课程设计--智能交通灯

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1、 嵌入式嵌入式 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题目： 智能交通灯 专 业：计算机 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2 目目 录录 一、前言一、前言 1 11 课题研究背景 . 1 12 课程研究目的和意义 . 1 二二 、需求分析、需求分析 2 三、开发环境及系统结构三、开发环境及系统结构 3 31 开发环境 . 3 32 系统结构 . 3 四、详细设计四、详细设计 4 41 程序框架设计 . 4 42 3 秒程序的控制. 5 42 8 秒程序的控制. 6 五、五、 结论结论 7 51 实验截图 7 附件附件 1 1 . 10 1 一、前言 11 课题研究背景课题研

2、究背景 交通是城市经济活动的命脉，对城市经济发展、人民生活水平的提高起着十 分重要的作用。 城市交通问题自人类进入 21 世纪以来， 道路交通一直是困扰城市 发展、制约城市经济建设的重要因素。而使用合理的交通灯可以合理的规划城市 交通，从而为城市的快速运输和发展提供最优化的交通解决方案。 可以肯定的说，城市道路增长的有限与车辆增加的无限这一对矛盾是导致城 市交通拥挤的根本原因。对于减轻交通拥塞及其副作用特别是对于大的交通网络 而言，仍然缺乏一种真正的交通响应控制策略。计算机硬件能力与控制软件能力 很不相符，由此造成的影响是很多交通控制策略根本不能实现。在少数几个例子 中，一些新的控制策略确实能

3、得以实现，但他们却没能对早期的控制策略进行改 进。由于缺乏能提高交通状况、特别是缺乏拥塞网络交通状况的实时控制策略， 几乎可以说真正成熟的控制策略仍然不存在.智能化和集成化是城市交通信号控 制系统的发展趋势和研究前沿，而针对交通系统规模复杂性特征的控制结构和针 对城市交通瓶颈问题并代表智能决策的阻塞处理则是智能交通控制优化管理的关 键和突破口。 12 课程研究目的和意义课程研究目的和意义 车辆的不断增多，表明车辆对道路容量的要求仍然很高，短期内还不可能改 变。 自从开始使用计算机控制系统后， 不管在控制硬件里取得什么样的实际进展， 交通控制领域的控制逻辑方面始终没能取得重大突破。 因此，研究基

4、于智能集成的城市交通信号控制系统具有相当的学术价值和实 用价值。把智能控制引入到城市交通控制系统中，未来的城市交通控制系统才能 适应城市交通的发展。从长远来看该研究具有巨大的现实意义。 2 二 、需求分析 城市交通信号控制系统的管理是保障城市交通高效有序运行的一个重要组成 部分，如何实时有效的对交通信号进行控制，优化城市交通车流是目前国内外学 者研究的热点。对交通信号控制系统的优化，现阶段主要体现在对城市交叉路口 相位中的绿信比的调节，通过调节绿信比来形成各个车道的路阻，改变交通车流 量。随着数字智能技术与通信和控制领域的结合，交通信号控制系统的优化逐渐 的由孤立路口的控制向大规模区域网络控制

5、、定时控制向自适应控制、集中控制 向分布式协同控制的方向发展，传统城市交通网也将被智能交通网络所取代。 1、城市交通信号控制系统的优化 交通信号灯的控制是城市交通网络中一个最主要的控制手段。通过优化交通 岔路口交通灯的红绿灯配时方案，设计有效的交通信号优化控制策略，可提高城 市交通资源的利用率，缓解道路拥堵。 目前，设计一个实时可靠并且实际可行的交通信号控制系统仍然有诸多的问 题需要解决。这些问题集中在以下几个方面：a)绿灯转换是一个离散变化过程， 其优化组合往往是一个 NP 困难问题；b）城市交通规模巨大，除了要处理大量交 通数据外，一定范围内相邻路口交通车流量存在相关性，故相邻路口应有一定

6、的 协调特性才能达到整体优化； c） 交通中面临着许多的不可知以及难以测量的扰动 因素（如：交通事故，非法停车，行人穿行等）；d）交通状态的测量信息往往是 局部信息，并且测量的准确度受许多因素的影响。针对以上问题，国内外研究学 者提出了交通信号控制系统的解决方案，按几何拓扑可分为交叉路口控制、城市 主干道控制和网络控制三类。 2、智能交通系统与分布式协同优化控制 智能交通系统的提出为全面解决城市交通运输问题提供了一个有效的路径。 智能交通系统涵盖了交通领域中的许多方面， 包括信息服务系统、 交通管理系统、 电子收费系统等，是高度综合化、智能化的交通控制系统。在交通管理方面，智 能交通系统采用先进的车辆检测技术和计算机信息处理技术，获取实时交通路况 信息，并根据收集到的信息对交通进行控制，信息的收集一方面提高了交通控制 的准确性，但同时大量的数据也增加了消息处理的复杂性。 3 三、开发环境及系统结构 31 开发环境开发环境 Linux