课程论文-自适应交通灯智能控制系统.docx

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怎样确定通电导线在磁场中受到的作用力

自适应交通灯智能控制系统

摘要：本文主要讨论利用PLC和传感器实现对交通灯的自适应智能控制。通过智能控制方案，可根据车流量的多少自动选择通行时间，优化交通疏导，达到自适应智能控制的目的。

关键词：PLC车流量智能控制

1.设计背景

随着国民经济的不断发展，小汽车进入了千家万户，并且随着生产技术的不断提高，汽车生产成本不断下降，汽车业的发展远快于城市建设的步伐。现有交通灯的控制方案存在众多不足，控制方案欠佳，使得城市塞车现象越来越严重。尤其是节假日和上下班时间，城市车流量的不平衡性和通疏导方案的不足性，造成了交通资源上的极大浪费。本文通过对交通灯控制方案的改善，使十字路口交通灯控制方案能根据实时路况、道路的车流量进行自动调整。自动延长车流量较多方向的通车时间，达到自适应智能控制的目的。

2.交通灯控制要求分析

按照城市交通灯控制的需要，本文主要讨论利用PLC实现交通灯的自适应智能控制。利用传感器与PLC实现对交通灯的智能控制。

2.1交通灯控制方案模型：

本文主要设计一个东西方向和南北方向十字路口的交通灯智能控制电路，其要求：1、每个方向有四盏灯，分别为：左转绿灯、直行与右转绿灯、黄灯、红灯：2、每个方向的绿、黄、红灯的定时时间可以预设；3、当一个方向绿灯、黄灯亮时，另一个方向红灯亮；4、左转绿灯→黄灯→直行与右转绿灯→黄灯→红灯按顺序点亮，循环往复。

交通灯的运行状态共有四种，分别为：东西方向绿灯亮；东西方向黄灯亮；南北方向绿灯亮；南北方向黄灯亮。当东西方向绿灯或黄灯亮时，南北方向红灯亮；当南北方向绿灯或黄灯亮时，东西方向红灯亮。交通灯结构框图如图1所示：

2

D

D

A

C

B

图一

2.2传统控制方案。如下表所示：表一：

东西

信号

左转绿灯亮

黄灯闪

直、右绿灯亮

黄灯闪

红灯亮

时间

30s

3s

40s

3s

76s

南北

信号

红灯亮

左转绿灯亮

黄灯闪

直、右绿灯亮

黄灯闪

时间

76s

30s

3s

40s

3s

由表一控制方案可知，在上述控制方案中，交通灯的控制要求比较单一。东西方向和南北方向的通车时间固定不变，没有考虑因车流量的差异，而及时调整通车时间，给交通资源造成了极大的浪费，也难以解决城市交通堵塞的问题。

2.3智能控制方案。如下表所示。

表二：

东西

信号

左转绿

灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯

闪

红灯亮

时间

30s

3s

40s

3s

76s

南北

信号

红灯亮

左转绿

灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯

闪

时间

76s

30s

3s

40s

3s

表三：

东西

信号

左转绿

灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯

闪

红灯亮

时间

40s

3s

50s

3s

56s

南北

信号

红灯亮

左转绿灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯闪

时间

96s

20s

3s

30s

3s

3

表四：

东西

信号

左转绿

灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯

闪

红灯亮

时间

20s

3s

30s

3s

96s

南北

信号

红灯亮

左转绿

灯亮

黄灯

闪

直、右绿灯亮

黄灯

闪

时间

56s

40s

3s

50s

3s

由智能控制方案表可以看出，智能交通灯控制中有三种控制方案：①当东西方向和南北方向车流量相当时，两个方向的通车时间相等(表二所示)。②当东西方向车流量较多，南北方向车流量较少时。延长东西方向通车时间，减少南北方向的通车时间(表三所示)。③当东西方向车流量较少，南北方向车流量较多时。减少东西方向通车时间，延长南北方向的通车时间(表四所示)。对交通灯的改造，能使得交通灯按照实际路况进行自适应调整。

2.4智能控制程序控制方案框图

准备

东西=南北东西南

东西=南北

东西南北

东西方南北方向流量相当东西方向车多(延长通车时间

东西方南北方向流量相当

东西方向车多(延长通车时

间)

南北方向车多(延长通车时

间

图二

3.交通灯智能控制方案软件、硬件实施：

本设计由传感器(图一，ABCD)检测汽车的车流量数据，通过逻辑运算得到东西方向和南北方向的车流量逻辑运算结果。假设某个方向152s(交通灯运行周期)内车流量超过36辆时，则判断为该路口车多，用逻辑“1”表示，反之用逻辑“0”表示。然后将东西方向和南北方向的逻辑运算结果进行比较，确定交通灯的工作方式。通过步进指令中的选择性分支与汇合与并行性分支与汇合指令的嵌套使用方法来确定程序的执行方向，达到智能控制的目的。

3.1输入输出地址表

表五

4

输入

输出

元件

所用

继电器

元件

所用

继电器

SBO

启动按钮

X10

L0,L0

东西左转绿灯

YO

SB1

停止按钮

X11

L1,L1

东西直右绿