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具有车流量监控的PLC智能交通灯控制.docx
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2021-10-02
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PLC技术
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燕山大学课程设计说明书
第 1 章 引言
1.1 城市交通的现状
随着社会经济的快速发展,城市机动车的不断增多,从而引发的交通问题越来越突
出。交通是否便捷是衡量一个城市基础建设的重要标准。
目前,我国城市十字路口的交通灯控制系统基本上是采用定时控制方式,这样会产
生弊端,如某条道路的车流量很大却要等红灯,而另一条道车流量相对少的多却依然亮
着绿灯,这种状况是没有对道路进行实时监控造成的。这样的交通控制效率低,容易造
成交通拥挤。
1.2 本文研究的目的和意义
在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通,并为人的安全提供了强有力的
保障。但是,随着经济、社会的快速发展,传统的交通灯控制系统已经不能适应现在日
益繁忙的交通状况。如何改善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况,成为研究的
课题。
传统的十字路口交通灯控制通常的做法是:事先做好道路车流量的调查,运用统计
的方法将两个方向红绿灯的时间设置为固定值。然而,十字路口不同时刻的车流量是不
固定的,采用固定时间的控制系统,经常造成道路有效利用时间的浪费,出现空等现象
或多车等待现象,影响了道路的畅通,这种控制方法已经不能适应现在的交通现状。具
有车流量监控的 PLC 交通灯智能控制能够根据车流量的变化自动调节红绿灯的时长,最
大限度减少十字路口的车辆滞留现象,有效的缓解了交通拥挤,实现的交通控制系统的
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燕山大学课程设计说明书
最优控制,大大提高了交通控制系统的效率。随着我国人民生活水平的不断提高,城市
化的推进和私家车数量的增加,道路交通拥挤的现象日益突出,智能交通控制系统有广
大的应用前景。
1.3 本文研究的主要思路和内容
由于城市的高速发展,交通拥挤也随之增加,为了实现交通的道路的管理,力求交
通管理的科学化、智能化。通过传感器检测车流量,用 PLC 可编程控制器实现交通灯的
控制系统。该系统实现简单、经济,能够有效的疏通交通,提高了交通路口的通行能力。
本课题主要用传感器和 PLC 相结合,以车辆等待绿灯的滞留量来确定该方向是否繁
忙。如图 1 以南北方向为例,每当车辆进入十字路口须进过传感器 S1 或 N1,这时传感
器产生一个脉冲信号送至 PLC,通过计数器进行加 1 运算,如果此时还是绿灯,车辆继
续前行通过十字路口处近端传感器 S2 或 N2,同样传感器产生一个脉冲信号送至 PLC,
通过计数器进行减 1 运算(同一方向的 2 个传感器相距 150 米)。PLC 对传感器 S1 或
N1 脉冲信号的计数就可以记录驶进路口的车辆数 X,PLC 对传感器 S2 或 N2 脉冲信号
的计数就可以记录驶出路口的车辆数,将两个相对方向 X、Y 的数值合并成一组,南北
方向车辆的滞留量 Z1=X-Y。同理可得,东西方向车辆的滞留量 Z2。
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当-10≤Z1-Z2≤10 时,则为一般情况,交通灯按正常时序亮。当 Z1-Z2>10 时,则为
南北方向繁忙,东西方向一般,南北方向直行绿灯时长增加 10s,左转绿灯时长增加
10s。当 Z1-Z2<-10 时,则为东西方向繁忙,南北方向一般,东西方向直行绿灯增加
10s,左转绿灯增加 10s。绿灯时长控制表如表 1 所示。
以上车辆的计数和车流量的比较及绿灯时长控制都由 PLC 完成。各传感器检测车辆,
在一个红绿灯周期中,每当东西绿灯或南北绿灯亮之前,PLC 都要依据脉冲的计数并进
行比较判定来调整东西或南北绿灯时长。车流量监控的 PLC 交通灯智能控制原理如图 2
所示。
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zhangao_fengg
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