【文章內(nèi)容簡介】 廣普及。這種系統(tǒng)以后不斷改進、完善，成為當今的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 20 世紀 30 年代初，美國最早開始用車輛感應(yīng)式信號控制器，之后是英國，當時使用的車輛檢測器是氣動橡皮管檢測器。車輛感應(yīng)控制器的特點是它能根據(jù)檢測器測量的交通流量來調(diào)整綠燈時間的長短，使綠燈時間更有效地被利用，減少車輛在交叉口的時間延誤，比定時控制方式有更大的靈活性。車輛感應(yīng)控制的這一特點刺激了車輛檢測器技術(shù)的發(fā)展。繼氣動橡皮管式檢測器之后，雷達、超聲波、光電、地磁、電磁、微波、紅外以及 環(huán)形線圈等檢測器相繼問世。當今在城市道路交通自動控制、交通監(jiān)測和交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的是環(huán)形線圈車輛檢測器。超聲波檢測器主要在日本等少數(shù)國家得到廣泛應(yīng)用。 計算機技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力， 1952 年，美國科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計算機和交通檢測器實現(xiàn)了對交通信號機網(wǎng)的配時方案自動選擇式信號燈控制，而加拿大多倫多市于 1964年完成了計算機控制信號燈的實用化，建立了一套由 IBM650型計算機控制的交通信號協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個具有電子數(shù)字計算機城市交通控制系統(tǒng)的 城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑。 伴隨著城市交通信號控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展。人們認識到，要更好地提高城市管理水平，不僅僅依靠硬件設(shè)備的更新和改進，還必須同時在控制邏輯和方法上有所突破，即城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制。傳統(tǒng)的城市道路交通控制指的是區(qū)域交叉口信號燈控制，而城市交通的區(qū)域協(xié)調(diào)控制，是在整個城市范圍內(nèi)對交通進行控制，這無論是從理論角度還是實踐角度，都是一個極其復(fù)雜的大系統(tǒng)控制問題。 國外對城市區(qū)域交通控制的研究，開始于 20 世紀 60 年代初。 1967 年，英國運輸與道路實驗室 (TRRL)成功開發(fā)出 TRANsYT (TraffioNetworkStudyTools)交通控制系統(tǒng)，后來又在 TRANsYT 的基礎(chǔ)上開發(fā)了 seOOT(splitCyeleandoffsetOPtimization Technique)系統(tǒng)。澳大利亞在 70 年代末也開發(fā)了基于配時方案實時選擇方法來實現(xiàn)路網(wǎng)協(xié)調(diào)控制的 SCAT(Sydney Coordinated Adaptive Traffic Method)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)己經(jīng)在西方國家的城市網(wǎng)絡(luò)交通中取得了成功的應(yīng)用。 進入 20 世紀 80 年代后期，隨著城市化進程的加快和汽車的普及，城市交 通擁擠、阻塞現(xiàn)象日趨惡化，由此引發(fā)的事故、噪聲和環(huán)境污染己成為日益嚴重的社會問題，交通問題成為困擾世界各國的普遍性難題。人們對交通系統(tǒng)的規(guī)模復(fù)雜性和開放性特征有了更深一層的認識，并開始意識到單獨考慮車輛或道路方面很難從根本上解決交通擁擠現(xiàn)象，只有把路口交通流運行與信號控制的藕合作用綜合考慮，且賦以現(xiàn)代的各種高新技術(shù)方可徹底消除有關(guān)問題。于是，智能交通系統(tǒng) (ITS)應(yīng)運而生，并得到迅猛發(fā)展。除在技術(shù)和功能平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 上得到增強和完善的 SCOOT 和 SCATS 以外， STREAM、 ITACA、 MOTION、 RTTRACS、SURFZ000、 PRODYN 和 UTOPIA 等新一代城市交通控制系統(tǒng)相繼推出并投入應(yīng)用。 目前城市交通控制研究的新發(fā)展主要體現(xiàn)在城市交通網(wǎng)絡(luò)的各個方面 :區(qū)域交通信號燈和城市快速公路匝道口的新的控制方法上 。實現(xiàn)區(qū)域和快速公路的集成控制 。采用動態(tài)路由導(dǎo)航與交通網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)合 :以實現(xiàn)先進車輛控制系統(tǒng) AvcS 為主的智能交通系統(tǒng) (ITS)。以實現(xiàn)先進交通管理系統(tǒng) ATMS 和先進駕駛員信息系統(tǒng) ATIS 為主的城市多智能體交通控制系統(tǒng) 。以及一些輔助的交通策略如道路自動 計費、公共交通優(yōu)先等。 可以說，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號控制系統(tǒng)經(jīng)歷了無感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制、手動控制到自動控制再到智能控制、單點控制 (點控 )到干線控制 (線控 )再到區(qū)域控制和網(wǎng)絡(luò)控制 (面控 )的過程。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 第二章 系統(tǒng)的方案和控制要求 系統(tǒng)方案設(shè)計可行分析 交通信號燈控制是典型的時間順序控制，利用 PLC 可以簡便、準確地實現(xiàn)該類控制，構(gòu)建該控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是程序設(shè)計。 有白天和黑夜兩種工作狀態(tài)，以二十四小時為周期循環(huán)工作， 白天運行：運行時間是在早上五點到夜里 十二點，按下啟動按鈕東西綠燈和南北紅燈同時亮，東西綠燈亮二十五秒再閃爍三秒后東西綠燈滅，同時東西黃燈亮，持續(xù)兩秒后，東西黃燈和南北紅燈同時滅，同時東西紅燈和南北綠燈同時亮，南北綠燈亮二十五秒再閃爍三秒后南北綠燈滅，同時南北黃燈亮，持續(xù)兩秒后，南北黃燈和東西紅燈同時滅，以這一個過程為一個周期，周而復(fù)始的循環(huán)工作。 夜間運行：運行時間是在夜里十二點到早上五點，只有東西南北四個方向的黃燈以一秒為周期不間斷閃爍，其它燈不亮。 交通信號燈系統(tǒng)的智能化控制是近年來得到關(guān)注并廣為研究的一個課題．通過引入動態(tài)控制系統(tǒng)，描 述了該系統(tǒng)的工作原理及控制模式，給出了一種基于 PLC 的交通信號燈系統(tǒng)的動態(tài)控制方法．該系統(tǒng)以地感線圈為信號采集元件，以 PLC 為信號處理和控制裝置，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、投資成本較小、現(xiàn)場適應(yīng)能力強、時間調(diào)節(jié)范圍廣等特點，因而在實際的交通信號控制領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景． 單片機和 PLC 分別做系統(tǒng)的比較 單片機的控制系統(tǒng)在多數(shù)場合下，被控對象主要是開關(guān)量順序控制和邏輯控制，通過對不同時間的控制變量及由被控變量形成的反饋變量經(jīng)一定邏輯組合而成控制，以及被控對象的實現(xiàn)是有關(guān)邏輯關(guān)系的實現(xiàn)，并不一定有時間的 先后。實現(xiàn)開關(guān)量順序控制和邏輯控制較為繁瑣，程序的結(jié)構(gòu)和編制較為復(fù)雜，調(diào)試困難，要有相當?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行；可編程控制器 PLC 采用了“循環(huán)掃描”工作方式，是一種可編程序控制器，相當于一種控制設(shè)備，考慮到有效地緩解交通擁擠、實現(xiàn)交通控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制應(yīng)用，采用 PLC 實現(xiàn)交通燈的控制、其特點是非?？煽?、容易實現(xiàn)開關(guān)量順