最大程度地提高十字路口的通行能力，为经济的发展和人民生活提供一个安全、畅通、高效的交通环 境已成为必然[1]。
1.交通信号灯的产生
上网行为管控1.1交通信号灯的产生
自从有铁路以来，就出现了为沿某段轨道行驶的列车显示是否安全的信号了。1868年，发明家J·P·奈特产生了将这些信号应用在道路的想法。他在伦敦的议会大楼外设置了第一个交通信号。它们像铁路信号一样有一个倾侧臂，并且将红和绿的煤气灯组合起来供夜晚使用的。然而，当某个信号灯发生爆炸并炸死了一名警察后，这个计划就告吹了。由于汽车的发明以及交通量的不断增加，交通信号日益成为一种需要，特别是在美国。20世纪初，阿尔弗雷德·贝尼施开发出一种红绿灯系统，并且在俄亥俄州的克利夫兰进行了第一批安装。4年后，在设置于纽约的交通灯上又增加了第3种颜琥珀。1925年，交通信号重新出现在英国。1926年英国人首次采用自动化的交通信号控制器来控制交通信号灯。早期使用的交通信号灯对于安全疏导交叉口的车辆交通起到了良好的作用，但因为其固定的周期长和红绿灯时间控制效果不佳，随着城市交通的飞速发展，交叉口处的交通冲突也越来越复杂。早期使用的交通信号灯越来越难以胜任日趋复杂的交通控制任务了。同时，随着
人类科学技术水平的不断提高，相应地产生了符合多种时间分离方法的多样化的现代化交通信号灯，学者们也提出了一些信号控制方案，例如定时控制、感应控制等[2]。
1930年，美国盐湖市开始使用联动式信号系统，该系统把相邻的几个交叉路口作为一个整体，以人工方式集中控制，这种控制系统也就是当今协调控制系统的雏形。随着传感器技术的发展，交通感应路口控制机开始在美国使用，这种控制机当时只用在单个交叉路口，其最大优点是能根据交通检测器测量的交通数据来调整交通控制方案，随着计算机的发展，1963年，加拿大多伦多市建立了一套由JBM650型计算机控制的交通信号系统是基于模糊逻辑的路口交通灯控制算法，这是道路交通控制技术发展的里程碑。该系统第一次把计算机技术用于交通控制，大大提高了控制系统的性能和水平。到80年代初，世界上己有大约250个的城市建立了区域交通控制系统，对城市交通进行整体集中控制。1969年英国学者设计的区域控制系统优化程序TRANSYT(Traffic Network Study Tools)被世界各国广泛采用，对交通控制系统的发展起到了促进作用。1979年英国道路和运输研究所研制成功了SCOOT系统，与此同时澳大利亚推出了SCAI系统。这些实时自适应控制系统的诞生在交通控制发展史上是一个伟大的创举，他们可以根据检测器测量的实时交通数据，联机生成配时方案，同时不断修正控制参数，以适应交通流的动态随机变化，因此有较高的控制精
度和较好的响应速度。这些系统己经在发达国家的城市网络交通控制中获得了成功的应用。随着智能控制技术的发展，学者们提出了一些智能控制的方法，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法等。这些技术的应用都不同程度的缩减了车辆延误、提高了道路的通行能力、改善了交通环境[3]。
现代交通信号常常由电脑来控制。电脑与道路底下的交通检测器相连接，监视交通流量并测算出改变灯光的最佳时间。
四氯化锆1.2智能交通系统的发展趋势
随着城市交通的发展，交通量的增大，多相位路口的信号控制将逐渐成为主流，所以今后研究的重点将是多相位控制。可以通过模拟有经验的交通警察指挥多相位交叉口的经验，得出多相位控制的基本原理：在某一相位放行的过程中除了尽快消除当前通行的车队队长外，还需要不断观察下一相位车道上的车队长度，综合考虑是否把通行权交给下一个相位。因此把队长作为控制目标，综合考虑各车道上的队长，以此决定绿灯信号分配的方法更接近人的决策过程[8]。
在交通控制中，配时方案的优化是非常关键的一步。传统的数学方法还无到它的全局最优解。遗传算法是一种基于自然选择和进化的搜索技术，因而在优化领域有着广泛的应用。当然，将模糊、神经网络、遗传算法等多种智能控制方法综合集成，将是今后智能控制发展的一个方向。深人开展这种多学科的交叉综合研究，将有助于智能控制理论的发展，使智能控制的理论及应用研究更为深人，更有实际价值。
面向中国城市交通情况和功能需求，开发研究新一代的实时自适应控制与管理系统，成为中国城市交通控制系统发展的必由之路。自适应控制系统被认为实用性最强、是发展先进的交通管理系统(ATMS)的最佳基础。因此，自适应交通控制系统将是未来一个阶段交通控制系统的发展方向。对于单点控制，当交叉口处于过饱和或者近饱和状况时，无论多么智能的控制系统也将无能为力，仍然需要交通警察的指挥来疏导交通。问题在于超长排队会导致交叉口的瘫痪，仅靠单个路口来尽快消散排队是不可能的。城市交通控制研究的新发展还体现在城市交通网络的各个方面：区域交通信号灯和城市高速公路匝道口的新的控制方法上；实现区域和高速公路的集成控制；采用动态路由导航与交通网络控制结合；实现先进车辆控制系统AVCS为主的智能运输系统 (ITS)；实现ATMS和ATIS为主的城市多智能体交通控制系统；以及一些辅助的交通策略如道路自动计费、公共交通优先权等。从城市
交通控制的发展历史和未来社会对城市交通的要求来看，实现城市整体交通网络智能化控制将是发展的必然。智能交通系统的未来研究方向应更重视人的能动性，提供各种各样的信息，从不同的方案中选择最符合实际情况的一种。因此，智能交通系统的主要目标可以概括为：保障交通安全、提高交通效率、改善城市环境、降低能源消耗。智能交通系统的主要功能体现在智能化地收集交通信息及其他各类相关信息加以分析处理，并将注释的信息反馈给系统的操作者或驾驶员。借助于这样的交通信息，系统操作者和车辆驾驶员能迅速做出反应，采取适当的行动，使交通状况得到改善。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议