基于PLC的智能交通信号灯控制系统设计.pdfVIP

基于PLC的智能交通信号灯控制系统设计

吴淑娟

【摘要】Akindofintelligenttrafficsignallightcontrolsystemwas

designedbasedonPLC;thecontrolmodeofthissystemcanbedivided

intodaymodeandnightmode.Inthedaymode,theringvehicledetector

canrecordthetrafficsituationofroadvehiclesinrealtime,andaccording

totheactualsituationofroadtraffic,thegreenlightsinacertaindirection

arereasonablyextendedaccordingtothesetcontrolrules.%设计一种基于

PLC的智能交通信号控制系统，该系统的控制模式分为日间模式和夜间模式。在

日间模式中启用环形车辆检测器，实时记录道路车流量情况，并根据道路交通的实

际情况，按照设定的控制规则，合理延长某一方向的绿灯时长。

【期刊名称】《闽西职业技术学院学报》

【年(卷),期】2016(018)004

【总页数】4页(P106-109)

【关键词】PLC;环形车辆检测器;智能交通系统

【作者】吴淑娟

【作者单位】闽西职业技术学院电气工程系，福建龙岩364021

【正文语种】中文

【中图分类】TM923.482

传统的城市道路交通信号的控制一般是采用按固定方式运行的定时控制系统[1]，

这种系统简单，易实现。随着现代城市的发展，道路交通越来越具有易变性和不确

定性，按固定方式运行的交通信号系统因无法对道路交通进行实时、合理的监管，

难以有效、及时地疏导车流，容易引起交通拥堵。所以设计一种能根据道路交通流

量的实时情况进行自动调整的智能交通信号控制系统是有必要的。本文以一个人车

分流的中型十字路口以例，设计一个基于S7—200PLC的智能交通信号控制系统。

该十字路口东西方向为连接商业区A和商业区B的主干道，在7时至23时车流

量比较大，而且具有不确定性；南北方向是连接居民居住区与高新工业区的主干道，

车流量总体比东西方向少，但是有3个激增的车流高峰时段，分别是早间、午间

和傍晚。南北方向车流高峰时，车流量比东西方向大。另外所有左转方向车流量相

对较小，且平稳。

该十字路口原来的交通信号控制系统是传统的按固定方式运行的定时控制系统，在

这种控制方式下，存在两个不合理的现象：在车流量较少的夜间，由于交通灯仍按

固定方式运行，会造成不必要的通行等候；在车流量大的白天，尤其是车流高峰时

段，在直行车道上经常出现交通拥堵。通过对现场车流量的调查，对信号灯控制系

统进行重新设计，以减少不必要的通行等候时间和道路的拥堵情况。系统总体的设

计思路如下：将系统的控制模式分为日间模式和夜间模式；在日间模式中启用环形

车辆检测器，并设计一定的控制规则，根据车流量实际情况，自动合理延长东西方

向或南北方向的绿灯时长。

2.1硬件设计

该系统的硬件设计主要包括环形车辆检测器的布置和交通信号灯的布置。

环形车辆检测器的主要部件是环状绝缘电线[2]。在十字路口各直行车道的特定区

域的首尾处，将环状绝缘电线埋设于道路下方十几厘米深处。当车辆进入和离开该

区域时，这两个车辆检测器都会发出一个5V的脉冲信号至PLC，PLC可据此计算

该区域内的车辆数目。交通信号灯采用传统的单排横式排列[3]。环形车辆检测器

与交通信号灯的布置如图1所示。

2.2交通信号灯配时安排及绿灯时长延长方案设计

2.2.1配时安排

该十字路口人车分流，右转不受灯控，并且没有人行道灯控，所以灯控配时可简单

些，各个车道设置红灯、黄灯、绿灯3种信号灯，控制周期分4个阶段[4]（图

2）。

2.2.2绿灯时长延长设计

延长绿灯时长需要满足如下3个条件：

A.当前放行的直行方向车道的滞留车辆数与等待放行的直行方向车道的滞留车辆数

之间的差值大于δ（δ为经验数据）。

B.当前等待放行的直行方向车道的滞留车辆数小于σm（σm为允许滞留在待放行

车道上的车辆数量的最大值）。在确定σm时，主要考虑当下一轮绿灯到来时，

能以正常的通过速度、在正常绿灯时