（毕业设计论文）《智能交通调度系统的设计》.doc

第一章 绪 论 1.1课题背景 近年来，我国经济发展迅速，在汽车工业欣欣向荣Ⅱ，国民收入的日益增上这两个大背景下，中国的汽车保有量急剧增加，私家车的普及已经日益成为趋势，然而这样的情况也产生了很多不利的因素，如道路时常堵塞、交通事故频繁发生而这些情况又往往发生在道路最繁密的地方——交通路口，因为不同时刻的车辆流通状况是十分复杂的，是高度非线性的、随机的，还经常受人为因素的影响，导致这些情况的原因主要是由于调度系统不够完善，不够智能，从而没有起到其应有的作用，不能合理利用道路的资源，例如，一味的采用定时控制，并不能合理疏散交通，反而造成道路有效应用时间的浪费，出现绿灯方向车辆较少，红灯方向车量积压，大大影响了道路的使用效率。从而大量的车在十字路口停留，并不断地无意义的消耗汽油，造成能源浪费并且导致环境污染。由于土地的限制，所有这些问题的解决又不能仅依靠道路的扩建来完成，一个智能的交通路口调动系统显得尤为必要。正是出于这样的原因，设计了基于模糊理论的微机控制交通路口调度系统。 根据十字路口红绿灯交替变换的特点，本系统的硬件电路主要分为三大部分：单片机最小系统的外围电路、车流量监测电路以及时间和红绿灯的显示电路。这里将为什么选择单片机进行介绍。首先介绍单片机的历史和特点[1]。 1.2智能交通灯的研究意义 交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十分重要的作用。汽车现已成为人们日常生活中必不可少的交通工具。汽车在给人们带来便利的同时，也带来了一系列令人困惑的问题，如环境污染、交通拥挤、交通事故频繁发生，给人们的生命和财产带来了很大的损失。城市交通问题困扰城市发展、制约城市经济建设的重要因素，人们对交通有效控制的意识越来越强烈。城市交通信号控制是通过对交通流的调节、警告和诱导以达到改善人和货物的安全运输，提高运营效率。其目标在于改善交通流的质量，更好的利用现有运输能力，提高交通流的安全性、快速性和舒适性。交叉口是组成城市道路网的基本单元，城市交通控制分为单交叉口控制和多交叉口协调控制，并非前者比后者控制效果好，他们各有自己的适用范围。单交叉口担负着线控、面控控制方案的落实。 我国城市建设资金短缺，而协调控制一般投资较大，这就限制了其使用。所以我国目前各个城市的绝大多数交叉口都在使用单交叉口控制方式。如何赋予单路口控制方式一些新的策略，使之对于大量的交叉口进行行之有效的控制，最大限度的提高其通行能力及安全，对解决我国目前城市交通有着非常现实的意义，也可为协调控制的研究提供帮助。 1.3国内外发展现状 智能交通系统在日本的发展始于70年代。从1973年至1978年，日本成功地开展了一个叫动态路径诱导系统的实验。在这个实验中，车上的驾驶员可以根据装在车上的显示器上所显示的道路交通堵塞状况及诱导方向，选择自己到达目的地的最佳路线。从80年代中期至lJ90年代中期的10年间，日本相继完成了道路与车辆之问通信系统、交通信息通信系统、宽区域旅行信息系统、超智能车辆系统、安全车辆系统以及新交通管理系统等方面的研究。在此基础上，1994年1月，由日本警察厅、通产省、运输省、邮电省和建设省等五个部门联合成立了日本道路交通车辆智能化推进协会用以推动ITS在日本的发展。美国交通系统的智能化研究是最早的，始于本世纪60年代末，那时叫做电子路径导向系统。中间暂停了 目前我国城市街道交叉路口的交通信号灯虽然是自动的，但是仔细观察就会发现红绿灯的交替转换是定时式的，即转换的间隔时间是固定不变的。定时式并不符合实际要求。因为，如果东西和南北两方向车流量相差很大，而信号灯还是平均分配导通时间，就会出现这样的问题：车多的方向导通时间不足，而车少的方向导通时间剩余，造成一方向车拥挤，另一方向车流量少的不合理的局面，这就是机器自动控制不如人工现场指挥的差别。然而人工指挥劳动强度大，我们应充分发挥计算机的作用，用计算机模拟人的智能来控制交通灯，从而提高经济和社会效益。 为了达到对红绿灯的时间的控制，需要对道路上的车流量进行检测。当前比较流行的车流量监测器件就是一种自感式的车辆传感器。它的工作原理是当车辆经过传感器时，引起自感的变化。 1.4 设计任务 本课题设计的目的：通过单片机来控制交通路口的调度，包括了外围电路的设计、车流量检测电路及红绿灯和时间显示电路等。通过自动调节红绿灯时间解决了塞车问题，使路口的交通保持通畅。 本课题设计的目标： 1、通过单片机的应用可以显示红绿灯的工作状态和剩余时间。 2、对道路上的车流量能够自动进行检测。 3、根据车流量的多少能自动调整红绿灯显示时间。 4、当有车辆闯红灯时，能够及时记录下来。 第二章 控制系统方案论证及选择 2.1 信号灯基本情况 信号灯给出的信号为红黄绿三色。世界各国对交通信号灯的各种灯色含义都有明