基于plc的智能交通控制系统设计的开题报告.doc

长江师范学院 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称: 基于PLC的智能交通控制系统设计 姓 名: XXX 学 号: 200891343116 专业年级:2009级机械设计制造及其自动化 指导教师: 李 焱 教务处制 一、课题意义 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，随着社全经济的发展和城市化进程的不断推进，我国和世界其他大、中城市的交通问题日益突出，机动车出行需求的不断膨胀导致交通基础设施不足。交通拥挤、环境污染和交通安全等问题成为社会和经济可持续发展的症结之一，构建“和谐社会”成为我国今后国民经济和社会发展的主题，如何创造一个通畅、快捷、以人为本的交通环境成为“人与自然和谐相处”不容忽视的核心内容[1]。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[2]。这需要一种更加合适的交通控制系统来适应现代交通，而智能交通管理的发展不仅促进了城市交通管理水平的提高，而且也改善了城市交通状况，提高了道路的服务水平，为城市可持续发展创造了条件，同时也推动了交通及相又广处的发展，对城市现代化的建设备着很重要的意义[3]。 二、文献综述 （一）交通灯的历史渊源及演进过程 交通灯诞生于1918年，它的诞生使城市交通大为改善。它初始是安装在纽约市五号街的一座高塔上三色圆形四面投影器，其中的黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎。一天他发现红绿两色灯控制路口交通的缺陷，想出加上一个黄色信号灯提醒人们注意危险。他的建议得到有关方面的肯定后，红、黄、绿三色信号灯成为一个完整的指挥信号家族，应用于全世界陆、海、空交通领域。1928年在上海的英租界应用于中国的马路上[4]。随着人类文明的进步与发展，人们对各种交通车辆的需求量不断增大，城市的交通拥堵问题日益严重，随着科学化、自动化的发展，红绿灯系统也不断地更新、发展和完善，从手牵皮带到电气控制，从计算机定时控制到电子时时监控。 （二）国内外的发展现状及以待解决的问题 随着交通运输组织与优化理论、交通流理论的不断发展，国内外逐步把计算机技术和自动控制技术应用于城市道路，逐步提高了交通控制系统的效率[5]。目前设计交通灯的方案较多，有应用CPLD设计实现交通灯控制器,也有应用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，通过固定的监控计算机和管理计算机串行数据线路相连模式实现了连续监视所有路口的信号运行、检测器的工作状况。SCOOT系统充分吸收了计算机网络技术的突出优点，采用自适应控制方法能够连续实时调整周期、绿信比和相位差以适应不同的交通流，其系统结构易于更改、控制方案较易变换，但在信号控制上还存在一定的局限性，需要合理解决混合交通流问题[6]。在实时检测和自动控制的应用中，单片机往往作为一个核心部件来使用，然而仅仅依靠单片机是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。而PLC控制系统其具有通用性强，丰富的I/O接口模块，方便组合，安装简单，维修方便，驱动能力强，并且使用方便，编程简单，现场调试容易，能适应各种恶劣的运行环境，性能稳定，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型[7]。通过PLC系统的应用制造成本降低，维护性提高，其最大的优点就在于整个系统的稳定性得到了保证。 我国交通灯系统的工作起步较晚，结合实际发展状况，政府一方面进行以改善城市市中心交通为核心的技术研究，另一方面采取引进与开发相结合的方针建立了一些城市道路控制系统，虽然得到了一定的效果，但现有信号控制系统容易造成自行车与机动车交通流冲突[8]。当前我国通常的做法是以事先测定的车辆流量调查数据为基础，进行统计分析确定两个方向红绿灯的延时。然而，实际上车辆流量的变化存在较大的随机性与不确定性,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出现空等现象，造成道路有效利用时间的浪费，影响了道路的畅通[9]。正是存在流量变化的偶然性，我们无法建立准确的统计分析模型来解决交通灯控制问题。迅猛发展的交通现状需要一种流量变化情况自行适应控制的交通灯设定方案。 （三）综述评述 经过实际交通系统应用状况的分析，目前的道路交通控