基于PLC的两相位交通灯控制系统设计开题报告

 2021-08-08 22:10:11

1. 研究目的与意义

交通控制系统是近现代社会随着物流,出行等交通发展产生的一套独特的公共管理系统。要保证高效安全的交通秩序,除了制定一系列的交通规则,还必须通过一定的科技手段加以实现。随着社会经济的发展,数字电路交通灯越来越不能满足日益增长的交通压力,因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。因此我们选用可编程控制器来实现系统功能的实现。

早在19世纪初,英国人受到红绿装启发,在1868年研究出了一种红绿两色的提灯-煤气交通信号灯,这是城市道路的第一盏信号灯。但是后来煤气灯突然爆炸自灭事件使其被取缔了。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。1926年英国人第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯,这是城市交通自动控制的起点。

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。随着私家车和机车的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。所以,如何采用合适的控制方法,最大限度的利用好城市高速道路,缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题,可见改善城市交通灯控制系统是多么的重要。所以本文设计了一种用plc控制的城市十字路口智能交通灯控制系统

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2. 国内外研究现状分析

交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段,而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口,其通行能力是解决城市交通问题的关键,而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。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完善,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,有应用单片机实现对交通控制系统的设计,有应用CPLD设计实现对交通信号灯控制器的方法。当前世界广泛使用的最具代表性且有实施的城市道路交通信号控制系统有英国的TRANSYT交通信号控制系统,澳大利亚SCATS系统和意大利UTOPIA/SPOT系统。在信号机的发展过程中,自适应理论一直受到各研究机构的欢迎,比如上面所说的SCATS系统。最近几年,国外偏向于引进自适应理论来对交通控制系统进行研制,具有代表性的有美国亚利桑那大学研制的RHODES。英国的TRANSYT系统是目前最成功的静态系统。意大利UTOPIA/SPOT系统由两部分组成,SPOT(小型的分布式交通控制系统)和UTOPIA(面控软件)系统考虑了公交优先的功能,采用了强相互作用的概念来保证区域控制的最优性和鲁棒性。这些信号系统虽然取得了较好的效果,但我国交通领域发展起步比较晚,实际情况决定了需要对这些系统进行改进。比如:需要合理解决混合交通流问题,国产化率低,实现区域网络协调控制,需要完善信号控制。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

论文主要研究的是要如何通过使用plc相关的知识设计出符合设计所要求的更加方便,更加实用,更加可靠的交通灯控制系统。

研究计划安排:

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4. 研究创新点

本设计的目的在于设计出一个有实用价值,性价比较高的智能交通灯控制系统。该系统具有很高的可靠性,且抗干扰能力强。可实现十字路口城乡交通远程自动控制和紧急情况下能够手动切换信号灯让特殊车辆优先先通行。本系统性能稳定可靠,能够达到最大限度的有车放行,减少十字路口的车辆滞留,缓解交通拥堵、时间最优控制,从而提高了交通控制系统的效率。

PLC编程简单,可应用于各种工业控制现场,其硬件及软件设计均考虑到各种生产环境,其电压适用范围很宽,具有极强的抗电磁干扰,抗震动,抗高温,高湿等特性,性能极为稳定,可靠。由于PLC的功能强大,实现灵活,可扩展性好,可根据实际需要改变功能的控制过程及方式,并可根据使用者要求在不增加或少增加硬件的基础上开发新的控制功能,最重要的是PLC很适合来控制交通信号灯这类的时序控制系统。

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