城市干线交通信号模糊控制及仿真

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术

创新控制系统

《ＰＬＣ技术应用２００例》

您的论文得到两院院士关注城市干线交通信号模糊控制及仿真

ＴｒａｆｆｉｃＳｉｇｎａｌＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＵｒｂａｎＴｒｕｎｋＲｏａｄＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＬｏｇｉｃ

（东南大学自动化学院）张

雷蒋珉柴干

ＺＨＡＮＧＬＥＩＪＩＡＮＧＭＩＮＣＨＡＩＧＡＮ

摘要：提出了一种基于模糊控制器的干线控制算法，该算法有两个模糊控制器：绿灯延长时间模糊控制器和相位决定模糊控制器。前者决定当前绿灯相位的结束时刻，后者根据各相位的紧急度值的大小决定下一个放行的相位。运用仿真技术，把该控制方法和传统的定时控制方法进行了比较。仿真结果表明，本文提出的控制器是有效可行的，且效果优于定时控制。关键词：干线；模糊控制器；相位；紧急度值；仿真技术

中图分类号：Ｕ

文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｕｒｂａｎｔｒａｆｆｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｔｈｅｔｒｕｎｋｒｏａｄｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｈａｓｔｗｏｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ，ｔｈｅｏｎｅ

ｔｈａｔｅｘｔｅｎｄｓｔｈｅｔｉｍｅｏｆｇｒｅｅｎｌｉｇｈｔａｎｄｔｈｅｏｔｈｅｒｔｈａｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｗｈｉｃｈｐｈａｓｅｗｉｌｌｂｅｔｈｅｎｅｘｔｇｒｅｅｎｐｈａｓｅｔｉｍｅ．Ｔｈｅｆｏｒｍｅｒｄｅｔｅｒ－ｍｉｎｅｓｔｈｅｅｎｄｔｉｍｅｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｇｒｅｅｎｐｈａｓｅ，ａｎｄｔｈｅｌａｔｔｅｒｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｗｈｉｃｈｏｎｅｗｉｌｌｂｅｔｈｅｎｅｘｔｐｈａｓｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎ－ｃｙｖａｌｕｅ．Ｂｏｔｈｍｅｔｈｏｄｓｏｆｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｉｍｅ－ｆｉｘｅｄａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｐｐｌｙｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｒｅａｌｉｚａｂｌｅ，ａｎｄｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｉｍｅ－ｆｉｘｅｄｍｅｔｈｏｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒｕｎｋｒｏａｄ，ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｐｈａｓｅ，ｅｍｅｒｇｅｎｃｙｖａｌｕｅ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

文章编号：１００８－０５７０（２００８）０４－１－００２９－０２

引言

由于交通系统是一个时变的、具有随机性的复杂系统，不易确定精确有序的数学模型，给研究带来困难。而运用模糊控制方式不需要系统建立数学模型，它把人的感官认识和好的控制策略联系起来，具有很强的鲁棒性。前人往往研究的是单个路口的模糊控制，很少有对干线模糊控制的研究。对于干线的交通信号控制，许多国内学者也在进行交通信号模糊控制方面的研究，但大多停留在理论研究阶段。文献２解决了交叉口之间耦合性的问题，该算法能够比较灵活的进行信号配时，缺点是相序固定，在交通状况经常变化的情况，交通信号就不能有

效的应对。文献３考虑了变相序的方法，

但是这种做法会引发交通混乱，只适宜研究，不适于实际工程的运用。针对上述不足，本文设置了两个模糊控制器，在干线的模糊控制器方面，考虑到了变相序，变周期和变绿信比，但同时又因为相序轮换会产生闯红灯，所以每五个周期进行一次相序优化。

１干线模型描述

本文研究干线两个交叉口的信号控制，其几何模型如图１

所示。十字交叉口的每个方向有直行、左转、右转车道，每个车道都埋设有两个感应线圈，后面的感应线圈用来测量某个时间内进入该方向车的数量，前面的感应线圈用来测量驶离的车辆数。同一车道前、后两个线圈可实时检测车流量信息。

图１干线几何模型

每个交叉口为四相位控制：东西左转－东西直行－南北左

转－南北直行，依次记为相位１、２、３、４

。右转没有安排单独的相位控制，可放在直行和左行相位行使。为使车辆安全驶离交叉

口，最小相位时间为１５到２０秒，具体要看交叉口的面积大小。

最小周期也不可太长，否则驾驶员心理上难以承受。

２控制算法（就以交叉口１为例）

步骤１：首先给每个相位赋值，包括最小绿相位时间

Ｔｉｍｅｍｉｎ、

黄灯时间Ｙｅｌｌｏｗｔｉｍｅ、绿相位延长时间Ｔｉｍｅｅｘｔｅｎｔ和红相位的延迟时间Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ等等。

步骤２：给交叉口一个初始相位，比如都从相位１开始，为了防止某一相位在一个周期内重复出现，给该相位注以标记，０表示该相位在此周期内还没行驶，１表示该相位已行驶。

步骤３：交叉口的绿相位的Ｔｉｍｅｍｉｎ每减少１秒或Ｔｉｍｅｅｘ－ｔｅｎｔ每减少１秒，此交叉口的每个红相位的Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ就加１秒，当交叉口绿相位的Ｔｉｍｅｍｉｎ减到０秒时，计算此交叉口绿相位的前后感应线圈之间的车辆数Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ、最大红相位的车辆数Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ、路口２流向路口１的车辆数Ｖｅｃｈｉｌｅ２１和路口１流向路口２的车辆数Ｖｅｃｈｉｌｅ１２。当Ｔｉｍｅ－

ｅｘｔｅｎｔ减到０秒时，

转到步骤７。步骤４：根据Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ、Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ、Ｖｅｃｈｉｌｅ２１和Ｖｅｃｈｉｌｅ１２，

通过绿灯延长时间模糊控制器，来决定此交叉口此绿相位的延长时间Ｔｉｍｅｅｘｔｅｎｔ，如果此延长时间加上最小绿相位时间大于绿相位所允许的最大时间，则取最大绿灯时间减去最小绿灯时间。如果是路口１，则Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ用Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ１，

Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ用Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ１表示；路口２，Ｇｒｅｅｎ－ｖｅｃｈｉｌｅ用Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ２，Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ用Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ２表示。定义Ｘ１＝Ｇｒｅｅｎｖｅｃｈｉｌｅ１－Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ１，Ｘ２＝Ｇｒｅｅｎ－ｖｅｃｈｉｌｅ２－Ｌａｒｇｅｓｔｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ２，Ｙ１＝Ｖｅｃｈｉｌｅ２１－Ｖｅｃｈｉｌｅ１２，Ｙ２＝－Ｙ１

张雷：硕士研究生２９－－

技术创新

中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第４－１期

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８２－９４６《现场总线技术应用２００例》

控制系统

步骤５：根据Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２利用模糊推理规则表３和表４来决定两路口的此时绿相位的延长时间Ｔｉｍｅｅｘｔｅｎｔ，如果相位

２、３则采用规则表３，相位１、４采用规则表４。

步骤６：如果得到此交叉口的绿灯延长时间为０，则根据此

交叉口的各红相位的Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ和等候车辆数Ｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ，

利用模糊规则表７得出哪个还没行驶过的红相位为下一个绿相位。并且给此绿相位相应的初始值，然后转到步骤３。如果延长时间大于０，则绿相位延长相应的时间。如果每个相位都已经行驶过，则根据刚才运行的相位次序重复５个周期。

步骤７：如果绿相位的延长时间减到０时，根据此交叉口的各红相位的Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ和等候车辆数Ｒｅｄｖｅｃｈｉｌｅ，利用模糊规则表７得出哪个红相位为下一个绿相位，并且给此绿相位相应的初始值，并令该绿相位的Ｔｉｍｅｄｅｌａｙ为０。然后转到步骤３。如果

５个周期运行完毕，

则依据上面的算法重新排序，然后再次运行５周期。

３模糊控制器的设计

３．１绿灯延长时间模糊控制器输入变量：Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２。设Ｘ１，Ｘ２的基本论域为：［－４０，４０］。设Ｙ１，Ｙ２的基本论域为：［－８０，８０］。量化论域都为：［－７，－６，－５，－４，－３，－２，－１，０，１，２，３，４，５，６，７］。词集：ＮＢ、ＮＭ、ＮＳ、ＺＯ、ＰＳ、ＰＭ、ＰＢ。Ｘ１的隶属函数表见表１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２的隶属函数表同Ｘ１。

表１Ｘ１的隶属函数表

表２延长时间隶属函数表

输出变量：路口的延长时间ＧＥ１，ＧＥ２。设Ｔｉｍｅｅｘｔｅｎｔ的基本论域为：［０，３０］。量化论域都为［０，１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０］。词集：零、很短、短、中等、较长、长。Ｔｉｍｅｅｘｔｅｎｔ的隶属函数表见表２。

模糊规则表如表３和表４。

表３绿灯延长时间模糊控制器规则表

表４绿灯延长时间模糊控制器规则表

３．２相序模糊控制器

输入变量：延迟时间ＥＴｉｍｅ，排队车长ＮＣａｒ。输出变量：交通紧急度Ｕｒｇｅ。设ＥＴｉｍｅ的基本论域为：［０，９０］。量化论域都为

［０，１，２，３，４，５，６，７，８］。词集：Ｚ，Ｓ，Ｍ，Ｌ，ＶＬＥＴｉｍｅ的隶属函数表

见表５。

表５ＥＴｉｍｅ的隶属函数表

ＮＣａｒ的基本论域为：［０，４０］，

量化论域，词集、隶属函数表同ＥＴｉｍｅ。Ｕｒｇｅ的基本论域为：［０，１］，量化论域为：［０，１，２，３，４，５，６］。

词集为：Ｚ，Ｓ，Ｍ，Ｌ。Ｕｒｇｅ的隶属函数表见表６。

模糊规则表如表７。表６Ｕｒｇｅ的隶属函数表

表７相序模糊控制器规则表

４实例分析及评价结果

以无锡市主干道中的人民路至崇宁路路口两个相邻交叉口间的路段为例，采用的数据为２００４年１０月２５日１６：００￣１７：００的一小时交通流量。具体数据如表９。

（下转第８３页）

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控制系统

《ＰＬＣ技术应用２００例》

您的论文得到两院院士关注通过比较图６～图１０，我们可以看出，经过ＭＡＴＬＡＢ仿真，依据相控阵天线雷达的方向图的可分离性，实现了对雷达波束的控制。在阵面正弦空间中，相控阵天线雷达方向图的形状是不随扫描角的变化而变化的，仅仅是方向图的平移，这与理论相符。而针对阵内具体阵元输入不同的波控数码可以产生多波束，通过改变输入波控数码的速率可以改变波束的扫描速度，通过改变不同波控数码所对应的激励电流的幅度可以改变具体阵元的增益和幅度，从而达到实际所需的搜索、扫描、跟踪或边扫描边跟踪等多种状态和不同的技术指标。

另外，需要指出的是，通过运算，阵面正弦空间与阵面直角坐标空间（ｘ，ｙ，ｚ）的转换关系如下：

通过以上的坐标转换公式可以得到阵面直角坐标空间中

相控阵天线雷达相扫方向图。

５结论

本文以可分离性等间距天线相控阵雷达波控系统为例，采

用分布式查表和程序运算相结合的方法，通过以上分析和仿真可以看出，采用此方法提高了波控运算速度。

本文作者的创新点为：在波束控制的基本原理的基础上，

提出了采用分布式查表和程序运算相结合的方法，提高了波控运算速度。通过ＭＡＴＬＡＢ仿真可知，依据相控阵天线雷达的方向图

的可分离性，实现了对雷达波束的控制，

验证了此方法的可行性。参考文献：

［１］张光义．相控阵雷达系统［Ｍ］．北京：国防工业出版社，

１９９４．［２］郑清，张健．相控阵雷达分布式波控系统设计［Ｊ］．现代雷达，

２００１，２３卷，４９—５１．

［３］ＲＣＨａｎｓｅｎ．ＰｈａｓｅｄＡｒｒａｙＡｎｔｅｎｎａｓ［Ｍ］．Ｗｉｌｅｙ－ＩｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，１９９８．

［４］胡宏平．相控阵雷达波控及阵面监视技术研究［Ｄ］．成都：电子科技大学，２００２．

［５］郭燕昌，

钱继曾，黄富雄等编．相控阵和频率扫描天线原理［Ｍ］．北京：国防工业出版社，１９７８，３．

［６］张光义，

赵玉洁．相控阵雷达技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００６．

［７］王涛，

雷宏．相控阵雷达数字波束形成的实现［Ｊ］微计算机信息，２００５，２２：９３－９４．

［８］Ｅ．ＢｒｏｏｋｎｅｒＰｒａｃｔｉｃａｌｐｈａｓｅｄａｒｒａｙａｎｔｅｎｎａｓｙｓｔｅｍ．Ｌｏｎｄｏｎ：ＡｒｔｅｃｈＨｏｕｓｅＢｏｓｔｏｎ，１９９１．作者简介：高云珠，（１９８１－），

女（汉族），河南许昌，空军工程大学工程学院，硕士研究生，研究方向为雷达信号与信息处理；王晟达，（１９６４－），男（汉族），河北石家庄人，空军工程大学工程学院教授，博士，主要从事雷达信号与信息处理研究。

Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＧＡＯＹｕｎｚｈｕ（１９８１－），Ｆｅｍａｌｅ（ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ），ＸｕｃｈａｎｇＨｅｎａｎ，ＴｈｅＥｎｇｉｎｅｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｍａｓｔｅｒ，Ｒａｄａｒｓｉｇｎａｌｓａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ＷＡＮＧＳｈｅｎｇｄａ（１９６４－），Ｍａｌｅ（ｔｈｅＨａｎｎａｔｉｏｎａｌｉｔｙ），ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＨｅｂｅｉ，ＴｈｅＥｎｇｉｎｅｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｄｏｃｔｏｒ，Ｒａｄａｒｓｉｇｎａｌｓａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．（７１００３８陕西西安空军工程大学工程学院）高云珠王晟达（ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，Ｘｉ’ａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａ）ＧａｏＹｕｎ－ｚｈｕＷａｎｇＳｈｅｎｇ－ｄａ通讯地址：（７１００３８陕西空军工程大学工程学院学员十二队）高云珠

（收稿日期：２００８．１．５）（修稿日期：２００８．３．５）

（上接第３０页）

计算机仿真用ＶＣ＋＋实现，每个路口每个方向的车辆到达率采用泊松分布。仿真时间大约为２００分钟。仿真结果如表１０所示

表８交通流量

表９各指标仿真结果

结果显示模糊控制方式下的每项指标都要好于定时控制

方式，说明提出的控制器是有效可行的。

本文作者创新点：提出了一种基于模糊控制器的干线控制算法，仿真结果表明，本文提出的控制器是有效可行的，且效果优于定时控制，这对城市干线交通控制有着较为重要的参考价值。参考文献：

［１］赵建玉等．干道交叉口交通信号的模糊控制设计［Ｊ］．山东大学学报，２００６，３６（１）

［２］李灵犀等．两相邻路口交通信号的协调控制［Ｊ］．自动化学报，２００３，２９（６）

［３］李静．单交叉口交通灯信号模糊控制及其仿真［Ｊ］微计算机信息，２００６，３－１：３３－３５

［４］成卫等．基于模糊理论的信号交叉口控制研究［Ｊ］．昆明理工大学学报，２００４，２９（３）

［５］沈国等．江基于相序优化的多相位模糊交通控制［Ｊ］．控制与决策，２００２，１７

作者简介：张雷，男（汉族），江苏人，硕士研究生，主要研究方向：交通流仿真；蒋珉，男（汉族），江苏人，副教授，硕士导师，主要研究方向：计算机仿真，控制系统ＣＡＤ和先进制造技术。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：Ｚｈａｎｇｌｅｉ，ｍａｌｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｍａｓｔｅｒ，ｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｍｏｓｔｌｙｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｊｉａｎｇｍｉｎ，ｍａｌｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕｐｒｏｖｉｎｃｅ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｍｏｓｔｌｙｆｏｃｕｓｅｓｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍＣＡＤａｎｄａｄｖａｎｃｅｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．

（２１００９６江苏南京东南大学自动化学院）张雷蒋珉（２１００９６江苏南京东南大学交通学院）柴干

通讯地址：（２１００９６江苏东南大学四牌楼校区自动化学院０８０５信箱）张雷

（收稿日期：２００８．１．５）（修稿日期：２００８．３．５）

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交通信号灯设计

简易交通信号灯控制器 1.主要技术指标与要求 1.定周控制：主干道绿灯45s，支干道绿灯25s； 2.每次由绿灯变为红灯时，应有5s黄灯作为过渡； 3.分别用绿、黄、红色发光二极管表示信号灯； 2.摘要 道路交通和我们息息相关，是我们日常生活的一部分。为了确保道路交通顺畅与安全，交通信号控制系统是用来自动控制十字路口红黄绿三色的交通灯。 简易交通信号灯控制器利用555秒脉冲发生器提供秒脉冲信号,通过CP输入。主控制器由两块74LS290组成一个80进制计数器，分别在45S,50S,75S,80S,通过驱动控制装置来控制主干道与支干道中绿、黄、红发光二极管的亮灭及其持续时间，从而实现对主干道与支干道交通信号的控制。 3.总体设计方案论证及选择 方案一：十字路口每个方向的绿、黄、红灯所亮的时间比例分别为9：1：5，所以，可以选择计数器为5s的脉冲。因为每5s一个时间单位，所以计数器的工作循环为16，应选择一个十六进制的计数器来控制，故选择74LS161四位异步二进制计数器，再加上相应控制器来配合，达到计数器分别在9、10、15、16翻转的目的。

方案二：本方案主要由主控制电路和秒脉冲发生器组成，其中主控制电路包括：主控制器、清零装置、驱动装置、信号灯装置及一些逻辑门。主控制器中采用两块74LS290二-五-十进制来实现八十进制计数器。秒脉冲发生器由555秒脉冲发生器负责提供脉冲信号。接通电源瞬间，清零装置将主控制器清零，紧接着，主干道绿灯和支干道红灯打开，其余主、支道灯关闭。秒脉冲传送到控制器，主控制电路在45s 到，50s到，75s到，80s到分别产生翻转信号，从而改变主、支道绿、黄、红灯的开闭持续时间，继而实现交通信号灯控制。 方案三：十字路口车辆通行情况只可能有4种情况，可以依次用S0=00,S1=01,S2=10,S3=11,L来记忆交通灯的工作情况。分别对这四种情况进行编码，得到转换图，显然这是一个四进制计数器，可以采用J-K触发器74LS107来构成，控制电路。 经过比较，我选择方案二，因为方案一中，主控制器用的是十六进制74LS161计数器，而交通灯信号控制周期T=80s，相比而言方案二更容易得到。而方案三中器件我不太熟悉，所以最终我选方案二。 4.设计方案的原理框图、总体电路图及说明 原理框图：

城市道路交通信号控制方式适用规范

城市道路交通信号控制方式适用规范1范围 本标准规定了不同信号控制方式的适用基本原则、多相位控制方式设计原则以及采用不同控制方式的技术-经济评价方法。 本标准适用于城市道路交通信号控制方式的设计和建设。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GA/T 509-2004城市交通信号控制系统术语 3术语和定义 GA/T 509-2004中确立的术语和定义适用于本标准。 4单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式适用基本原则单点多时段定时控制方式、单点感应控制方式、线协调控制方式、区域协调控制方式均应根据交通需求和道路条件选定，并需进行技术-经济评价。 在选用某种控制方式时，宜采用计算机仿真技术进行分析比较和配时方案的优化。 4.1单点多时段定时控制方式适用原则 单点多时段定时控制方式是最基本、最经济的控制方式。 当交通状况符合总体流量稳定、变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式。 4.2单点感应控制方式适用原则

4.2.1当单点控制的交叉口交通状况变化比较频繁且没有规律时，宜采用单点感应控制。 4.2.2单点感应控制一般在交叉口进口车道设置检测器或在人行横道线前设置行人按钮，信号配时参数可随检测到的信息而改变。 4.2.3单点感应控制分为半感应控制和全感应控制。 在支路流量比较小的信号控制交叉口或路段的人行横道处，可采用半感应控制。在支路上设置检测器或在人行横道处设置行人按钮，根据是否有交通需求而确定是否运行该相位，并根据交通需求情况确定相应相位时间。 在各进口流量相近，且变化较为频繁的信号控制交叉口宜采用全感应控制方式。若单个路口信号机有能力根据检测的实时交通状况进行配时优化，也可实现单点优化控制。 4.3线协调控制方式适用原则 4.3.1当需要在单点控制的基础上扩大控制范围，对若干连续交叉口形成的线路上进行协调控制以提高整体通行效率时，可采用线协调控制方式。 4.3.2采用此种控制方式时，针对若干连续交叉口设计一种相互协调的配时方案，通过时钟同步，各交叉口的信号机按预设方案协调运行。 4.3.3线协调控制方式应考虑相邻交叉口的距离。通常若路口间距离大于800 m以上时，会降低路口间的协调效果。 4.3.4线协调控制通常采用无电缆线协调控制方式。 交通状况符合总体流量稳定、变化比较规律的条件时，可选用此种控制方式，但不能适应随机性较强的交通。 采用此种控制方式，宜进行事前交通调查，根据调查结果设定控制参数，并应根据交通变化情况适时调整控制参数，以取得较好的控制效果。 无电缆线协调控制方式若适当设置检测器，应用感应控制，可根据交通需求调整绿信比，提高控制效果。 4.4区域协调控制方式适用原则

交通信号灯的设计方法

交通信号灯的设计方法 设计任务与要求 设计一个十字路口的交通信号灯操纵电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。 要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。 黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 实验设备 数字双踪示波器 74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容 实验原理与实验电路 实验原理简介 实验电路要紧由操纵器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和操纵器的标准时钟信号源，译码器输出组信号灯的操纵信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，操纵器是系统的要紧部分，由它操纵定时器和译码器的工作。 下面简要介绍个操纵信号的意义： TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时刻间隔是25秒，即两车道正常通行的时刻间隔。定时器时刻到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时刻间隔是5秒，定时时刻到，TY=1.，否则，TY =0。 ST：表示定时器到了规定的时刻后，由操纵器发出状态转换信号。由他操纵定时器开始下个工作状态的定时。 AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮； AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮； AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮； 假设交通信号灯由四种状态组成：

第一种状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道的车辆承诺通行，乙车道的车辆禁止通行。绿灯亮足够时刻间隔TL时，操纵器发出状态信号ST，转到下一个工作状态。 二种状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上为过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆连续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足够的时刻间隔TY时，操纵器发出状态转换信号ST，转到下一个工作状态。 三种状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道的车辆能够通过。绿灯亮足够规定时刻间隔时，操纵器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 四种状态：甲车道红灯来亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆连续通行。黄灯亮足规定的时刻间隔TY时，操纵器发出状态转换信号ST，系统又转换到第一种工作状态。 通信号灯以上四种工作状态是由操纵器进行操纵的。设操纵器的四种状态编码为00、01、11、10，分不用S0、S1、S2、S3表示，则操纵器的工作状态即功能表如下所示：

我国城市交通信号控制现状与发展

我国城市交通信号控制的现状与发展 二零一二年四月

本论文的背景和意义 背景：我国近年城市交通信号控制的情况 意义：1、减少交通事故，增加交通安全。 2、缓和交通拥挤、堵塞，提高运行效率。 3、节约能耗，降低车辆对环境的污染。 本论文的主要内容 分析我国城市交通信号控制的现状、存在问题以及发展趋势。 本论文的结构安排 本论文主要分为两大部分： 第一部：分分析我国交通信号控制的现状以及存在问题； 1、我国城市交通状况 2、城市交通信号控制系统应用现状 3、国内交通信号控制系统问题分析 第二部分：分析我过交通信号控制的发展趋势。 1、交通系统的发展历程 2、我国一些城市的发展计划和目标

正文 第一部分：分析我国交通信号控制的现状以及存在问题 1、我国城市交通状况 我国城市交通面临的总体形势：城市化势头迅猛、机动车拥有量增长迅速、道路交通基础设施落后、交通结构和路网结构不尽合理、市民的交通法规意识和交通安全常识缺乏，交通管理措施不完善、管理效率低下、城市交通拥挤严重、社会消耗巨大、交通事故多发、汽车废气对城市环境污染严重。因此，在对我国城市交通目前的状况进行全面把握和详细解剖的基础上，探索解决我国城市交通问题行之有效的办法，展望城市道路交通的发展趋势和特点，探讨适合我国城市道路交通特点的道路交通管理发展战略，具有重要意义。而交通控制实际上属于交通管理的范畴，交通控制是交通管理的某一表现方式。 将城市道路互相连起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。交叉口的通行能力又是决定道路通行能力的关键所在，对城市交通网络的交叉口信号控制系统进行协调优化控制，对提高道路通行能力和服务水平具有重要意义。 2、城市交通信号控制系统应用现状 交通控制的发展经历了点控、线控和面控3个阶段。把控制对象区域内全部交通信号的控制作为一个交通控制中心管理下的整体控制系统，是单点信号、干线信号和网络信号系统的综合控制系统。 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完善，交通运输组织与优化理论的不断提高，世界上出现了多种城市交通信号控制系统——澳大利亚的SCATS系统、加拿大的RTOP系统、英国的TRANSYT系统和SCOOT系统、美国的UTCS-3GC系统以及ASCOT系统，其中TRANSYT系统、SCOOT系统和SCATS系统正在实践中取得了较好的应用效果，并在世界上很多城市得到广泛应用。 3、国内交通信号控制系统问题分析 上个世纪八十年代至今，北京、上海、天津、沈阳、南宁等中大城市先后引进SCOOT、SCATS、TELVENT等先进的城市交通控制系统，迄今国内已经有30多个城市引进类似系统。本土企业如青岛海信、上海宝康等自1990年后也先后进行了交通信号系统的研发，但总体的技术指标和应用范围与国外系统仍有一定差距。 交通信号系统建设工程是一项投资大、周期长和社会公益性强的系统工程，但目前无论是建设中国本土系统还是引进国外先进系统，许多城市建成后投入应用的城市交通信号系统普遍存在效能发挥不佳、使用不方便、经济效益差等问题，究其原因，排除系统产品本身的质量和功能因素外主要涉及一下几个方面： 1、轻视前期调查。交通调查和基于交通调查数据的交通工程设计是交通信号系 统是否个性化、适应性和效能发挥的关键性工作。遗憾的是，相对信号配时设计，中国内陆城市交通管理者和系统设计施工者对设计前期的交通现场调查、交通流组织、交通流量等分析工作普遍认识不足、重视不够。对交通调查的方法、内容、时间和数据分析缺乏针对性和系统性，导致受控区域的交

交通信号控制系统解决实施方案

交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。

（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。

?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油

交通信号灯设计

太阳能交通信号灯系统设计 2011-12-30 21:46:59 来源:21IC 关键字：太阳能交通信号灯系统设计 传统的交通灯有以下几个缺点：反光碗的存在导致了假显示效果的出现，假显示效果会引起严重的交通事故；寿命短、维护费用高；耗能高。针对传统交通灯的缺点，采用LED发光源设计的交通灯，具有可视性强、功耗低、节能、使用寿命长、安全、工作稳定可靠等特点，所以这种交通灯在国内外得到了越来越广泛的使用。 传统交通信号灯一般采用市电直接供电，安装时要挖沟敷设电缆，给交通指挥的安装增加了成本。太阳能供电系统无需架线,资源丰富，太阳能电池转换效率逐渐提高，价格逐渐降低，有利于降低成本，所以得到了越来越广泛的应用。 采用单片机控制，提高了系统的可靠性，方便安装，对保证行车安全有着重要的意义。 1 工作原理 太阳能LED交通信号灯由光伏极板、充放电控制器、蓄电池、LED交通信号灯系统构成。系统框图如图1所示。 图1 系统框图 其中，光伏极板是用来将太阳能转换成电能，为系统供电。 充放电控制器是将太阳能产生的电存储到蓄电池中，同时将蓄电池中的电能供给LED交通信号灯系统，并对蓄电池的过流、过充等起到保护作用。 LED交通信号灯系统是由中央控制器、RS 485通信模块、LED信号灯模块、信号灯模块控制系统等组成。 2 LED交通信号灯模块 LED连接电路有三种连接方式：全串联方式、全并联方式、串并混联方式。三种方式的优缺点比较如下： (1)全串联方式，如图2(a)所示。优点：电路简单，流经所有LED的电流相同。通过使用恒流源，可使LED亮度一致。缺点：如果有一颗损坏，所有的LED将不能工作，需要变压器产生高电压和制作恒流源，实现成本高。 (2)全并联方式，如图2(b)所示。优点：电路简单，一颗LED损坏，不会影响其他LED。缺点：由于LED发光源本身存在差异性，电压有浮动，导致并联的LED显色不均匀。另外，电流太大，增加成本，给电源设计也带来困难，需要性能比较高，输出电流非常大的稳压源。 (3)串并混联方式，如图2(c)所示。蓄电池可以提供12 V直流电压，可以驱动4～6颗LED，将LED分成若干串，每串串联，然后将几串并联，这样每一串的电压相同，每一串内电流相同，电源输出的抖动被每一串内LED平分，这样可以稳定单个LED的电压，同时单个LED的损坏只能影响到同一串联的LED，其他串LED仍然正常工作。本文采用串并混联方式。 图2 LED电路连接方式 3 LED交通信号灯控制器模块 3．1 控制结构 控制部分是LED交通信号灯系统的核心部分，由中央控制器、RS 485串行通信总线、从控制器三部分组成。LED交通信号系统的主从控制器都采用单片机A T89S51，中央控制器起到控制和协调作用，四个路口由从控制器接收中央控制器的命令，然后按照命令确定各自路*通信号灯的状态。主从控制器之间由串口来实现信号的传输。控制器结构框图如图3所示。

交通信号控制理论基础

第六章交通信号控制理论基础 经过调查统计发现，将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口，是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在，是城市交通运输的瓶颈。一般而言，交叉口的通行能力要低于路段的通行能力，因此如何利用交通信号控制保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行效率引起了人们的高度关注。 交通信号控制是指利用交通信号灯，对道路上运行的车辆和行人进行指挥。交通信号控制也可以描述为：以交通信号控制模型为基础，通过合理控制路口信号灯的灯色变化，以达到减少交通拥挤与堵塞、保证城市道路通畅和避免发生交通事故等目的。其中，交通信号控制模型是描述交通性能指标（延误时间、停车次数等）随交通信号控制参数（信号周期、绿信比和信号相位差），交通环境（车道饱和流量等），交通流状况（交通流量、车队离散性等）等因素变化的数学关系式，它是交通信号控制理论的研究对象，也是交通工程学科赖以生存和发展的基础。 本章主要针对建立交通信号控制模型所涉及到的基本概念、基本理论与基本方法，对交通信号控制的理论基础进行较为全面深入的阐述。 6．1交通信号控制的基本概念 城市道路平面交叉口是道路的集结点、交通流的疏散点，是实施交通信号控制的主要场所。根据交叉口的分岔数平面交叉口可以分为三岔交叉口、四岔交叉口与多岔交叉口；根据交叉口的形状平面交叉口可以分为T型交叉口、Y型交叉口、十字型交叉口、X型交叉口、错位交叉口、以及环形交叉口等。 6．1．1交通信号与交通信号灯 交通信号是指在道路上向车辆和行人发出通行或停止的具有法律效力的灯色信息，主要分为指挥灯信号、车道灯信号和人行横道灯信号。交通信号灯则是指由红色、黄色、绿色的灯色按顺序排列组合而成的显示交通信号的装置。世界各国对交通信号灯各种灯色的含义都有明确规定，其规定基本相同。我国对交通信号灯的具体规定简述如下：对于指挥灯信号： 1、绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨碍直行的车辆和被放行的行人通行； 2、黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人，可以继续通行；

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

基于51单片机的十字路口交通灯控制系统设计(含源码及仿真图)

课程设计任务书 专业计算机科学与技术 班级09计（嵌入式系统方向）姓名江海洋 学号0905101072 指导教师刘钰 金陵科技学院教务处制

摘要 本文介绍了一个基于MCS-51及PROTEUS的十字路口交通灯控制系统的设计与仿真，通过对现实路况交通灯的分析研究，理解交通控制系统的实现方法。 十字路口交通灯控制系统通常要实现自动控制和在紧急情况下禁止普通车辆，而让紧急车辆优先通行。本文还对MCS-51单片机的结构特点和重要引脚功能进行了介绍，同时对智能交通灯控制系统的设计进行了详细的分析。最后介绍了PROTEUS嵌入式系统仿真与开发平台的使用方法，利用Proteus 软件对交通灯控制系统进行了仿真，仿真结果表明系统工作性能良好。 关键字：单片机，proteus仿真，中断，十字路口交通灯控制系统

前言 1，十字路口的交通控制系统指挥着人和各种车辆的安全运行，对交叉口实行科学的管理与控制是交通控制工程的重要研究课题，是保障交叉口的交通安全和充分发挥交叉口的通行能力的重要措施，是解决城市交通问题的有效途径。交通灯信号灯的出现是人类历史上的一次重大改革，使人类的聚居生活，产生了深远的影响。使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。随着电子技术的发展，利用单片机技术对交通灯进行智能化管理，已成为目前广泛采用的方法。 2，此十字路口交通灯控制系统，分东西道和南北道，设东西道为A道，南北道为B 道。规定：A道放行时间为2分钟，B道放行1.5分钟；绿灯放行，红灯停止；绿灯转红灯时，黄灯亮2秒钟；若有紧急车辆要求通过时，此系统应能禁止普通车辆，而让紧急车辆通过。 3，应用单片机实现对交通灯的控制，在十字路口用红，黄，绿的指示灯，加上四个以倒计时显示的数码管来控制交通。考虑到紧急车辆，设计紧急车辆开关。

交通信号灯的设计方法

交通信号灯控制电路 一、设计任务与要求 1．设计一个十字路口的交通信号灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车交替运行。 2．要求黄灯先亮5秒，才能变换行车道。 3．黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。 二、实验设备 1．数字双踪示波器 2．74LS00、74LS20、74LS74、74LS153、74LS163、74LS138、NE555、发光二极管、电阻、电容 三、实验原理与实验电路 1．实验原理简介 实验电路主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。 下面简要介绍个控制信号的意义： TL：表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔是25秒，即两车道正常通行的时间间隔。 定时器时间到，TL=1，否则，TL=0。 TY：表示黄灯亮的时间间隔是5秒，定时时间到，TY=1.，否则，TY=0。 ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由他控制定时器开始下个工作状态的定时。 AG=1：表示甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮； AY=1：表示甲车道黄灯亮；BG=1：乙车道黄灯亮； AR=1：表示甲车道红灯亮；BR=1：乙车道红灯亮； 假设交通信号灯由四种状态组成： 第一种状态：甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道的车辆允许通行，乙车道的车辆禁止通行。绿灯亮足够时间间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一个工作状态。 二种状态：甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上为过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足够的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一个工作状态。 三种状态：甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道的车辆可以通过。绿灯亮足够规定时间间隔时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。 四种状态：甲车道红灯来亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第一种工作状态。 通信号灯以上四种工作状态是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、

城市道路智能交通信号控制系统

城市道路智能交通信号控制系统 智能交通信号控制系统是城市道路交通管理系统中对交叉路口、行人过街，以及环路出入口采用信号控制的子系统，是运用了交通工程学、心理学、应用数学、自动控制与信息网络技术以及系统工程学等多门学科理论的应用系统。 主要包括交通工程设计、车辆信息采集、数据传输与处理、控制模型算法与仿真分析、优化控制信号调整交通流等。国内外各大中城市已有的交通信号控制系统就是根据不同环境条件，基于各自城市道路的规划和发展水平建立起来的。 国家重点基础研究规划（973）项目“信息技术与高性能软件”中设立的二级课题“城市交通监控系统”，结合我国城市交通发展的特点，确定了建立实时自适应的城市道路智能交通信号控制系统的智能化管理的发展方向。 智能交通信号控制系统的基本组成 智能交通信号控制系统的基本组成是主控中心、路口交通信号控制机以及数据传输设备。其中主控中心包括操作平台、交互式数据仓、效益指标优化模型、数据（图象）分析处理等。具体结构框架见下图。

城市道路智能交通信号控制系统框架 智能交通信号控制系统的核心 智能交通信号控制系统的核心是控制模型算法软件，是贯穿规划设计在内的信号控制策略的管理平台，体现着交通管理者的控制思想，它包括信号控制系统将起到的作用和地位。 目前，国内外已应用的信号控制系统大多是以优化定周期方案、优化路口绿信号配比以及协调相关路口通行能力为基础的，是根据历史数据和自动检测到的车流量信息，通过设置的控制模型算法选取适当的信号配比控制方案，是被动的控制策略。 应用较多的核心软件即效益指标优化模型的是英国运输和道路研究所（TRRL）

研制的SCOOT系统（Split Cycle Offset Optimization Technique）和澳大利亚悉尼为应用背景开发的SCATS系统 (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System),他们是动态的实时自适应控制系统的早期代表，也是未来一个时期交通信号控制系统智能化发展的开发基础。 随着网络技术的发展，交互式控制策略使信号控制由感控到诱导实现了真正的智能，交通信号控制系统不仅可以检测到车流量等交通信息参数，调控路口绿信号配比，变化交通限行、禁行等指路标志，还可以根据系统联接的数据仓完成与交通参与者之间的信息交换，向交通参与者显示道路交通信息、停车场信息，提供给交通参与者合理的行驶线路，以达到均衡道路交通负荷的主动的控制策略。 尤其重要的是计算机网络技术和数字化使数据传输和信息利用得到了可靠保证。可以说，城市道路智能交通信号控制系统是城市道路交通管理随着信息产业技术迅猛发展的综合产物。 交通信号控制系统的主要术语和参数 周期：是指信号灯色发生变化，显示一个循环所需的时间，也称周期长，即红、黄、绿灯时间之和。 相位：即信号相位，是指在周期时间内按需求人为设定的，同时取得通行权的一个或几个交通流的序列组。 相位差：具有相同周期长的相关路口，在同方向上的两个相关相位的启动时间差，称为相位差。 绿信比：是指在周期长内的各相位绿灯时间与周期长之比。 饱和流量：是衡量路口交通流施放能力的重要参数，通常是指一个绿灯时间内的连续通过路口的最大车流量。 流量系数：是实际流量与饱和流量的比值。既是计算信号配时的重要参数，又是衡量路口阻塞程度的一个尺度。 绿灯间隔时间：是指从失去通行权的相位的绿灯结束，到下一个得到通行权的相位绿灯开始所用的时间。 有效绿灯时间：是指被有效利用的实际车辆通行时间。它等于绿灯时间与黄灯

交通信号灯控制电路的设计与仿真[详细]

唐山学院 《电子技术》课程设计 题目交通信号灯控制电路的设计与仿真系 (部) 信息工程系 班级 10电气自动化1班 姓名崔涛 学号 3100217138 指导教师王蕾成凤敏 2012年1月2日至 1月6 日共1周 2012年1月6日

目录 1 引言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计背景 (1) 2 设计原理 (3) 3 总体设计 (4) 3.1单元电路设计 (4) 3.2时序仿真结果 (12) 4 设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录1器件明细表 (17) 附录2 仿真电路图 (18)

1 引言 1.1设计目的 通过一个学期的电子技术的学习,对一些电气原件有了初步的认识 ,这次的课程设计主要综合了解与运用所学的知识,通过这次课程设计来检查这一学期的学习状况.通过制作来了解交通灯控制系统,了解译码器、计数器、寄存器芯片的作用. 交通灯控制系统主要是实现城市交叉路口红绿灯的控制.在现代化的大城市中,十字交叉路口越来越多,在每一个交叉路口都需要有一个准确的时间间隔和转换顺序,这就需要一个安全、自动的系统对红、黄、绿的转化进行管理.本次的设计就是基于此目的进行的. 设计交通信号控制灯要求某方向绿灯点亮20秒,然后黄灯点亮4秒,最后红灯点亮24秒.在该方向为绿灯和黄灯点亮期间,另一方向红灯点亮. 如果以4秒作为时间计量单位,则某一方向绿、黄、红三种指示灯点亮的时间比例为5:1:6. 从点亮要求可以看出,有些输出是并行的:如南北方向绿灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮时,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮时,东西方向黄灯亮.信号灯采用LED红、绿、黄发光二极管模拟. 夜间工作方式 南北东西各方向黄灯亮,且每秒闪动一次.其它灯不亮.要求设置一个手动开关,用它控制白天和夜间工作方式. 1.2设计背景 随着世界范围内城市化和机动化进程的加快,城市交通越来越成为一个全球化的问题.城市交通基础设施供给滞后于高速机动化增长需求,道路堵塞日趋加重,交通事故频繁,环境污染加剧等问题普遍存在.目前,全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象,交通事故频发,这给人民的生命财产安全带来了极大的损失.如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声.探究城市交通发展中存在问题的原因,无论是从宏观上还是从微观上分析,其根本原因在于城市交通系统的管理机制不适应. 城市交通控制系统(UTC ,Urban Traffic Control Syste米)是现代城市智能交通系统(IDJ ,Intelligent transport syste米)的组成之一,主要用于城市道路交通的控制与管理.城市平交路口实现交通信号控制是城市交通管理现代化的基本标志之一,是提高交通管理效能的重要技术手段.路口信号控制器是控制交叉路口交通信号的设备,它是交通信号控制的重要组成部分.各种交通控制方案,最终都要由路口信号控制器来实现.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥.伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在

课程设计交通信号灯汇总

课程设计说明书（2012 /2013 学年第 2 学期） 课程名称： 题目：交通信号灯 专业班级：电气一班 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：两周 设计成绩： 2013年7 月3 日 1、课程设计目的 (3)

2、课程设计软件部分 (3) 2.1设计内容及要求 (3) 2.1.1课程设计内容 (3) 2.1.2课程设计要求 (4) 2.2系统分析 (4) 2.3系统设计 (4) 3、课程设计硬件部分 (5) 3.1方案设计 (5) 3.2单元电路设计 (5) 3.2.1秒脉冲发生器 (5) 3.2.2计数电路的设计 (6) 3.2.3控制电路的设计 (7) 3.2.4显示电路的设计 (7) 3.2.5数码管显示的设计 (8) 3.2.6设计总原理图 (9) 3.3系统调试 (10) 4、课程设计总结 (10) 5、参考文献 (11) 1、课程设计目的

在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。 2、课程设计软件部分 2.1设计内容及要求 2.1.1课程设计内容 A满足顺序工作流程：南北绿灯亮、东西红灯亮，占20S，南北黄灯亮、东西红灯亮，占4S，南北红灯亮、东西绿灯亮，占20S，南北红灯亮、东西黄灯亮，占4S。 B他们的工作方式，有些必须是并行进行的。南北绿，东西红。 南北黄，东西红。南北红，东西绿。南北红，东西黄。 C十字路口要有数字显示，作为事件提示，一边人们直接的把握事件。 D可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。 E满足两个方向的工作时序：既东西方向亮红灯事件应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。 F倒计时的方法，数字显示当前信号的剩余时间，提醒行人和司机。 G信号灯的时间分别可调，以适应不同路口，不同路段交通流量的需求 2.1.2课程设计要求 A单电源5V供电 B南北、东西干道轮流通行由L E D显示，计时又数码管控制 C实现功能所用的器件的成本低，数量少为最佳

交通灯的仿真与设计

交通灯的仿真与设计 1．引言 在城镇街道的十字交叉路口，为了保证交通秩序和行人安全，一般在每条道路上各有一组红、黄、绿交通信号灯，其中红灯亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮表示该条道路上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行；绿灯亮表示该条道路允许通行。交通灯控制电路自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换，指挥各种车辆和行人安全通行，实现十字路口交通管理的自动化。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。因此，如何采用合适的方法，使交通信号灯的控制与交通疏导有机结合，最大限度缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。以下就一简单的交通灯控制系统的原理、设计和仿真等问题进行讨论。2．设计任务与要求 2.1 设计任务 1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒； 2、要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道； 3、黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次 4、每路口均有时间显示（两位LED） 2.2 设计要求： 1、画出总体设计框图，以说明交通灯由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。 2、设计各个功能模块的电路图、真值表（或状态转换图）并加上原理说明。 3、有条件时选择合适的元器件，在面包上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。 4、设计整个电路的电路图，加上原理说明。有条件时对整个电路的元器件和布线进行合理布局，并进行整个交通灯电路的接线调试。 3．交通灯控制电路的设计方案 3.1 总体方案设计

交通信号灯设计报告

单片机应用技术报告 题目：交通灯应用系统 班级：10电子信息 小组：第九组

目录 1.摘要 2.51单片机的功能与简介 3.交通灯方案 4.主程序流程图 5.原理图及说明 6.调试过程及流程图 7.总结 摘要：分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，给出了一种简单实用的

城市交通灯控制系统的硬件电路设计方案。 1、51单片机的功能与简介 51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash ROM 技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL 公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种，对初学者来说是比较适合的学习单片机的。 2、交通信号灯方案： （1）、南北直行绿灯亮，东西直行红灯亮，延时。 （2）、南北直行绿灯闪烁几次转黄灯，南北左转（固定绿灯）亮，南北直行红灯亮，东西直行仍然红灯亮，延时。 （3）、南北左转灯闪几次转黄灯，东西直行绿灯亮，南北直行仍然红灯，延时。

（4）、东西直行绿灯闪烁几次转黄灯，东西左转灯亮，东西直行红灯亮，南北直行仍然红灯，延时。 （5）、循环至1，继续。（这里左转时绿灯亮，不转时灭） （6）、倒计时部分。（南北、东西方向时间独立） 3、引脚分配及元件清单 5、主程序流程图：

城市轨道交通信号控制系统的分类与应用

毕业设计中文摘要

目录 1 前言 (1) 2 城市轨道交通信号系统 (1) 2.1 信号定义与实现意义 (1) 2.2 信号的基本分类 (2) 2.3 信号机与行车标志种类 (2) 2.3.1 信号机的基本种类 (3) 2.3.2 行车标志 (3) 2.3.3 信号标志 (4) 2.4 视觉信号的意义 (5) 2.5 手信号的显示方式和意义 (6) 2.6 听觉信号 (9) 3 信号系统的基础 (11) 3.1 联锁的定义 (11) 3.2 进路与道岔 (11) 3.3地铁信号系统 (13) 3.4 车场线信号 (13) 4 信号控制系统在城市轨道交通中的应用 (13) 4.1 城市轨道交通中使用的信号系统 (13) 4.2 城市轨道交通移动闭塞信号系统的通信实现方式 (15) 4.3 信号控制方式及列车运行模式信号控制方式 (16) 4.3.1 ATP列车自动保护系统 (16) 4.3.2 ATO列车自动驾驶系统 (16) 4.3.4 SICAS微机联锁系统 (17) 结论 (19) 致 (20) 参考文献 (21)

1 前言 近年来，在改革开放政策的指导下，我国国民经济发展十分迅速，为了城市轨道运输能力与国民经济发展相适应。就要求足够数量、质量良好的车辆投入到生产运输当中去，才能满足和适应国民经济发展的需要。所以信号控制系统作为最重要的一部分，关乎到效益的今天，不得不重视信号控制系统的作用。稳定而安全是最重要的，信号系统在快速发展的同时，安全这一块也不能忽视，总体来说信号系统还是可以确保列车的安全可靠，但再紧密的机器也会有失误。本文从信号系统的安全可靠性分析，从细小的组成到整体的应用，探讨了信号控制系统。首先介绍了信号系统的组成，信号机、联锁、进路、信号标志等。从而介绍信号控制系统在轨道交通中的应用，三种闭塞的分类，固定闭塞，准移动闭塞，移动闭塞，更加详细介绍了当今通用的无线通信移动闭塞系统。 2 城市轨道交通信号系统 2.1 信号定义与实现意义 定义：所谓信号是指示列车运行与调车工作开展的命令，它传达指挥者的意图，指示列车运行条件，表示有关行车设备的位置和状态等，是行车指挥的一种形式。信号装置就是实现信号含义的专用装置。 基本作用：“信号”的发展同交通运输事业的发展紧密联系，它同运输事业密不可分。 实现意义：由于信号的基本作用的重要性是客观存在的，所以他已经深入和渗透到所有交通运输的行业中，没有信号作为相关的指示和命令，任何交通工具都无法在现代社会现实中实现其功能。 从我们日常生活中经常遇到的，如地面道路交通、地铁、航海运输、航空运输都必须要有统一规的行业公认的信号来确保运转安全和保证它运输能力的发挥。甚至在其他领域都必须用标准的规和命令来实现功能，如先进的信息高速公路同样要有相关的命令和标准规的制约才能实现信息的快速传输。所以，信号是实现和保障交通运输运行的最重要工具与手段。 在整个的运输过程中，有关行车人员必须严格按信号指示的要求执行，任何单位、个人均不得违反，而任何违反都将造成十分严重的后果及无法挽回的损失对信号的基本要求： 各种信号机的灯光排列、颜色、外形尺寸应符合规定的标准。 信号机的显示方式和表达的含义必须统一并且符合规定的要求。 信号机的设置须保持能够进行实时检测、故障警告，为列车运行提供安全保障、正确信息。 在一般情况下，信号机设置在运行线路的右侧，与列车司机的驾驶位置相同，便