基于PLC的智能交通控制系統的設計-畢業論文開題報告

基于PLC的智能交通控制系統的設計-畢業論文開題報告

—基于PLC的智能交通控制系統的設計      

   一．研究智能交通控制系統的意義及目的

隨著我國經濟的快速發展，城市交通的重要性越來越突出，交通問題也受到我國交通部門越來越多的關注，交通安全問題成為嚴重制約和諧社會建設的重要因素。由于城市空間有限，建設資金籌措困難，道路建設始終趕不上交通發展的需要。道路交通系統的運行也正面臨著極大挑戰，道路交通安全形勢極其嚴竣。所以要求在不斷擴張道路規模的同時，提高交通路網的通行能力，這就需要綜合運用現代信息與通訊技術等手段來提高交通運輸效率，交通系統是一個具有隨機性、模糊性和不確定性的復雜系統,交通控制是通過信號控制器來實施的。智能交通系統便是旨在對上述問題提出一些根本性解決方案。智能交通控制系統不僅可以解決交通擁堵問題，還更好地減少人力、物力的對交通問題的投入，優化了控制方式。

智能交通系統(Intelligent Transport System)是將先進的信息技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控制技術及計算機處理技術等有效的運用于整個地面交通管理系統而建立的一種在大范圍、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運物管理系統。

二、智能交通系統國內外研究綜述。

在我國，城市交通的重要性越來越突出。就在寧夏銀川市而言，我們也常�？吹杰囕v擁擠，交通狀況較差的情況。這說明傳統的交通系統已不能很好的滿足現在交通問題的需求。傳統的交通控制系統采用簡單的時間序列控制，但這種方式不能根據實際的交通狀況來進行動態的調節控制，交通效率較低，經常出現交通擁擠的現象。現階段，我國城市交叉口控制采用的信號控制器大體有3種：一種是用模擬電路和繼電器實現的簡單定周期信號機，該機功能單一，工作不穩定，可靠性差，不能勝任復雜的交通控制；第二種是國內交通科研部門研制的基于單片機系統的信號控制器，該機功能強大，使用方便，但因生產批量有限，質量難以保證，可靠性不高，其應用受到限制；最后一種是進口信號機，功能強大，可靠性高，但價格讓人難以承受。

 就國外交通現狀來說，美國從上世紀80年代開始，先后開展了與智能汽車技術相關的PATH，IVI，VII和CVHAS等國家項目。1995年3月美國交通部正式出版了“國家智能交通系統項目規劃”，明確規定了智能交通系統的7大領域和29個用戶服務功能；歐盟國家在安全車速控制與安全跟車系統、橫向安全輔助與駕駛員監控、交叉路口安全輔助等方面取得了重要成果，并充分利用先進的信息與通信技術，加快智能安全輔助系統的研發與集成應用，為道路交通提供全面的安全解決方案；日本于上世紀90年代初就制定了大力發展智能交通系統的國家故略，其中智能汽車作為智能交通的重要組成部分，也得到了深入研究；日本政府主導的先進安全汽車ASV項目已于2000年取得初步實用化成果。

三．智能交通系統設計的基本內容

    智能交通控制系統是使用可編程控制器PLC用于對交通信號控制，研制出基于PLC的智能交通信控制器并組成模糊智能交通控制系統，該系統能夠進行閉環模糊控制，多時段多相位控制及其他定周期控制。由于PLC具有聯網功能，因而該系統還可作為線控和面控的子系統。

     圖1交通燈智能控制主程序流程圖

PLC程序設計是本系統的重要內容，設計中采用順序功能圖與一般梯形圖相結合的方法設計程序。程序充分體現了可編程控制器(PLC)的特點，十字路口交通燈智能控制程序框圖參見圖1。該PLC程序在調試中驗證了PLC模糊控制原則與智能專家控制系統。

PLC模糊控制原則是本控制系統的核心，是系統如何依據車輛脈沖的計數值自動運算并輸出綠燈時間長度的控制邏輯。

系統的控制目標為:①車輛滯留量最少；②綠燈時間與車流規模相適應；③系統動態調節反應快，依據十字路口交通現場的實際情況與交通指揮經驗，本控制邏輯結合智能專家控制系統。為提高控制效率與系統穩定性，軟件還設置了綠燈時間車輛探測器2無感應信號滯留量自動清零與連續正滯留量綠燈時間長度自動加檔等控制功能。 另外，本程序也設有急車中斷子程序，即當急車到來時，該方向急車強通開關接通而響應中斷，無論原來信號燈的狀態如何，一律強制讓急車方向的綠燈亮，使急車放行直至急車通過為止.急車一過，急車強通開關斷開，交通燈的狀態立即轉為急車放行方向上的綠燈閃3s，而后按正常方式控制。

圖3十字路口傳感器及交通燈布置示意圖

以上車輛的計數和車流量的比較及綠燈時問長度控制全部由PLC完成.在一個紅綠燈周期中，每當東西或南北綠燈亮之前，PLC都以高速計數器、內部計數器中采集的數據，即某一道路中高速計數器的計數值減去內部計數器中的計數值，作為該道路的車輛滯流量(其他通道同理)，然后判定該道路的車流規模，進而判定東西、南北的車流規模，最后根據以上闡述的智能控制原則，調整綠燈時長.綠燈時長輸出后，內部計數器立即清零并繼續計數，高速計數器在原有的車輛滯流量基礎上繼續計數，為下一個紅綠燈周期做準備.當然，以上的車流規模與綠燈時問長度都可以方便地依據道路與季節變化情況而改變。

設計的基于PLC的模糊智能交通控制系統表明:該系統可靠性高，適應性強，在交通量變化較大的情況下其控制效果優于定時控制。在與傳統感應控制進行比較時我們發現：模糊智能交通控制器進行模糊控制時利用的是每車道的車輛排隊長度信息，這一信息通常要由兩個檢測器測量；而傳統感應控制器只用一個檢測器測量是否有車輛到達。因此模糊智能交通控制器利用的車輛信息量要大，所以控制效果比傳統感應方法好。由于用PLC作為控制器的核心，系統編程簡單靈活，操作方便。

四．進度安排：

第一階段（2014年12月15日-2015年1月10日）：明確畢業設計任務、收集查閱資料；

第二階段（2015年1月10日-2015年2月15日）：學習PLC相關內容和模糊控制相關理論，了解并掌握智能交通控制的相關知識。

第三階段（2015年2月15日-2015年3月10日）：根據相關理論，完成智能交通控制系統的PLC編程設計。

第四階段（2015年3月10日-2015年4月1日）：完成整體論文的初稿。

第五階段（2015年4月1日-2015年5月1日）解決論文中出現的問題，并調試程序和進一步完善智能交通控制系統的設計。

第六階段（2015年5月1日-2015年5月15日）：準備答辯。

參考文獻

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