【文章內(nèi)容簡介】 c signal control mode ...................................................................................... 9 3 Streettraffic control lights39。 fuzzy control.......................................................................... 13 Control theory development and fuzzy control theory statement ................................. 13 Concept................................................................................................................... 13 Variable choice and universe of discourse division................................................ 14 Fuzzy control rule................................................................................................... 14 Fuzzy method choice and determination ....................................................................... 15 Street intersection number of vehicles fuzzy.......................................................... 15 Fuzzy rule design.................................................................................................... 16 The fuzzy reasoning algorithm and the solution are fuzzy..................................... 16 4 Realizes based on the PLC fuzzy control system39。s design ................................................ 19 Based on S7200 PLC hardware wiring ........................................................................ 19 Streettraffic control lights control policy ..................................................................... 20 5 Conclusions and Suggestions ............................................................................................ 23 Acknowledgements ................................................................................................................. 25 References ............................................................................................................................... 27 Appendices .............................................................................................................................. 29 Declaration 印預(yù)覽中看不見即可）： Equation Chapter (Next) Section 1 1 緒 論 1 1 緒 論 課題的背景及意義 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。我國機(jī)動車輛保有量增長迅速，特別是 2020 年中國汽車市場在政策刺激和剛性需求等多重作用下產(chǎn)銷兩旺，取代美國成為世界第一。而城鎮(zhèn)道路建設(shè)和交通管理相對滯后， 人車爭路、 道路擁擠、阻塞現(xiàn)象、交通事故等時常發(fā)生。 目前，我國許多大中城市 及東部沿海較發(fā)達(dá)地區(qū) 的交通壓力都非常大。部分 交通路口的信號燈工作時間不合理，交通違章或肇事記錄 不確切。所以 改善與提高現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的工作效率，加強(qiáng)交通路口的信號燈控制和安全狀況的監(jiān)控是非常重要的。 課題設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀 城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)。它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。如何利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與自動控制技術(shù)有效地疏導(dǎo)交通、提高城鎮(zhèn)道路特別是路口的通行能力，減少交通事故是現(xiàn)在的新課題。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國城市里的十字路口交通系統(tǒng)大都采用定時來控制 (不排除繁忙路段或高峰時段用交警來取代交通燈的情況 ，如青島的即墨市在高峰 時段采用交通燈與交警上路雙重指揮 )。 通常是事先經(jīng)過交通流量的調(diào)查，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)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)際上交通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、適用的方案，仍然會發(fā)生 如下弊端 :當(dāng)某條路段的車流量很大時卻要等待紅燈，而此時另一條是空道或車流量相對少得多的 車 道卻長時間亮的是 綠燈，這種多等少的尷尬現(xiàn)象是 無法 對實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時 調(diào) 控所造成的，不僅讓司機(jī)乘客怨聲載道，而且對人力和物力資源也是一種浪費(fèi)。 這種流量變化的偶然性是無法建立準(zhǔn)確模型的，統(tǒng)計(jì) 的方法已不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的交通現(xiàn)狀，需要有一種能夠根據(jù)流量變化情況自適應(yīng)控制的交通燈。 智能控制交通系統(tǒng)是目前研究的方向，也已經(jīng)取得不少成果，在少數(shù)幾個先進(jìn)國家已采用智能方式來控制交通信號，其中主要運(yùn)用 GPS 全球定位系統(tǒng)等。 出于便捷和效果的綜合考慮，我們可用如下方案來控制交通路況 ： 制作傳感器探測車輛數(shù)量來控制交通燈的時長。具體如下 ： 在入路口的各個方向附近的地下按要求埋設(shè)感應(yīng)線圈，當(dāng)汽車經(jīng)過時就會產(chǎn)生渦西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 2 流損耗，環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少，即可檢測出汽車的通過，并將這一信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號作為可編程控制器 的控制輸入，并用 PLC 計(jì)數(shù)，按一定的控制規(guī)律自動調(diào)節(jié)紅綠燈的時長。 比較傳統(tǒng)的定時交通燈控制與智能交通燈控制，可知后者的最大優(yōu)點(diǎn)在于減緩滯流現(xiàn)象，也不會出現(xiàn)空道占時的情形，提高了公路交通通行率，較全球定位系統(tǒng)而言成本更低。 采用 PLC 是基于以下四個原因： 1） PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無故障時間都在 30 萬小時以上； 2）編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實(shí)現(xiàn)； 3）抗干擾能力強(qiáng)，目前空中各種電磁干擾日益嚴(yán)重，為了保證交通控制的可靠穩(wěn)定，我們選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常 工作的 PLC； 4）近年來 PLC 的性能價格比有較大幅度的提高，使得實(shí)際應(yīng)用成為可能。 本文的主要工作 城市交通系統(tǒng)是一個具有隨機(jī)性、模糊性和不確定性的復(fù)雜系統(tǒng)，如果通過建立一個數(shù)學(xué)模型來反映實(shí)際單路口交通狀況是非常困難的。而采用模糊控制方法設(shè)計(jì)交通燈控制系統(tǒng)，可以建立精確的數(shù)學(xué)模型，減少路口延誤時間和停車次數(shù)，更加精確地控制非線性的、隨機(jī)的十字路口車流量，極大提高路口的通行能力。本文將工業(yè)上應(yīng)用比較成熟的可編程控制器（ PLC）用于對單路口交通信號燈實(shí)現(xiàn)車輛等待長度的模糊控制方法。 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)利用德國西門 子公司的 S7200系列 PLC來實(shí)現(xiàn)對十字路口交通燈信號的智能控制。設(shè)計(jì)中采用 S7200 編程軟件 STEP 7 Micro/ 進(jìn)行編程。采用順序功能圖與梯形圖相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)程序。 Equation Chapter (Next) Section 1 2 十字路口信號燈控制的基本理論和方法 3 2 十字路口信號燈控制的基本理論和方法 車輛的存在與通過的檢測 要用 PLC 模仿交警實(shí)現(xiàn)智能控制，首先需要采集信號。就是要知道每條道路上有多少等待通行的車輛或正在通行的車輛，然后再經(jīng)過計(jì)算，做出正確的指揮（控制各個方向路口的交通燈信號）?，F(xiàn)在這樣的產(chǎn)品很多，廣泛應(yīng)用于停車場、道路電子警察等。在此選用使用最廣泛的電感式傳感器采集信號。 感應(yīng)線圈 感應(yīng)線圈 是一種 電 磁 感 應(yīng) 式 傳感器，其高頻電流頻率為 60kHz，尺寸為 23m，電感約為 100μH。這種傳感器可檢測的電感變化率在 ％以上。 電感式傳感器安裝在公路下面，從交通安全和美觀考慮 , 它是理想的傳感器。傳感器最好選用防潮性能好的原材料。其主要部件是埋設(shè)在公路下十幾厘米深處的環(huán)狀絕緣電線（特別適合新鋪道路，可用混凝土直接預(yù)埋，老路則需開挖再埋）。當(dāng)有高頻電流通過電感時，公路面上就會形成高頻磁場。當(dāng)汽車進(jìn)入這一高頻磁場區(qū)時，汽車就會產(chǎn)生渦流損耗，環(huán)狀絕緣電線的電感開始減少。當(dāng)汽車正好在該感應(yīng)線圈的正上方時，該感應(yīng)線圈的電感減到最小值。當(dāng)汽車離開這高頻磁場區(qū)時，該感應(yīng)線圈電感逐漸復(fù)原到初始狀態(tài)。由于電感變化該感應(yīng)線圈中流動的高頻電流 的振幅和相位發(fā)生變化，因此，在線圈的始末端連接上檢測相位或振幅變化的檢測器，就可得到汽車通過的電信號。若將環(huán)狀絕緣電線作為振蕩電路的一部分，則只要檢測振蕩頻率的變化即可知道汽車的存在和通過 ， 這也是 本論文所涉及的檢測工作方式。 檢測汽車存在的具體實(shí)現(xiàn)是在感應(yīng)線圈的始端連接上檢測電感電流變化的檢測器 , 并將之轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓輸出。其具體電路圖由三部分組成 :信號源部分、檢測部分、比較鑒別部分。 傳感器的鋪設(shè) 車輛計(jì)數(shù)是智能控制的關(guān)鍵，為防止車輛出現(xiàn)漏檢的現(xiàn)象，環(huán)狀絕緣電線在地下的鋪設(shè)我們設(shè)