1、目录 目录1 第一章 引言 .3 1.1 城市交通现状 3 1.2 智能交通的国内外发展状况 .3 1.3 交通信号灯控制的研究现状 .5 1.4 本文的主要工作 .6 第二章 十字路口信号控制的基本理论和方法 7 2.1 交通信号灯 7 2.2 信号灯的设置 7 2.3 交通信号的控制方式 8 2.4 城市道路智能交通信号控制系统 9 2.4.1 智能交通信号控制系统的基本组成9 2.4.2 交通信号控制系统的主要术语和参数 9 2.4.3 智能交通信号控制的核心 11 2.4.4 智能交通信号控制系统的基本设计步骤. 12 第 3 章 信号灯控制系统的设计 . 13 3.1 信号灯结构设计
2、 . 13 3.1.2 可编程控制器 I/O 端口分配 15 3.1.3 程序梯形图 . 17 3.1.4 信号灯的 PLC 外部连线图 22 3.2 倒计时数码管的设计 23 3.2.1 程序梯形图 . 23 3.2.2 数码管的 PLC 外部连线图 26 3.3 本章小结 . 28 第四章 交通灯系统的设计 29 4.1 交通系统的发展趋势 29 4.2 选择 VHDL 硬件描述语言设计的优势 29 4.3 红绿灯交通信号系统功能描述 29 4.4 红绿灯交通信号系统的 VHDL 模块 31 4.4.1 时钟脉冲发生电路 31 4.4.2 计数秒数选择电路 32 4.4.3 倒计时控制电路
3、 35 4.4.4 红绿灯信号控制电路. 37 4.4.5 建立程序包 39 4.4.6 连接各个模块 . 39 图 14 连接各个模块后的管脚分配图 40 4.5 本章小结 40 参考文献. 41 致谢 42 附件 43 附录一 信号灯程序指令表 . 43 附录二 数码管显示程序指令表 45 附录三：红绿灯交通信号系统的 VHDL 程序代码 . 46 第一章 引言 1.1 城市交通现状 据一项对美国主要城市交通状况的调查显示：1982 年至 2000 年，美国城市在 上下班高峰期间的交通堵塞状况不断加剧，由交通堵塞造成的时间和汽油浪费而带 来的经济损失每年高达 680 亿美元。以广州为例来讲
4、，现在市区平均车速只有每小 时 12 公里。用这个目标速度代入欧美标准计算，广州人为交通堵塞所付出的经济代 价总值:每年耗费 1.5 亿小时，减少生产总值 117 亿元。相当于该市整个生产总值的 7%! 在北美、澳大利亚等大城市，道路面积率高达 35%-40%，而北京只有 20%。缓 解交通拥堵，加快道路建设是当务之急。据悉，到 2010 年，北京将投资 500 亿元用 于城市道路建设，到 2005 年，北京仅高速公路通车里程就达到 600 公里。但一味发 展城市道路，也会刺激私家车超常规发展，两者发展速度的失衡，最终还是逃不出 “拥堵修路再拥堵”的怪圈。 中国各大城市的交通系统都存在着不同程
5、度的问题，北京、上海、广州三大城 市的公共交通出行比例都比国外大城市小， 尤其是高峰时段的公共交通分担率更小。 从我国目前各大城市的交通结构看，普遍存在常规公共交通系统发展不足，快速轨 道交通系统发展滞后、自行车交通分担率过高、小汽车发展势头强劲的不协调现象。 因此，要准确认识各种交通工具各自的使用条件和服务范围，充分发挥各种交通方 式的优点，使其合理分工，才能发挥整个交通系统的效率。 1.2 智能交通的国内外发展状况 城市交通矛盾的日益突出，已开始影响城市的发展，解决这个问题最行之有效 的良方或许就是大力发展智能化交通。 智能化交通管理体系在国外已经有了 40 多年 的发展历史，是目前发达国
6、家普遍采用的交通管理方式，这种方式是在发达的交通 网络基础上，应用卫星定位系统，对所辖区域的交通流量实施有效控制，使有限的 交通网络功能得到充分合理的利用，极大发挥城市的载体功能。智能交通系统将大 大提高交通效率而节省大量的燃料和时间;除此之外， 智能交通系统能够减少交通事 故，减少因事故造成部分经济损失。在与世界发达国家机动车人均拥有量差距还很 大的情况下，我国一些特大城市的交通拥堵已排在世界前列。 在北京召开的“第二届国际智能交通系统技术研讨暨技术与产品展览会”上透 露。我国将投资 20 亿元对北京、上海、天津、重庆、广州、深圳、济南、青岛、杭 州、中山 10 个城市进行交通智能化改造，到 2010 年，这 10 个城市将全部实现交通 的智能化。目前国内外对智能交通系统的理解不尽相同，但不论从何种角度出发， 有一点是共同的:智能交通系统是用各种高新技术， 特别是电子信息技术提高交通效 率，增加交通安全性和改善环境的技术经济系统。日本、欧洲等众多国家和地区在 智能交通系统方面都取得了相当大的进展，对当地交通运输效率的提高起了关键性 的作用。从各国的发展来看，智能交通系统能使交通
