基于plc智能交通灯控制系统设计开题报告.pdf

一、课题意义（包括课题的理论意义和现实意义）

交通系统是社会经济的“血液循环系统”是衡量一个城市文明进步的标志，随着

社会经济的不断发展和城市规模不断膨胀城市的经济贸易和社会活动日益繁忙

交通量持续增长，使得交通拥挤和阻塞现象越来越突出城市交通问题越来越严重

城市交通问题成为我国严重的城市病之一，目前我国城市交通灯控制系统大都采

用定时控制，这种方式控制交通效率低，容易造成交通拥挤，因此，需要一种

能够依据车流量、道路、时间与季节变化情况改变控制方式或自动调节红绿灯

的时间长度的智能交通控制系统，以减少十字路口车辆滞留现象，缓解交通拥

挤，实现十字路口交通最优控制，从而提高交通控制系统的效率。利用可编程

控制器实现交通灯管制的控制系统以及该系统软、硬件设计方法实验证明该系统

实现简单、经济能够有效地疏导交通提高交通路口的通行能力。分析了现代城市

交通控制与管理问题的现状结合交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作

原理给出了一种简单实用的城市交通灯控制系统的PLC设计方案。

二、文献综述（包括：1.理论的渊源及演进过程2.国内外对本课题的研究

现状和有待解决的问题3.本人对所查文献的评述等）

1.交通灯的历史渊源及演进过程

19世纪初在英国中部的约克城红、绿装分别代表女性的不同身份。其中着

红装的女人表示我已结婚而着绿装的女人则是未婚者。后来英国伦敦议会大厦前

经常发生马车轧人的事故于是人们受到红绿装启发1868年12月10日信号灯家

族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了由当时英国机械师德·哈特设

计、制造的灯柱高7米身上挂着一盏红、绿两色的提灯--煤气交通信号灯这是城

市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转

换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩它的前面有两块红、绿玻璃交

替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭使一位正在值勤的警察也

因此断送了性命。从此城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年在美国的克利

夫兰市才率先恢复了红绿灯不过这时已是“电气信号灯”。稍后又在纽约和芝加

哥等城市相继重新出现了交通信号灯。随着各种交通工具的发展和交通指挥的

需要第一盏名副其实的三色灯红、黄、绿三种标志于1918年诞生。它是三色圆

形四面投影器被安装在纽约市五号街的一座高塔上由于它的诞生使城市交通大

为改善。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎他怀着“科学救国”的抱负到美

国深造在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天他站在繁

华的十字路口等待绿灯信号当他看到红灯而正要过去时一辆转弯的汽车呼地一

声擦身而过吓了他一身冷汗。回到宿舍他反复琢磨终于想到在红、绿灯中间再加

上一个黄色信号灯提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是

红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族遍及全世界陆、海、空交通

领域了。中国最早的马路红绿灯是于1928年出现在上海的英租界。从最早的手

牵皮带到20世纪50年代的电气控制从采用计算机控制到现代化的电子定时监

控交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。

2.国内外的发展现状及以待解决的问题

传统的十字路口交通控制灯通常的做法是事先经过车辆流量的调查运用统

计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。然而实际上车辆流量的变化往往

是不确定的有的路口在不同的时间段甚至可能会产生很大的差异。即使是经过长

期运行、较实用的方案仍然会发生这样的现象绿灯方向几乎没有什么车辆而红灯

方向却排着长队等候通过。这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的统计的

方法已不能适应迅猛发展的交通现状更为现实的需要是能有一种流量变化情况

自适应控制的交通灯。目前大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定

转换时间间隔的控制方法。由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的

和不确定的采用固定时间的控制方法经常造成道路有效利用时间的浪费出现空

等现象影响了道路的畅通。随着计算机技术和自动控制技术的发展以及交通流

理论的不断发展交通运输组织与优化理论、技术的不断提高国内外逐步形成了一

批高水平有实效的城市道路交通控制系统。目前设计交通灯的方案有很多有应用

CPLD设计实现交通灯控制器方法有应用PLC对交通灯控制系统的设计，也有应

用单片机事先对交通信号的设计方法。例如澳大利亚的SCAT系统采取分层梯阶

式控制结构。其控制中心各有一台监控计算机和一台管理计算机通过串行数据线

路相连。地区级的计算机自动把各种数据送到管理计算机，监控