自适应交通灯控制系统开题报告

1．本课题研究的背景、目的及意义

随着全球经济的迅速发展，私家车在大众家庭中越来越普及。便捷的私家车在方便人们出行的同时，也逐渐给城市带来了拥堵。据美国最新调查结果显示：美国人民在上下班高峰期交通拥堵状态不断加剧，由于交通拥堵塞造成的时间和车油量的浪费每年高达上百、上千万美元。交通拥堵在发达国家已经成为一个不得不重视的问题。在中国的一线城市，世界上最大的发展中国家，人们也在上下班高峰期间拥堵不堪，不得不花费超出预估的时间和精力在交通道路上，严重耗损了上班族和交警的大量时间。在全球，交通拥堵已经成为影响人们生活节奏和城市发展的重要问题。

当前国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯。它有固定的“红灯-黄灯-绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。交通灯的红绿打时间间隔要么东西、南北两方向各50秒；要么根据当地的实际情况进行东西、南北两方向固定时间控制。这种设计方法一直是我国交通灯的主流。在我国汽车产业刚发展起来时，这种交通灯对我国的交通发展做出了巨大的贡献，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。但是随着我国改革开放至今，国内经济发生翻天覆地的变化。汽车产业的火爆发展，带动国内私家车数量的飞速增长。人们渐渐发现现有的“定时”交通灯已跟不上时代发展的节奏。实际上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。人们现今往往能看到在东西方向上绿灯却只有几辆车通行，而在南北方向车道上车辆排成了长长的队伍，造成了交通资源的极大浪费。这种或多或少的尴尬现象是未交通灯未对道路实时状况进行实时监控所造成的。 不但让司机乘客怨声载道，而且对物力和人力也是一种浪费。交通拥堵对交通安全、交通事故的救援、客货运输管理、道路收费系统等方面都会造成非常大的影响。本文通过改善交通控制方案，使得十字路口的交通灯控制能够根据实时的路况信息以及道路车流量进行自动调整。在车流量多的时候自动延长该方向的通车时间，而在车流量少的时候适当减少该方向的通车时间，这样就能够达到自适应控制的目的。

现今很多的交通灯以单片机为核心，单片机经济实惠，成本相对较低，但用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。一个采用单片机制作的主控板不经过很长时间的实际验证很难形成一个真正的产品。而PLC采用了以计算机为核心的通用自动控制装置，集微机技术，自动化技术和通讯技术为一体，PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

总的来说具有可靠性高、性价比高、设计紧凑、扩张性好、操作方便。适用于频繁启动和恶劣环境，因此本文自适应交通灯系统中采用PLC作为电控系统的核心，这样能使得自适应交通灯的控制更加方便、快捷、安全。PLC控制程序采用模块化编程形式，交通灯调节过程中只需调用子程序模块，这样大大降低了程序的复杂程度，方便了程序的修改，而且为交通灯的拓展提供了便利的条件，方便于以后扩大交通灯以及改变交通灯格局等后期建设。

鉴于交通灯以其显著的特点，充分发挥其智能调节的优势，在现代化时代发挥着重大的用途。这对眼下交通堵塞的城市解决行车难的问题提供了方便条件。伴随着不同的数字化技术的发展以及PLC控制本身技术的提高，本设计利用PLC可编程控制器为核心器件组成控制系统，采用智能控制技术，正确认识和全面理解利用PLC实现控制技术在实践中的应用。

2．本课题主要研究内容和预期目标

1.分析自适应交通灯控制系统的工作特点及要求；

2.设计硬件原理图；

3.编写软件流程图及程序代码；

4.提交毕业论文一份及相关英文文献翻译一份。