中文摘要：城市交通訊號控制是通過對交通流量的調節以達到改善人和貨物的安全運輸，提高運營效率。交通系統是乙個具有隨機性、模糊性和不確定性的複雜系統，建立數學模型非常困難，有時甚至無法用現有的數學方法加以描述。
目前大多採用的是自適應訊號控制，它需要數學建模，且不考慮交通延誤、停車次數等。所以經典控制法很難得到滿意的效果。而模糊控制是一種無須建立數學模型的控制方法，它能模仿有經驗的交警指揮交通時的思路，達到很好的控制效果。
近些年來我國的許多學者也都以不同的思路對單個交叉口、交通幹線的模糊控制進行了研究，但因研究的侷限性，實際中得到應用的寥寥無幾，本文實現基於plc的交通訊號的模糊控制系統。
根據前後相流量來決定訊號燈配時的模糊控制系統的理論研究成果，用plc實現單個十字路**通訊號燈模糊控制的方法，以單個十字路口4相位交通燈為例，把plc作為乙個模糊控制器，採用梯形圖程式設計。通過實驗保證了系統執行穩定可靠，能根據不同的交通流量進行模糊控制決策，優化訊號燈的配時，從而可以有效的解決交通流量不均衡、不穩定帶來的問題。
關鍵詞：交通; 智慧型控制； plc
目錄畢業**（摘要abstract1
1.1 城市交通現狀4
1.2 智慧型交通的國內外發展狀況4
1.3 交通訊號燈控制的研究現狀6
2 十字路口訊號控制的基本理論和方法6
2.1 交通訊號燈6
2.2 訊號燈的設定7
2.3 交通訊號的控制方式7
2.4 城市道路智慧型交通訊號控制系統8
2.4.1 智慧型交通訊號控制系統的基本組成8
2.4.2 交通訊號控制系統的主要術語和引數9
2.4.3 智慧型交通訊號控制的核心11
2.4.4 智慧型交通訊號控制系統的基本設計步驟11
3 基於plc的模糊控制系統的設計實現11
3.1 可程式設計控制器12
3.2 硬體電路13
3.3 plc的程式設計設計16
3.3.1確定工/o點數及plc的選擇16
3.3.2 i/0點位址分配17
3.3.3交通燈控制時序圖18
3.3.4 控制流程圖19
3.4 軟、硬體的除錯20
4 結論21
參考文獻
帶有顯示器的十字路**通訊號燈的plc控制
1.1 城市交通現狀
據一項對美國主要城市交通狀況的調查顯示：2023年至2023年，美國城市在上下班高峰期間的交通堵塞狀況不斷加劇，由交通堵塞造成的時間和汽油浪費而帶來的經濟損失每年高達680億美元。以廣州為例來講，現在市區平均車速只有每小時12公里。
用這個目標速度代入歐美標準計算，廣州人為交通堵塞所付出的經濟代價總值:每年耗費1.5億小時，減少生產總值117億元。
相當於該市整個生產總值的7%!
在北美、澳大利亞等大城市，道路面積率高達35%--40%，而北京只有20%。緩解交通擁堵，加快道路建設是當務之急。據悉，到2023年，北京將投資500億元用於城市道路建設，到2023年，北京僅高速公路通車里程就達到600公里。
但一味發展城市道路，也會刺激私家車超常規發展，兩者發展速度的失衡，最終還是逃不出「擁堵—修路—再擁堵」的怪圈。
中國各大城市的交通系統都存在著不同程度的問題，北京、上海、廣州三大城市的公共運輸出行比例都比國外大城市小，尤其是高峰時段的公共運輸分擔率更小。從我國目前各大城市的交通結構看，普遍存在常規公共運輸系統發展不足，快速軌道交通系統發展滯後、自行車交通分擔率過高、小汽車發展勢頭強勁的不協調現象。因此，要準確認識各種交通工具各自的使用條件和服務範圍，充分發揮各種交通方式的優點，使其合理分工，才能發揮整個交通系統的效率。
1.2 智慧型交通的國內外發展狀況
城市交通矛盾的日益突出，已開始影響城市的發展，解決這個問題最行之有效的良方或許就是大力發展智慧型化交通。智慧型化交通管理體系在國外已經有了40多年的發展歷史，是目前發達國家普遍採用的交通管理方式，這種方式是在發達的交通網路基礎上，應用衛星定位系統，對所轄區域的交通流量實施有效控制，使有限的交通網路功能得到充分合理的利用，極大發揮城市的載體功能。智慧型交通系統將大大提高交通效率而節省大量的燃料和時間;除此之外，智慧型交通系統能夠減少交通事故，減少因事故造成部分經濟損失。
在與世界發達國家機動車人均擁有量差距還很大的情況下，我國一些特大城市的交通擁堵已排在世界前列。
在北京召開的「第二屆國際智慧型交通系統技術研討暨技術與產品展覽會」上透露。我國將投資20億元對北京、上海、天津、重慶、廣州、深圳、濟南、青島、杭州、中山10個城市進行交通智慧型化改造，到2023年，這10個城市將全部實現交通的智慧型化。目前國內外對智慧型交通系統的理解不盡相同，但不論從何種角度出發，有一點是共同的:
智慧型交通系統是用各種高新技術，特別是電子資訊科技提高交通效率，增加交通安全性和改善環境的技術經濟系統。日本、歐洲等眾多國家和地區在智慧型交通系統方面都取得了相當大的進展，對當地交通運輸效率的提高起了關鍵性的作用。從各國的發展來看，智慧型交通系統能使交通基礎設施發揮出最大的效能，提高服務質量;同時使社會能夠高效地使用交通設施和能源，從而獲得巨大的社會及經濟效益。
它不但有可能解決交通的擁堵，而且對交通安全、交通事故的處理與救援、客貨運輸管理、道路收費系統等方面都會產生巨大的影響。
表1-1 美國歐洲日本同我國在智慧型交通系統發展方面的對比表
1.3 交通訊號燈控制的研究現狀
城市交通系統是一種非線性的、時變的、滯後的大系統，以往的交通控制研究多是基於啟發式的考慮，而不是基於控制理論的方法。近多年來，隨著眾多研究控制理論出身的學者的加盟，使得城市交通自動控制領域的研究出現了新的思路、新的方法。本小節就近年來交通訊號控制理論的研究進展作一簡述。
(1)靜態多段配時控制
靜態多段配時控制是利用歷史資料實現的一種開環控制，其基本設計思想源於線性規劃。它沒有考慮交通需求的隨機波動，沒有考慮城市道路交通流的實時進化過程，其控制能力和抗干擾能力非常有限。但就城市某一區域而言，每日的交通狀況畢竟表現出相當程度的重複性，車流的運動變化仍有一定的規律可循。
因此研究靜態多段配時控制，將其作為其他控制策略的「參照系」，或為它們提供「初值系統」還是很有意義的。這種方法簡便易行，尤其適用於穩態交通環境，頗受交通工程人員歡迎。
(2) 準動態多段配時控制
準動態多段配時控制與靜態多段配時控制相類似，只不過多段的劃分不是以時間為依據，而是以檢測到的實時交通狀態為依據。交通狀態可以用交通量、占有率、車速等交通資料的特徵值來表達。被劃分成的若干個交通狀況分別配以不同的優化配時。
準動態多段配時控制是一閉環控制系統。由於反饋的引入，所以系統的動態效能比靜態多時段控制有明顯改善，但是又由於它的控制方式仍屬於方案選擇式，所以系統動態效能的改善又十分有限，故稱之為準動態系統。
2 十字路口訊號控制的基本理論和方法
2.1 交通訊號燈
在道路上用來傳遞具有法定意義指揮交通流通行或停止的光、聲、手勢等，都是交通訊號。交通訊號是在空間上無法實現分離原則的地方，主要在平面交叉口上，用來在時間上給交通流分配通行權的一種交通指揮措施。交通訊號燈用輪流顯示不同燈色來指揮交通的通行或停止。
隨著訊號燈的發展，各國使用的訊號燈存在不同的差別，各自給訊號燈賦予不同的含義。我國目前使用的訊號燈基本上與國際規定一致，具體含義如下:
(l)綠燈亮時，允許車輛、行人通行，但轉彎的車輛不准妨礙直行的車輛和被放行的行人通行。
(2)黃燈亮時，不准車輛、行人通行，但已越過停止線的車輛和已進入人行通道的行人，可以繼續通行。
(3)紅燈亮時，不准車輛、行人通行。
(4)綠色箭頭燈亮時，准許車輛按箭頭所示方向通行。
(5)黃燈閃爍時，車輛、行人須在確保安全的原則下通行。
(6)右轉彎車輛和t形交叉口右邊無人行橫道的直行車輛，遇黃燈或紅燈時，在不妨礙被放行的車輛和行人通行的情況下可以通行。
2.2 訊號燈的設定
當交叉路口的交通量接近路口的通行能力時，考慮在交叉路口設定交通訊號控制。訊號燈設得合理、正確，能較充分地發揮道路的交通效益，如設定不當，非但浪費了裝置和資金，並且會對交通造成不良後果。如有些不合理訊號控制的路口，由於主要道路上駕駛員遇紅燈而停車，但他在相當長的時間內並未看到次要道路上有車通行，往往會引起有意或無意的闖紅燈。
因此，訊號控制交叉口的交通事故，多發生在交通量較低的交叉口上或交通量較低的時間內。
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