最新基於plc的智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-08-26 01:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的疏通，并為交通參與者的安全提供了強(qiáng)有力的保障。但是隨著社會、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原先的交通燈控制系統(tǒng)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在日益繁忙的交通狀況。如何改善交通燈控制系統(tǒng)，使其適應(yīng)現(xiàn)在的交通狀況，成為研究的課題。 傳統(tǒng)的十字路口交通控制燈，通常的做法是：事先經(jīng)過車輛流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計的方法將兩個方向紅綠燈的延時預(yù)先設(shè)置好。然而，實(shí)際上車輛流量的變化往往是不確定的，有的路口在不同的時段甚至可能產(chǎn)生很大的差異。即使是經(jīng)過長期運(yùn)行、較適用的方案，仍然會發(fā)生這樣的現(xiàn)象：綠燈方向幾乎沒有什么車輛，而紅燈方向卻排著長隊(duì)等候通過。這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，更為現(xiàn)實(shí)的需要是能有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。目前，大部分城市中十字路口交通燈的控制普遍采用固定轉(zhuǎn)換時間間隔的控制方法。由于十字路口不同時刻車輛的流量是復(fù)雜的、隨機(jī)的和不確定的，采用固定時間的控制方法，經(jīng)常造成道路有效利用時間的浪費(fèi)，出現(xiàn)空等現(xiàn)象，影響了道路的暢通。為此，需要一種新型的控制方法才能較好地解決這個問題。智能交通系統(tǒng)（ITS——Intelligent Transport Systems）ITS是一個跨學(xué)科、信息化、系統(tǒng)化的綜合研究體系，其主要內(nèi)容是：將先進(jìn)的人工智能技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息與通訊技術(shù)及電子傳感技術(shù)等有效的集成，并應(yīng)用于整個地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。交通控制系統(tǒng)是ITS研究的一個重要方面。由于交通系統(tǒng)具有較強(qiáng)的非線性、模糊性和不確定性，是一個典型的分布式非線性系統(tǒng)，而且具有多種信息來源、多傳感器的特點(diǎn)，用傳統(tǒng)的理論與方法很難對其進(jìn)行有效的控制。把先進(jìn)的智能控制技術(shù)、信息融合技術(shù)、智能信息處理技術(shù)與交通管理技術(shù)結(jié)合起來，代表著城市交通信號控制系統(tǒng)發(fā)展的方向。智能交通的發(fā)展是現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，交通運(yùn)輸是國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代社會發(fā)展的基礎(chǔ)。由于現(xiàn)代社會城市化速度越來越快、國民經(jīng)濟(jì)的高速增長、全球經(jīng)濟(jì)的一體化進(jìn)程加快、個人旅行與休閑時間的不斷增加以及人們對交通需求越來越高，智能交通便成為現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求。 主要研究內(nèi)容由于城市的高速發(fā)展，交通障礙也隨之增加，為了實(shí)現(xiàn)交通道路的管理，力求交通管理先進(jìn)性、科學(xué)化。用可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通燈管制的控制系統(tǒng)，以及該系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計方法，實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單、經(jīng)濟(jì)，能夠有效地疏導(dǎo)交通，提高交通路口的通行能力。分析了現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合交通的實(shí)際情況闡述了交通燈控制系統(tǒng)的工作原理，給出了一種簡單實(shí)用的城市交通燈控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計方案。本課題主要應(yīng)用傳感器與plc相結(jié)合，以車輛等待綠燈的滯留數(shù)來確定該該方向是否繁忙。如下圖1以南北向?yàn)槔?，每?dāng)車輛進(jìn)入十字路口必先經(jīng)過檢測器1和3，檢測器就會發(fā)生2個脈沖給PLC，PLC對檢測器1和3的計數(shù)就可得到車輛進(jìn)入候車入口的總數(shù)和Y。車輛繼續(xù)往前就會經(jīng)過檢測器2和4，同樣檢測器2和4也會發(fā)出2個脈沖給PLC，PLC對檢測器2和4脈沖的計數(shù)就會得到車輛駛出候車入口的總數(shù)和X，那么Y(進(jìn)入總量)X（駛出總量）=Z1(南北向車輛滯留數(shù)),同樣，東西方向，PLC通過對檢測器脈沖的計數(shù)就可得到滯留量Z2。圖1 十字路口傳感檢測器布置設(shè)Z1Z220，則南北方向繁忙，東西一般，南北直行綠燈時長加5s,南北左轉(zhuǎn)綠燈時長加5s，東西紅燈時長加10s。Z1Z220，則東西方向繁忙，南北一般，東西直行綠燈時長加5s，東西左轉(zhuǎn)綠燈時長加5s，南北紅燈時長加10s。20=Z1Z2=20，則設(shè)為一般情況，控制燈正常閃亮。表1 綠燈時長控制東西南北綠燈時長繁忙一般繁忙正常東西直行綠燈加5s,東西左轉(zhuǎn)綠燈加5s一般南北直行綠燈加5s,南北左轉(zhuǎn)綠燈加5s正常以上車輛的計數(shù)和車流量的比較及綠燈時間長度控制全部由PLC完成。各檢測器時刻檢測車輛，在一個紅綠燈周期中，每當(dāng)東西或南北綠燈亮之前，PLC都要依據(jù)脈沖的計數(shù)判定東西、南北的車流規(guī)模，然后根據(jù)以上簡述的智能控制原則，調(diào)整綠燈時長。圖2 感應(yīng)控制的原理框圖2 智能交通燈的理論和方法 傳感器的選擇車輛檢測器的類型主要可分為壓力檢測器、磁感應(yīng)式檢測器、聲音檢測器、光電檢測器、超聲波檢測器、雷達(dá)檢測器、環(huán)形線圈檢測器等。本著實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等原則，本設(shè)計選用具有高準(zhǔn)確率、低成本、高可靠性的光電傳感器。光電開關(guān)（
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