【基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述3700字】

基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u10257基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 1203101.1國(guó)外智能交通發(fā)展史 124931.2國(guó)內(nèi)智能交通 2140371.3智能交通發(fā)展史帶來(lái)的好處 350782.1我國(guó)交通現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 393162.2交通控制燈系統(tǒng)的發(fā)展方向 416055參考文獻(xiàn) 4摘要：城市交通矛盾的日益突出，已開(kāi)始影響城市的發(fā)展，解決這個(gè)問(wèn)題最行之有效的良方或許就是大力發(fā)展智能化交通。本文首先介紹了交通智能化的發(fā)展史，然后詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。1.智能交通的發(fā)展史智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportationsystem,簡(jiǎn)稱(chēng)ITS),是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸管理體系統(tǒng)中，建立一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn)時(shí)。準(zhǔn)確、高效的交道運(yùn)輸管理體系。城市道路交通自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展是以城市交通信號(hào)控制技術(shù)為前導(dǎo)，與汽車(chē)工業(yè)并行發(fā)展的。在其各個(gè)發(fā)展階段，由于交通的各種矛盾不斷出現(xiàn)，人們總是盡可能地把各個(gè)歷史階段當(dāng)時(shí)的最新科技成果應(yīng)用到交通自動(dòng)控制中來(lái)，從而促進(jìn)了交通自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展。1.1國(guó)外智能交通發(fā)展史1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號(hào)燈，用以指揮馬車(chē)通行。這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成,紅色表示“停止”,綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線(xiàn)紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測(cè)器安在地下，車(chē)輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線(xiàn)紅綠燈當(dāng)行人踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路。紅外光束能把信號(hào)燈的紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車(chē)放行，以免發(fā)生交通事故。從1868年英國(guó)倫敦首次使用燃汽色燈信號(hào)以來(lái)，城市交通信號(hào)機(jī)由手動(dòng)到自動(dòng)，交通信號(hào)由固定周期到可變周期，系統(tǒng)控制方式由點(diǎn)控到面控，從無(wú)車(chē)輛檢測(cè)器到有車(chē)輛檢測(cè)器，經(jīng)歷了近百年的歷史。到1963年加拿大多倫多市建立了一套使用IBM650型計(jì)算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號(hào)系統(tǒng)，從而標(biāo)志著城市道路交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。各個(gè)時(shí)期典型交通信號(hào)系統(tǒng)的特征如表1T所示。之后，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、澳大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計(jì)算機(jī)區(qū)域交通控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般還配備交通監(jiān)視系統(tǒng)組成交通管制中心。到80年代初，全世界建有交通管制中心的城市有300多個(gè)，代表了未來(lái)交通控制的發(fā)展方向信號(hào)燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。:1968年，聯(lián)合國(guó)《道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定》對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車(chē)輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車(chē)輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車(chē)輛和過(guò)人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車(chē)輛必須在交叉路口的停車(chē)線(xiàn)后停車(chē)。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車(chē)輛不能越過(guò)停車(chē)線(xiàn)，但車(chē)輛已十分接近停車(chē)線(xiàn)而不能安全停車(chē)時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個(gè)城市或者更大地域，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國(guó)科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和交通檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)燈的實(shí)用化，建立了一套由IBM650型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑。,可以說(shuō)，在近百年的發(fā)展中，道路交通信號(hào)控制系統(tǒng)經(jīng)歷了手動(dòng)到自動(dòng)，從固定配時(shí)到靈活配時(shí)，從無(wú)感應(yīng)控制到有感應(yīng)控制，從單點(diǎn)控制到干線(xiàn)控制，從區(qū)域控制到網(wǎng)絡(luò)控制的長(zhǎng)遠(yuǎn)過(guò)程。1.2國(guó)內(nèi)智能交通據(jù)史料記載，中國(guó)最早的馬路紅綠燈，是于1928年出現(xiàn)在上海的英租界。1982年，由北京市公安局交通管理處自行設(shè)計(jì)制作了第一個(gè)崗傘式信號(hào)燈，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是集崗傘、崗臺(tái)、信號(hào)燈于一體。并在宣武區(qū)虎坊橋路試用。經(jīng)改進(jìn)，于1983年陸續(xù)在天安門(mén)東、西側(cè)路、南池子、南長(zhǎng)街路口安裝使用。在國(guó)內(nèi)，受客觀(guān)條件的制約，ITS起步比較晚，在20世紀(jì)90年代初，我國(guó)的相關(guān)學(xué)者開(kāi)始意識(shí)到研究和開(kāi)發(fā)ITS的重要性。到90年代中期，由于受到國(guó)外ITS研發(fā)的影響，政府部門(mén)也開(kāi)始重視對(duì)ITS的研究，隨后，又得到中央部門(mén)和部分地方政府的支持。1999年，我國(guó)成立了全國(guó)智能交通系統(tǒng)(ITS)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同年，又成立了全國(guó)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)，其中，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、北方交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等高校的有關(guān)專(zhuān)家為咨詢(xún)委員，并啟動(dòng)了國(guó)家"九五”科技攻關(guān)課題和國(guó)家“十五”科技攻關(guān)課題。目前，在對(duì)一些大中型城市引入的國(guó)外ITS進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)逐漸開(kāi)始摸索開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適合自己國(guó)情的ITS系統(tǒng)。1.3智能交通發(fā)展史帶來(lái)的好處交通控制研究的發(fā)展，旨在解決人類(lèi)交通因需求的增多而日益繁重帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車(chē)輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等無(wú)控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線(xiàn)路車(chē)輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線(xiàn)路的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的動(dòng)脈，象征著一個(gè)城市的工業(yè)文明水平。交通關(guān)系著人們對(duì)于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān)的利益。具有優(yōu)良科學(xué)的交通控制技術(shù)對(duì)資源物流和人們出行都是十分有價(jià)值的，保證交通線(xiàn)路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，交通控制系統(tǒng)基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng)ITS的轉(zhuǎn)變，而在我國(guó)，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。對(duì)于傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)而言，對(duì)紅綠燈一般釆用定時(shí)控制，無(wú)法對(duì)實(shí)際的交通流進(jìn)行識(shí)別優(yōu)化，以至于不能適應(yīng)交通量的不確定性和隨機(jī)性的原因，往往造成交通資源的浪費(fèi)和道路的梗阻。而智能交通控制系統(tǒng)則在不產(chǎn)生大的硬件改動(dòng)的情況下有效的提高效率。我國(guó)交通的現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題和交通燈控制系統(tǒng)的2.1我國(guó)交通現(xiàn)狀及存在問(wèn)題隨著城市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度的加快。1994年臥軌城市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已接近500完輛。20世紀(jì)90年代以來(lái)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展加快，2009年，機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)率達(dá)35%左右。然而，在此同時(shí)，城市道路建設(shè)規(guī)模也在加大，我國(guó)城市普遍存在道路密度，道路面積率偏低的問(wèn)題，這是我國(guó)城市制約其是大城市有機(jī)的一個(gè)重要原因。我國(guó)城市道路的密度只有6.8km每平方千米，而在20世紀(jì)80年代，世界發(fā)達(dá)國(guó)家就已到達(dá)20km每平方千米。20世紀(jì)90年代，我國(guó)部分城市道路面積率，北京為5.9%,上海為6.4%,而國(guó)外東京為13.8%,巴黎為25%,普遍高于我國(guó)。近幾年，國(guó)家雖不斷加大城市道路建設(shè)的力度，但仍趕不上車(chē)輛的增長(zhǎng)速度，且與世界其他國(guó)家相比，差距仍很大。[8]出租車(chē)以及公交的發(fā)展運(yùn)營(yíng)情況并不盡如人意，雖然車(chē)輛和線(xiàn)路長(zhǎng)度增長(zhǎng)，但運(yùn)營(yíng)速度成了瓶頸，新增的運(yùn)力被運(yùn)輸效率低下所抵消。交通管理方面水平還欠發(fā)展，隨著交通需求越來(lái)越旺盛，而我國(guó)城市中小交通管理和交通安全的現(xiàn)代化設(shè)施卻做得不足。在車(chē)輛，道路和交通管理系統(tǒng)，城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)，城市交通管制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，信息采集和信息提供技術(shù)等方面都與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距。近幾年，雖然有部分城市研究和引進(jìn)一些國(guó)外先進(jìn)的交通信號(hào)管理系統(tǒng)，但是由于交通管理設(shè)施不足等原因，我國(guó)交通事故率居高不下。城市車(chē)流行駛速度逐年下降，目前不少城市交通運(yùn)量年年增長(zhǎng)，但運(yùn)輸速度普遍下降，這都源于交通通行不佳。我國(guó)的智能交通系統(tǒng)還處于起步階段，還沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是智能交通系統(tǒng)的岀現(xiàn)給我國(guó)的交通運(yùn)輸行業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，交通設(shè)施、交通管理以及交通工具都會(huì)發(fā)生巨大的變革。交通燈控制系統(tǒng)是城市交通控制系統(tǒng)的重要組成部分，也是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分。論文的主要工作都是圍繞這一部分展開(kāi)的。2.2交通控制燈系統(tǒng)的發(fā)展方向基于我國(guó)交通信號(hào)控制系統(tǒng)基本上采用定時(shí)控制方式，現(xiàn)有的交通控制系統(tǒng)智能化低，隨時(shí)可能出現(xiàn)交通堵塞，并且人力、物力不能達(dá)到最大化利用率的情況，運(yùn)用PLC設(shè)計(jì)出交通燈智能延時(shí)控制系統(tǒng)。智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)運(yùn)用實(shí)時(shí)檢測(cè)、判斷延時(shí)，避免了一個(gè)方向交通繁忙時(shí)某一方向的車(chē)輛較多卻是紅燈，然而其他方向卻是無(wú)車(chē)或通過(guò)的車(chē)輛較少依然亮著綠燈，減輕了交通高峰期的壓力和主要干道路口的擁堵，將交通智能系統(tǒng)的效有效利用率達(dá)到最高。參考文獻(xiàn)[1]柴干,趙倩,蔣珉.城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版,2010(7):6.[2]周力,陳躍東,江明.城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2006(6):4.[3]王劍波,高潔,王明哲.基于CPN的城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)建模[J].計(jì)算機(jī)工程,2004,30(8):3.[4]趙亭亭.城市智能交通信號(hào)控制系統(tǒng)[J].數(shù)碼世界,2017(2):2.[5]韋正林.一種城市智能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng):,CN112700666A[P].2021.[6]李效,葉堅(jiān),徐冉,等.初探物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能