基于PLC的交通灯控制系统

论文总字数：16975字

目 录

1引言....................................................3

2交通行业现状............................................3

2.1国内的交通系统现状...................................................3

2.2国外的交通系统现状...................................................4

2.3智能交通灯的发展现状.................................................5

3 实施目标及实施方案......................................5

3.1实施目标.............................................................5

3.2实施方案.............................................................6

4 PLC及组态王系统.......................................12

4.1 PLC的软件系统.......................................................12

4.2 PLC的特点...........................................................13

4.4 PLC的工作原理.......................................................13

4.3 组态王概述..........................................................14

4.3.1 使用组态王的步骤..............................................14

4.3.2使用组态王的注意事项..........................................14

5 控制系统的硬件选择.....................................14

5.1PLC型号的选定.......................................................15

5.2 车流量检测器选择....................................................15

5.3 PLC及模块外部接线图.................................................15

5.4 PLC系统的I/O表分配图...............................................16

5.4 组态王界面设计.......................................................16

6 结果及分析.............................................18

7 结论...................................................27

参考文献.................................................27

致谢.....................................................29

基于PLC的智能交通系统

桑晨晨 20121340030

，China

Abstract:In this paper,this system is a PLC of control the unit based on the difference traffic traffic light.It can changetraffic light time on the basis of traffic volume.This system is based on the traffic lights .PLC control programmerhas the characteristics of compact structure, high reliability and environmental adaptability, convenient and flexible .At the same time, the PLC internal timer is rich in resources.It can work in all kinds of traffic lights for precise control.At this stage, it is widely used in the traffic light system.

Key words: Control Programming

Key words: control programming; timer; characteristics;

1.引言

就目前而言，随着经济的发展，私家车辆的急剧增多，城市的交通堵车现象变得日益严重，这种情况随之而来的就是无数的交通问题，车、路、人三者的关系就会变得复杂难以协调，而交通灯的出现恰到好处的缓解这个问题。目前的十字路口交通灯的控制方法，采用的是以统计的手法计算出适合的各个路口交通灯亮灭时间，这个时间设定的是固定值，从实际而言。每个路口各个时间段的车流量是存在变化的，同一个路口在不同的时间段的车流量差异可能很大。传统的交通灯多采用单片机来控制交通灯的日常运行，在可靠性与抗干扰能力上已经开始走下坡路了，不能满足现代交通的需求，相比之下，PLC控制的可靠性、控制能力就相当强悍。PLC作为专门为工业自动化控制设计的产品，在其控制方面自有独到之处，在面向对象控制方面，其强大的控制能力是其他产品无可比拟[1]。

近年来PLC依托计算机技术与电力电子器件的迅速发展，已得到了广泛的应用，形成了各种规范化、系列化的产品[2]。用可控编程器PLC实现交通灯控制系统，通过对系统软硬件的设计，以系统模拟的方式来证明该系统对于交通系统进行简单、有效的疏导，提高交通岔路口的车辆疏导问题[3]。

未来的路口交通灯发展方向已经趋向于偏向于智能化的发展方向，这将是交通系统的一次大变革。该方向大体是以通过对目前各类先进的技术例如信息技术、通信技术、计算机技术与传感技术的集合，实现对路口交通情况的具体分析，迅速做出合理的协调，完成对道路交通的有效控制，更加有效的协调好人、车、路之间的关系。结合城市现代交通现状、具体的交通疏导问题，阐述交通灯控制系统的工作原理，结合实际给出一种简单的PLC城市智能交通控制系统的设计方案。该设计方案主推PLC在交通灯的控制方面，以打破常规的交通灯定时控制模式，是交通灯可以根据车流量自动变化的情况，根据内设算法自动的设定绿灯的时间长短，减少车辆排队[3]现象。

2.交通行业现状

2.1 国内智能交通系统现状

就目前而讲，中国各大城市都交通系统都存在着相当大的问题，北、上、广这三大核心城市经济最为发达[8]，那相对而言人们的生活水平自然高，那就产生了一种现象“私家车”的普及。据了解这三大城市的公共交通出行率相比于其他城市小，尤其是出行高峰期更小，那意味着什么，私家车出行率更高。我们来算一笔账，一辆私家车最多坐4人，一辆公交车30人，可比性一眼就出来了。而从目前我国交通的未来发展形势，小汽车的发展趋势正在劲头上，占交通出行率的大比重，而公交车则呈现下降趋势，这就是目前我国道路行驶上车挤车的现象。目前，大部分城市中十字路口的交通灯都采用的是设定固定时间轮流切换红绿灯的控制方法[12]。但是各个路口的车流量总是不确定的、随机的，而采用固定时间的控制方法，可能常常会出现道路利用时间剩余、空等现象，为此需要一种新型的交通系统来有效地控制这种现象[13]。国内外对智能交通系统的理解可能存在不同的差异性，但是归根结底都是为了缓解日益突出的交通堵塞问题，以采用各种高新技术包括计算机技术、自动化控制技术等来提高交通效率，增加交通系统的稳定运作及安全性。据可靠调查研究，针对智能交通这一块在我国主要城市发展已经铺开了序幕：我国的主要大城市已经铺设了用智能交通的主要的数据采集设备，并开始运转。而且就相关部门的调察统计得出一个具体数据，就去年而言，我国智能交通的市场规模已达到了125亿左右。这一从另一角度反映出我国的相关政府也开始加强了对交通系统的关注力度，未来我国智能交通将呈现6大发展趋势：动态感知和实时监测的信息获取、无处不在和随需而动的信息服务、主动预警和快速响应的安全保障、信息共享和业务协同的运输体系、绿色环保和可持续的发展理念、创新驱动和市场引导的发展模式。智能交通系统的优异性日趋得到体现，预期五年之内我国的交通系统将呈现出翻天覆地的改革，这场改革起源与市场对交通系统安全性、高效性、视频监控等一系列要求的回复。根据相关报道可得，未来的五年，将是智能交通腾飞的五年，可靠估计建设智能交通系统将投入资金高达3800亿元，这将使得我国的交通系统走入大数据时代的范畴。现阶段我国的智能交通未必能够走得完美，其历程必然多磕碰，但这是大潮流、大趋势，可观的发展前景必然会使得这一系统呈现高速发展期，智能交通时代已离你不远。

2.2国外交通系统现状

目前的城市交通矛盾演变日益激烈，从一定程度上代表一个城市的发展现状。为了对这个问题进行有效的解决，现阶段许多城市都转向发展智能化交通系统，这套智能交通系统在国外已经发展了将近40多年已日趋成熟。在北美、澳大利亚等大城市，道路面积率高达35%到40%，而北京只有20%，缓解道路交通拥堵，加快道路建设时当务之急[8]。70年代末，澳大利亚开发了SCAT路面控制系统，这是一种较为先进的计算机网络控制技术，采用分层递阶的方式[14]。在控制过程中，SCAT系统会预想选定好几个相关参数，通过这几个参数根据实际情况对路面运行状况进行分析，选择预先设定好的控制方案[8]。还有英国经过8年研究的一款自适应的SCOOT路面控制系统，其全名为动态交通控制系统。主要是通过联机的方式，以有线的方式进行通信来对各个路口的交通灯进行控制，大大的提高了效率。还有日本设计的路面控制系统，其包括交通控制中心和VICS中心，主要在东京等城市运行。这套交通控制系统通过收集、处理和发布交通信息，控制系统通过对超声波、雷达、红外检测器、摄像头等可以用来收集信息的设备，将这些信息通过计算机网络进行计算分析，实时监控各个路口的车流量，选择各个路口最合适的预设方案进行交通的智能调节，更加高效快捷[8]。

同时，国外的一些城市还有一些独特的交通系统，他们通信系统与互联网技术，将交通运输中心与乘客之间建立联系，乘客可以实时地将期望的交通车运行时间反映给运输中心。同时运输中心会根据统计上来的数据分析市民的出行规律，实现精准预测与车辆的出车，有效地实现车辆的合理运行，当然目前这些技术根本没有条件在国内运行。

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