基于PLC的智能交通控制系统的设计-毕业论文开题报告

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—基于PLC的智能交通控制系统的设计

一．研究智能交通控制系统的意义及目的

随着我国经济的快速发展，城市交通的重要性越来越突出，交通问题也受到我国交通部门越来越多的关注，交通安全问题成为严重制约和谐社会建设的重要因素。由于城市空间有限，建设资金筹措困难，道路建设始终赶不上交通发展的需要。道路交通系统的运行也正面临着极大挑战，道路交通安全形势极其严竣。所以要求在不断扩张道路规模的同时，提高交通路网的通行能力，这就需要综合运用现代信息与通讯技术等手段来提高交通运输效率，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,交通控制是通过信号控制器来实施的。智能交通系统便是旨在对上述问题提出一些根本性解决方案。智能交通控制系统不仅可以解决交通拥堵问题，还更好地减少人力、物力的对交通问题的投入，优化了控制方式。

智能交通系统(Intelligent Transport System)是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效的运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运物管理系统。

二、智能交通系统国内外研究综述。

在我国，城市交通的重要性越来越突出。就在宁夏银川市而言，我们也常常看到车辆拥挤，交通状况较差的情况。这说明传统的交通系统已不能很好的满足现在交通问题的需求。传统的交通控制系统采用简单的时间序列控制，但这种方式不能根据实际的交通状况来进行动态的调节控制，交通效率较低，经常出现交通拥挤的现象。现阶段，我国城市交叉口控制采用的信号控制器大体有3种：一种是用模拟电路和继电器实现的简单定周期信号机，该机功能单一，工作不稳定，可靠性差，不能胜任复杂的交通控制；第二种是国内交通科研部门研制的基于单片机系统的信号控制器，该机功能强大，使用方便，但因生产批量有限，质量难以保证，可靠性不高，其应用受到限制；最后一种是进口信号机，功能强大，可靠性高，但价格让人难以承受。

就国外交通现状来说，美国从上世纪80年代开始，先后开展了与智能汽车技术相关的PATH，IVI，VII和CVHAS等国家项目。1995年3月美国交通部正式出版了“国家智能交通系统项目规划”，明确规定了智能交通系统的7大领域和29个用户服务功能；欧盟国家在安全车速控制与安全跟车系统、横向安全辅助与驾驶员监控、交叉路口安全辅助等方面取得了重要成果，并充分利用先进的信息与通信技术，加快智能安全辅助系统的研发与集成应用，为道路交通提供全面的安全解决方案；日本于上世纪90年代初就制定了大力发展智能交通系统的国家故略，其中智能汽车作为智能交通的重要组成部分，也得到了深入研究；日本政府主导的先进安全汽车ASV项目已于2000年取得初步实用化成果。

三．智能交通系统设计的基本内容

智能交通控制系统是使用可编程控制器PLC用于对交通信号控制，研制出基于PLC的智能交通信控制器并组成模糊智能交通控制系统，该系统能够进行闭环模糊控制，多时段多相位控制及其他定周期控制。由于PLC具有联网功能，因而该系统还可作为线控和面控的子系统。

图1交通灯智能控制主程序流程图

PLC程序设计是本系统的重要内容，设计中采用顺序功能图与一般梯形图相结合的方法设计程序。程序充分体现了可编程控制器(PLC)的特点，十字路口交通灯智能控制程序框图参见图1。该PLC程序在调试中验证了PLC模糊控制原则与智能专家控制系统。

PLC模糊控制原则是本控制系统的核心，是系统如何依据车辆脉冲的计数值自动运算并输出绿灯时间长度的控制逻辑。

系统的控制目标为:①车辆滞留量最少；②绿灯时间与车流规模相适应；③系统动态调节反应快，依据十字路口交通现场的实际情况与交通指挥经验，本控制逻辑结合智能专家控制系统。为提高控制效率与系统稳定性，软件还设置了绿灯时间车辆探测器2无感应信号滞留量自动清零与连续正滞留量绿灯时间长度自动加档等控制功能。另外，本程序也设有急车中断子程序，即当急车到来时，该方向急车强通开关接通而响应中断，无论原来信号灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行直至急车通过为止.急车一过，急车强通开关断开，交通灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3s，而后按正常方式控制。

图3十字路口传感器及交通灯布置示意图

以上车辆的计数和车流量的比较及绿灯时问长度控制全部由PLC完成.在一个红绿灯周期中，每当东西或南北绿灯亮之前，PLC都以高速计数器、内部计数器中采集的数据，即某一道路中高速计数器的计数值减去内部计数器中的计数值，作为该道路的车辆滞流量(其他通道同理)，然后判定该道路的车流规模，进而判定东西、南北的车流规模，最后根据以上阐述的智能控制原则，调整绿灯时长.绿灯时长输出后，内部计数器立即清零并继续计数，高速计数器在原有的车辆滞流量基础上继续计数，为下一个红绿灯周期做准备.当然，以上的车流规模与绿灯时问长度都可以方便地依据道路与季节变化情况而改变。

设计的基于PLC的模糊智能交通控制系统表明:该系统可靠性高，适应性强，在交通量变化较大的情况下其控制效果优于定时控制。在与传统感应控制进行比较时我们发现：模糊智能交通控制器进行模糊控制时利用的是每车道的车辆排队长度信息，这一信息通常要由两个检测器测量；而传统感应控制器只用一个检测器测量是否有车辆到达。因此模糊智能交通控制器利用的车辆信息量要大，所以控制效果比传统感应方法好。由于用PLC作为控制器的核心，系统编程简单灵活，操作方便。

四．进度安排：

第一阶段（2014年12月15日-2015年1月10日）：明确毕业设计任务、收集查阅资料；

第二阶段（2015年1月10日-2015年2月15日）：学习PLC相关内容和模糊控制相关理论，了解并掌握智能交通控制的相关知识。

第三阶段（2015年2月15日-2015年3月10日）：根据相关理论，完成智能交通控制系统的PLC编程设计。

第四阶段（2015年3月10日-2015年4月1日）：完成整体论文的初稿。

第五阶段（2015年4月1日-2015年5月1日）解决论文中出现的问题，并调试程序和进一步完善智能交通控制系统的设计。

第六阶段（2015年5月1日-2015年5月15日）：准备答辩。

参考文献

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