智能交通燈開(kāi)題報(bào)告1

1、智能交通燈開(kāi)題報(bào)告目錄一交通燈來(lái)源及研究的目的和意義；二國(guó)內(nèi)外關(guān)于交通燈的研究現(xiàn)狀及分析；三交通燈主要研究?jī)?nèi)容；四研究方案及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)五. 進(jìn)度安排；六預(yù)計(jì)研究過(guò)程中可能遇到的困難和問(wèn)題，以及解決的措施；七主要參考文獻(xiàn)。 一、交通燈來(lái)源及研究的目的和意義 1來(lái)源：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車輛數(shù)量不斷增加，交通管制的工作量越來(lái)越大，利用計(jì)算機(jī)代替人進(jìn)行高效交通管理是必然的發(fā)展趨勢(shì)，而讓計(jì)算機(jī)控制的交通燈擁有類似人類的感知智能，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，比如通過(guò)檢測(cè)電路及數(shù)據(jù)采集模塊讓交通燈控制系統(tǒng)發(fā)揮類似交警的作用，使系統(tǒng)根據(jù)所“看到”交通情況自適應(yīng)改變管制策略，提高了交通管理的自動(dòng)化水平，使得交通更

2、高效、更順暢。早在1850年，城市十字路口不斷增長(zhǎng)的交通運(yùn)輸量就引發(fā)了人們對(duì)安全和擁堵的關(guān)注。，1868年，英國(guó)工程師納伊特在倫敦威斯特敏斯特街口安裝了一臺(tái)紅綠兩色的煤氣照明燈，用來(lái)控制交叉路口馬車的通行，拉開(kāi)了城市交通控制的序幕。1914年，美國(guó)的克利夫蘭、紐約和芝加哥出現(xiàn)了電力驅(qū)動(dòng)交通信號(hào)燈，與現(xiàn)在意義上的信號(hào)燈已經(jīng)相差無(wú)幾。1926年英國(guó)人第一次安裝和使用自動(dòng)化的控制器來(lái)控制交通信號(hào)燈，這是城市交通自動(dòng)控制的起點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)為交通控制技術(shù)的發(fā)展注入了新的活力，更是實(shí)現(xiàn)了以一個(gè)城市或者更大地域，而非簡(jiǎn)單的一個(gè)路口的交通總體控制系統(tǒng)。1952年，美國(guó)科羅拉多州丹佛市首次利用模擬計(jì)算機(jī)和

3、交通檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通信號(hào)機(jī)網(wǎng)的配時(shí)方案自動(dòng)選擇式信號(hào)燈控制，而加拿大多倫多市于1964年完成了計(jì)算機(jī)控制信號(hào)燈的實(shí)用化，建立了一套由ibm650型計(jì)算機(jī)控制的交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)具有電子數(shù)字計(jì)算機(jī)城市交通控制系統(tǒng)的城市。這是道路交通控制技術(shù)發(fā)展的里程碑。2.研究目的及意義：交通控制研究的發(fā)展，主要是為解決人類交通因車輛的增多而日益擁堵帶來(lái)的問(wèn)題，局限于道路建設(shè)的暫時(shí)不足和交通工具的快速增長(zhǎng)，就要使更多的車輛安全高效的利用有限的道路資源，避免因無(wú)序和搶行等控制原因造成的不必要阻塞甚至癱瘓，另外，針對(duì)整個(gè)交通線路車輛的多少實(shí)時(shí)調(diào)整和轉(zhuǎn)移多條線路的分流也十分必要。交通網(wǎng)絡(luò)是城市的

4、動(dòng)脈，象征著一個(gè)城市的工業(yè)發(fā)展水平。交通關(guān)系著人們對(duì)于財(cái)產(chǎn)，安全和時(shí)間相關(guān)的利益，保證交通線路的暢通安全，才能保證出行舒暢，物流準(zhǔn)時(shí)到位，甚至是生命通道的延伸。 二國(guó)內(nèi)外關(guān)于交通燈的研究現(xiàn)狀及分析： （1）交通燈的出現(xiàn)，對(duì)于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國(guó)道路交通和道路標(biāo)志信號(hào)協(xié)定對(duì)各種信號(hào)燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號(hào)，面對(duì)綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓正在路口內(nèi)行駛的車輛和過(guò)人行道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號(hào)，面對(duì)紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信號(hào)，面對(duì)黃燈的車輛不能越

5、過(guò)停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時(shí)可以進(jìn)入交叉路口。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，交通控制系統(tǒng)基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交通控制系統(tǒng)its的轉(zhuǎn)變，而在我國(guó)，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。對(duì)于傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)而言，對(duì)紅綠燈一般采用定時(shí)控制，無(wú)法對(duì)實(shí)際的交通流進(jìn)行識(shí)別優(yōu)化，以至于不能適應(yīng)交通量的不確定性和隨機(jī)性的原因，往往造成交通資源的浪費(fèi)和道路的梗阻。而智能交通控制系統(tǒng)則在不產(chǎn)生大的硬件改動(dòng)的情況下有效的提高交通運(yùn)輸效率。its：intelligent transport systems，即智能交通系統(tǒng)，其核心技術(shù)是電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、交通工程和系統(tǒng)工程。智能交通系統(tǒng)i

6、ts是在較完善的道路設(shè)施基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)集成運(yùn)用于地面交通管理所建立的一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、大范圍、全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。（2）我國(guó)城市交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀和存在的問(wèn)題：我國(guó)在交通管理方面水平還欠發(fā)展，隨著交通需求越來(lái)越旺盛，而我國(guó)城市中小交通管理和交通安全的現(xiàn)代化設(shè)施卻做得不足。在車輛，道路和交通管理系統(tǒng)，城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)，城市交通管制中應(yīng)用人工智能技術(shù)，信息采集和信息提供技術(shù)等方面都與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大差距。近幾年，雖然有部分城市研究和引進(jìn)一些國(guó)外先進(jìn)的交通信號(hào)管理系統(tǒng)，但是由于交通管理設(shè)施不足等原因，我國(guó)交通事故率居高不下。城市車流行駛速

7、度逐年下降，目前不少城市交通運(yùn)量年年增長(zhǎng)，但運(yùn)輸速度普遍下降，這都源于交通通行不佳。（3）解決方法：1). 控制需求，最直接的辦法就是限制車輛的增加；2). 多修路，十字路口架設(shè)高架橋；3). 選擇合理先進(jìn)的控制調(diào)度方案,以下是幾種控制方案： no1：模糊控制 表1 顯示時(shí)間選擇車輛情況a本次該方向通行時(shí)間下次該方向通行時(shí)間b本次該方向通行時(shí)間下次該方向通行時(shí)間南往北北往南20秒20秒40秒20秒南往北北往南=2020秒40秒40秒40秒南往北=20，北往南20秒40秒40秒40秒南往北=20，北往南=2020秒40秒40秒40秒首先判斷各方向車輛狀況：假設(shè)20秒內(nèi)可以通過(guò)的車輛為20輛，（1

8、）當(dāng)20秒內(nèi)南往北方向車輛通過(guò)車輛達(dá)不到20輛時(shí)，判斷該方向?yàn)樯佘嚕?dāng)20秒內(nèi)北往南方向車輛通過(guò)車輛也達(dá)不到20輛時(shí)，判斷該方向也為少車，下一次通行仍為20秒，（2）當(dāng)20秒時(shí)間內(nèi)南往北或北往南任意一個(gè)方向通過(guò)的車輛達(dá)20輛時(shí)證明該狀態(tài)車輛較多，下一次該方向綠燈放行時(shí)間改為40秒，（3）當(dāng)40秒內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)達(dá)45輛時(shí)車輛判斷為擁擠，下一次綠燈放行時(shí)間改仍為40秒，當(dāng)40秒車輛上通過(guò)車輛達(dá)不到45輛時(shí)，判斷為少車，下次綠燈放行時(shí)間改為20秒，優(yōu)點(diǎn)：這樣檢測(cè)，某次可能不準(zhǔn)確，但下次肯定能彌補(bǔ)回來(lái)，累積計(jì)算是準(zhǔn)確的。因?yàn)槁飞系能嚥豢赡芡蝗辉龆啵嚩加幸粋€(gè)累積過(guò)程。這樣控制可以把不斷增多的車輛一步

9、一步消化，雖然最后由于每個(gè)路口的綠燈放行時(shí)間延長(zhǎng)而使等候的時(shí)間變長(zhǎng)，但比塞車等候的時(shí)間短得多。缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單的模糊處理將導(dǎo)致系統(tǒng)的控制精度降低和動(dòng)態(tài)品質(zhì)變差，模糊規(guī)則難以總結(jié)。 no2：統(tǒng)計(jì)控制： 車輛情況通行時(shí)間同一方向: 車流量同一方向：10同一方向: 20同一方向: 30同一方向: 40no3: 固定周期自動(dòng)分配綠燈時(shí)長(zhǎng)控制：設(shè)p1、p2、p 3 和p4 分別是每一相兩個(gè)方向等待通行車輛數(shù)的最大值, 則本周期每一相的綠燈時(shí)長(zhǎng)為:這里, t 是設(shè)定的周期, 取為120 s。優(yōu)點(diǎn)：能合理的自動(dòng)分配各方向通行時(shí)間，相比較統(tǒng)計(jì)定時(shí)控制能有效減少各方向車流量等待延誤時(shí)間。 三交通燈主要研究?jī)?nèi)容； 本課

10、題是基于單片機(jī)搭載外圍電路，實(shí)現(xiàn)智能交通信號(hào)燈的控制系統(tǒng)。智能交通燈控制系統(tǒng)通常要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和在緊急情況下能夠手動(dòng)切換信號(hào)燈讓特殊車輛優(yōu)先通行。通過(guò)采用基于單片機(jī)的交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)以下功能：1自動(dòng)控制十字路口四組紅、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,指揮各種車輛和行人安全通行,實(shí)現(xiàn)十字路口交通管理的自動(dòng)化。2根據(jù)車流量的實(shí)際情況, 固定信號(hào)周期自動(dòng)調(diào)節(jié)紅綠燈配時(shí)比例, 以盡量減少道路交通路口的車輛滯留, 實(shí)現(xiàn)交通燈的智能化控制。研究的主要內(nèi)容：系統(tǒng)硬件框圖：1 . 車流量檢測(cè)電路：在十字交叉路口各車道100米距離內(nèi)設(shè)置兩個(gè)傳感器計(jì)數(shù)電路，用于統(tǒng)計(jì)各車道車流量并智能分配需要放行的綠燈時(shí)間。2 .

11、信號(hào)燈電路：根據(jù)車流量傳感器檢測(cè)到的配時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)的調(diào)整紅黃綠交通燈持續(xù)的時(shí)間，保證各路口信號(hào)燈能正確合理的有效運(yùn)行。3 . 時(shí)間顯示電路：由車流量檢測(cè)電路和信號(hào)燈電路分配得到的紅綠燈時(shí)間，設(shè)計(jì)一個(gè)led倒計(jì)時(shí)顯示電路模塊提醒車輛等待及放行時(shí)間。4 . 緊急轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電路:智能交通燈控制系統(tǒng)通常要實(shí)現(xiàn)在緊急情況下能夠自動(dòng)切換信號(hào)燈讓特殊車 輛優(yōu)先通行，如消防車救護(hù)車等。 四研究方案及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：（1）十字路口車輛通行模式1）.雙車道：行駛規(guī)則：a. 東西方向綠燈時(shí)，東西方向行駛車輛直行或右轉(zhuǎn)，同時(shí)南北方向紅燈。b南北方向綠燈時(shí)，南北方向行駛車輛直行或右轉(zhuǎn)，同時(shí)東西方向紅燈。缺點(diǎn)：1.如考慮行人

12、過(guò)十字路口，此行駛規(guī)則可能導(dǎo)致交通事故；2.車輛只能直行或右轉(zhuǎn)，車輛行駛不方便。（2）六車道： 行駛規(guī)則：a允許東西方向直行車輛通行; b允許東西方向左轉(zhuǎn)車輛通行;c允許南北方向直行車輛通行; d允許南北方向左轉(zhuǎn)車輛通行。（2）預(yù)期目標(biāo)：1）通過(guò)單片機(jī)的定時(shí)控制實(shí)現(xiàn)十字路口紅綠黃交通燈狀態(tài)變換，并定時(shí)顯示等待時(shí)間。2）在十字路口設(shè)置車流量檢測(cè)器及緊急車輛檢測(cè)電路，根據(jù)車流量大小實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)紅綠燈持續(xù)時(shí)間，即實(shí)現(xiàn)智能交通。五進(jìn)度安排：本論文將利用14周的時(shí)間完成。具體安排如下：1. 2月24號(hào)3月12號(hào)：查閱資料，確定交通燈控制系統(tǒng)方案，并完成開(kāi)題報(bào)告；2. 3月13號(hào)20號(hào)：總結(jié)相關(guān)資料，熟悉

13、并掌握單片機(jī)，keil及proteus軟件的使用方法；3. 3月21號(hào)4月10號(hào)：繪制電路原理圖，進(jìn)行硬件分析，改進(jìn)不足，完善設(shè)計(jì)方案；4. 4月11號(hào)5月1號(hào)：編寫(xiě)和調(diào)試各模塊程序；5. 5月2號(hào)6月1號(hào)：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告并準(zhǔn)備答辯；6. 6月10號(hào)：進(jìn)行答辯。六設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及解決方法： （1）在設(shè)計(jì)最基本的交通燈模擬控制電路時(shí)，可能會(huì)因?yàn)榫幊桃约皢纹瑱C(jī)掌握不熟練而耽誤時(shí)間重新學(xué)習(xí)單片機(jī)編程，因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)盡 量和同學(xué)老師請(qǐng)教。（2）完成最基本的交通燈控制電路后，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能控制可能是對(duì)自己能力的一次挑戰(zhàn)，因此，我會(huì)盡量抽出時(shí)間查閱大量有關(guān)資料并求助老師指點(diǎn)迷津。七參考

14、文獻(xiàn)：1. 楊佩昆：交通管理與控制m.北京：人民文通出版社，1992.2. 李靜：?jiǎn)谓徊婵诮煌粜盘?hào)模糊控制及其仿真j.微計(jì)算機(jī)信息，2006。3. 李明：基于微波檢測(cè)器交通燈智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)j.西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，33(4).4. 田海，薛艷春：基于模糊控制的十字路口交通燈控制系統(tǒng)j.自動(dòng)化與信息工程，2008，29(4).5郭強(qiáng); 劉志峰：基于stc89c52單片機(jī)的智能交通燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)，2008.10.20 6劉學(xué)美：基于探測(cè)車輛的道路識(shí)別和交通燈狀態(tài)估計(jì)的方法研究，2012。7孫玉芳：基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)的研究，20098張輝：8051單片機(jī)控制交通信號(hào)燈的方法研究j.邵陽(yáng)師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)