基于PLC的智能交通灯控制系统毕业设计文献综述

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1、 1 文献综述 一 绪论 1. 交通灯的由来： 交通灯是指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯，最早 出现在 19 世纪初在英国中部的约克城的一个典故中， 当时交通灯只有两种颜 色红绿，随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三 色灯(红、黄、绿三种标志)于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安 装在纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 2. 交通灯的发展史： 19 世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。 其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英 国伦敦议会大前经常发生马车轧人的事故，于

2、是人们受到红绿装启发，1868 年 12 月 10 日， 信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了， 由当时英国机械师德?哈设计、制造的灯柱高 7 米，身上挂着一盏红、绿两色 的提灯-煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一 名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中 心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世 23 天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到 1914 年，在美国的克利夫兰市 才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯” 。稍后又在纽约和芝

3、加 哥等城市，相继重新出现了交通信号灯。 随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯 (红、黄、绿三种标志)于 1918 年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在 纽约市五号街的一座高塔上，由于它的诞生，使城市交通大为改善。 黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美 国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他 站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯 的汽车呼地一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于 想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议 立即得到有关方面的

4、肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥 2 信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 二 主体 1. 发展智能交通灯系统的意义： 汽车已经逐渐成为了人们日常生活中最主要的交通工具。但是，城市基 础设施建设特别是城市交通道路的发展速度却满足不了汽车数量增长的需 求，这就使城市交通拥堵现象越来越严重，车辆通行速度成为了城市发展的 瓶颈。在加强城市基础建设的同时，改善十字路口的交通信号灯运行模式， 提高十字路口的通行效率，对缓解城市交通堵塞有着重要的现实意义。而目 前城市的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的 相对合理的同定红绿灯转化周期。但在特定的时间段，会出现某

5、一方向车辆 早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况，这严重降低了实际的十字 路口交通效率。 针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，可设计出一种城市十字路 口交通信号灯控制的新方法。可根据车流量来智能控制红绿灯的读秒时间， 解决了各车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费问题，设计的智 能交通控制系统利用对相向车道采用不同步的红绿灯信号控制方法，能够减 少交通资源浪费，大幅提高十字路口的车辆通行效率。 2. 国内外智能交通灯系统的发展现状： 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市 交通基本组成部分的平面交叉路口， 其通行能力是解决城市交通问题的关键， 而交通信号

6、灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自 动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化 理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交 通控制系统。 （1） 澳大利亚 SCAT 系统： SCATS 采取分层递阶式控制结构。 其控制中心备有一台监控计算机和一台 管理计算机，通过串行数据通讯线路相连。地区级的计算机自动把各种数据 送到管理计算机。监控计算机连续地监视所有路 El 的信号运行、检测器的工 作状况。 地区主控制器用于分析路 El 控制器送来的车流数据， 确定控制策略， 并对本区域各路口进行实时控制。 SCATS 系统充分体现了计算机网络技术的突 出优点，结构易于更改，控制方案较易变换。SCATS 系统明显的不足：第一， 3 系统为一种方案选择系统，限制了配时参数的优化程度；第二，系统过分依 赖于计算机硬件，移植能力差：第三，选择控制方案时，无实时信息反馈。 （2） 英国 SCOOT 系统： SCOOT 是由英国道路研究所在 TRANSYT 系统的基础上采用自适应控制方 法于 1980 年提出的动态交通控制系统。SC