基于plc智能交通灯控制系统设计开题报告
基于PLC的智能交通信号灯系统设计-开题报告范文
中北大学毕业设计开题报告学生姓名：何尚龙学号：0403240133 学院、系：信息与通信工程学院电气工程系专业：电气工程及其自动化设计题目：基于PLC的智能交通信号灯系统设计指导教师:吴其洲2009年 3月 16日毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述课题研究的背景（我国城市交通现状）以广州为例来讲，现在市区平均车速只有每小时12公里，而建设内环路目的是使车速增加到22.5公里。
用这个目标速度代入欧美标准计算，广州人为交通堵塞所付出的经济代价总值:每年耗费1.5亿小时，减少生产总值117亿元。
如果我国的交通状况得不到根本改善，那么随着城市的不断发展，所付出的代价将更加巨大。
缓解交通拥堵，加快道路建设是当务之急[1]。
由于我国城市的公共交通系统普遍不发达，因此总体的城市交通效率不高。
所以，要准确认识各种交通工具各自的使用条件和服务范围，充分发挥各种交通方式的优点，使其合理分工，才能发挥整个交通系统的效率。
为了解决城市交通问题，设计智能交通灯已成为时代的需要[2]。
交通信号灯控制理论的研究现状1.静态多段配时控制。
静态多段配时控制是利用历史数据实现的一种开环控制，其基本设计思想源于线性规划。
它没有考虑交通需求与0D矩阵的随机波动，没有考虑城市道路交通流的实时进化过程，其控制能力和抗干扰能力非常有限。
但就城市某一区域而言，每日的交通状况毕竟表现出相当程度的重复性，车流的运动变化仍有一定的规律可循。
因此研究静态多段配时控制，将其作为其他控制策略的“参照系”，或为它们提供“初值系统”还是很有意义的[3]。
2.准动态多段配时控制。
准动态多段配时控制与静态多段配时控制相类似，只不过多段的划分不是以时间为依据，而是以检测到的实时交通状态为依据。
交通状态可以用交通量、占有率、车速等交通数据的特征值来表达。
被划分成的若干个交通状况分别配以不同的优化配时。
准动态多段配时控制是一闭环控制系统。
基于PLC和组态王的交通信号灯监控系统设计开题报告
- - -.. XX师X学院学士学位论文〔设计〕开题报告
- - 总结资料
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总结局部
信号灯控制虽然是一种简单控制，但应用到繁忙街道的十字路口之后却会产生不可以低估的作用。
科学的信号灯控制可以提高道路的使用效率，提高城市的通行速度。
交通信号自动控制是交通控制的重要组成局部，是交通科学管理的一种有效手段。
采用PLC技术和现
代阿络通汛技术，使午辆行驶和道路导航实现智能化，不仅可缓解道路交通拥堵，减少交通事故，而且改善道路交通环境．节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现平安、舒适、快速、经济的交通环境。
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基于PLC的智能交通灯控制系统设计开题报告
基于 PLC 的智能交通灯控制系统 设计-开题报告———————————————————————————————— 作者: ———————————————————————————————— 日期：南京师范大学中北学院毕业设计(论文)开题报告（ 1０ 届)题目： 基于 PＬC 智能交通灯控制系统设计专 业:电气工程及其自动化姓名: ｘxｘ 学号: xxx指导教师: xxｘ职称:填写日期：2０1４年 2 月 20 日南京师范大学中北学院教务处 制开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答 辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下, 由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师 签署意见及院、系审查后生效;2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处 统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网址上下载)打 印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教 师签署意见；3.有关年月日等日期的填写,应当按照国标ＧＢ/Ｔ 7 ４０８—９4《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间 表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。
如“2０１1 年 4 月２6 日”或“2011-04-2６”。
4.院系审查意见栏签章：自办专业盖中北学院教学院 长签名章、中北学院公章,非自办专业盖联办二级学院教学 院长签名章、联办二级学院公章。
ﻬ毕 业 设 计(论 文）开 题 报 告1.本课题的目的及研究意义:随着我国交通事业的迅速发展,各种公交、运输汽车、私家车等车的急速增加，使得 城市道路交通日益堵塞，交通在许多城市已经成为“瓶颈”问题。
因此,提高城市路网的 通行能力、实现道路交通的科学化管理迫在眉睫。
虽然各城市已在十字路口设置了交通灯，对交通进行了有效的疏通，但是随着社会、 经济的快速发展,原先的交通灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的交通状况。
如何改 善交通灯控制系统,使其适应现在的交通状况，成为研究的课题。
基于PLC的交通灯设计开题报告
基于PLC的交通灯设计开题报告
研究思路
为了保证交通灯控制系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点：
（1）对交通灯控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。
（2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。
（3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。
（4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，系统不同功能间都能够根据程序来完成流程设计，继而进行程序编写与调试工作，达到控制的要求。
(完整版)基于PLC的交通灯控制系统开题报告
2．国内外研究发展情况：
目前设计交通灯的方案有很多，有应用CPLD设计实现交通信号灯控制器方法；有应用PLC实现对交通灯控制系统的设计；有应用单片机实现对交通信号灯设计的方法。目前，国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目的位置用红黄绿三种颜色的指示灯，加上一个倒计时的显示器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.两车道的车辆轮流放行时间相同，不能随不同时段车流量的大小的改变而自动修改。2.没有考虑紧道路事故或急车通过时，两车道应采取的措施，臂如，消防车或警车执行紧急任务通过时，相应方向提供绿灯通行信号。
做好程序，仿真调式完成，并完成毕业论文（设计）二稿和毕业论文（设计）定稿
2012Hale Waihona Puke 03.21---2010.04.20
论文初稿、文字总结。要求结构合理，详略得当，文字通顺，经老师指导完成论文的二稿及定稿，并进行答辩
指导教师对开题报告的意见
指导教师签名：
年月日
[7]廖常初等.PLC的顺序控制编程方法.工业自动化，（香港），1997
[8]廖常初.PLC梯形图的顺序控制设计法.电工技术杂志，2001
[9]电机及拖动.高等教育出版社，
[10]朱献清 编著.物业供用电.北京.机械工业出版社.2003
[11]刘介才主编.实用供配电技术手册.北京：中国水利水电出版社，2002
[12]常斗南主编 可编程序控制器原理*应用*实验.北京:机械工业出版社,2005
写作进度及具体时间安排
起止日期
主要研究内容
PLC在交通灯上的控制应用 -开题报告
毕业设计开题报告
学生姓名：
学号：
专业：机电一体化技术
设计题目：PLC在交通灯上的控制应用指导教师：
2011年 11月 10 日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及教研室审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．毕业设计（论文）的具体要求请参见的《毕业设计（论文）工作条例（暂行）》。
也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增。
交通灯控制系统的开题报告
交通灯控制系统的开题报告交通灯控制系统的开题报告一、引言交通拥堵是现代城市面临的一个严峻挑战。
为了缓解交通压力和提高道路使用效率，交通灯控制系统被广泛应用于城市道路交叉口。
本文旨在探讨交通灯控制系统的设计与优化，以期改善交通流动性和减少交通事故的发生。
二、背景随着城市化进程的加速，车辆数量不断增加，道路基础设施的限制导致交通拥堵现象日益严重。
传统的交通灯控制系统往往采用定时控制，无法根据实时交通情况进行调整，导致交通信号不合理，进一步加剧了交通拥堵。
三、目标本研究的目标是设计一种智能交通灯控制系统，通过数据分析和优化算法，实现交通信号的智能调控，以提高道路交叉口的通行能力和交通效率。
同时，该系统还应考虑交通安全因素，减少交通事故的发生。
四、方法4.1 数据收集与分析首先，我们将收集大量的交通数据，包括车辆流量、车速、等待时间等信息。
通过对这些数据进行分析，我们可以了解交通状况的变化规律，为交通灯控制系统的设计提供依据。
4.2 优化算法设计基于数据分析的结果，我们将设计一种优化算法，用于智能调控交通信号。
该算法将考虑多个因素，如车辆流量、道路拥堵程度、交通事故风险等，以实现最优的信号控制策略。
4.3 系统实现与测试在系统实现阶段，我们将开发一个交通灯控制系统的原型，并在实际道路交叉口进行测试。
通过与传统的定时控制系统进行对比，我们可以评估新系统的性能和效果。
五、预期结果我们预期通过智能交通灯控制系统的应用，可以显著提高道路交叉口的通行能力和交通效率。
同时，该系统还能够减少交通事故的发生，提高交通安全性。
六、挑战与解决方案6.1 数据收集的难点由于交通数据的获取和处理存在一定的困难，我们将采用多种手段，如视频监控、传感器等，来收集数据，并利用大数据分析技术进行处理。
6.2 算法的复杂性优化算法的设计和实现是一个复杂的过程。
我们将借鉴现有的优化算法，并结合实际情况进行改进和优化，以确保算法的准确性和高效性。
基于PLC交通灯的开题报告
由于十字路口的交通灯控制是实时的，考虑到小型PLC的长处是控制而非复杂的逻辑运算，所以如何简化逻辑运算，提高PLC 的控制输出速度，成为研究的难点。
4）创新点
本系统采用“规模分档”的绿灯时长智能控制原则，即：把东西方向或南北方向的车辆按数量规模进行分档，相应给定的东西方向与南北方向的绿灯时长也按一定的规律分档. 这样就可以实现按车流量规模给定绿灯时长，达到最大限度的有车放行，减少十字路口的车辆滞流，缓解交通拥挤、实现最优控制，从而提高了交通控制系统的效率。
1、收集资料，准备所需理论知识，熟悉工艺，熟悉相关硬件。(2周)
2、软件设计，使用编程组态软件STEP7完成梯形图的设计。（5周）
3、监控界面设计，主要用WinCC监控组态软件完成组态界面的设计。（2周）
4、系统调试，用西门子公司的监控组态软件STEP7和WINCC监控软件对交通灯模糊控制程序和监控画面进行仿真调试。（2周）
2 ）研究重点
如何利用PLC 的智能控制原则是控制系统的核心，是系统如何依据车辆脉冲的计数结果自动输出以调节红绿灯的时间长度的控制逻辑. 由于十字路口的交通灯，南北方向的车辆都是同时停止，同时流通的，东西方向也是这样，所以只要取南、北方向车辆的最大值和东、西方向的最大值进行比较，而不是对南、北方向车辆总和与东、西方向的车辆总和进行比较是本次研究的重点。
5、论文撰写，准备答辩。根据收集的资料及设计完成的设计图、控制程序完成毕业设计论文的撰写，并准备论文的答辩。（4周）
五、主要参考文献
[1]方承远，张振国．工厂电气控制技术．北京：机械工业出版社，2006
[2]刘美俊．西门子S7系列PCL的应用与维护．北京：机械工业出版社，2008
[3]廖常初．S7-300/400PLC应用技术．北京：机械工业出版社，2005
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一、课题意义（包括课题的理论意义和现实意义）
交通系统是社会经济的“血液循环系统”是衡量一个城市文明进步的标志，随着社会经济的不断发展和城市规模不断膨胀城市的经济贸易和社会活动日益繁忙交通量持续增长，使得交通拥挤和阻塞现象越来越突出城市交通问题越来越严重城市交通问题成为我国严重的城市病之一，目前我国城市交通灯控制系统大都采用定时控制，这种方式控制交通效率低，容易造成交通拥挤，因此，需要一种能够依据车流量、道路、时间与季节变化情况改变控制方式或自动调节红绿灯的时间长度的智能交通控制系统，以减少十字路口车辆滞留现象，缓解交通拥挤，实现十字路口交通最优控制，从而提高交通控制系统的效率。
利用可编程控制器实现交通灯管制的控制系统以及该系统软、硬件设计方法实验证明该系统实现简单、经济能够有效地疏导交通提高交通路口的通行能力。
分析了现代城市交通控制与管理问题的现状结合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PLC设计方案。
二、文献综述（包括：1.理论的渊源及演进过程 2.国内外对本课题的研究现状和有待解决的问题 3.本人对所查文献的评述等）
1.交通灯的历史渊源及演进过程
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厦前经常发生马车轧人的事故于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·哈特设计、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肯定。
于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族遍及全世界陆、海、空交通领域了。
中国最早的马路红绿灯是于1928年出现在上海的英租界。
从最早的手牵皮带到20世纪 50年代的电气控制从采用计算机控制到现代化的电子定时监控交通信号灯在科学化、自动化上不断地更新、发展和完善。
2.国内外的发展现状及以待解决的问题
传统的十字路口交通控制灯通常的做法是事先经过车辆流量的调查运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好。
然而实际上车辆流量的变化往往是不确定的有的路口在不同的时间段甚至可能会产生很大的差异。
即使是经过长期运行、较实用的方案仍然会发生这样的现象绿灯方向几乎没有什么车辆而红灯方向却排着长队等候通过。
这种流量变化的偶然性是无法建立准确模型的统计的方法已不能适应迅猛发展的交通现状更为现实的需要是能有一种流量变化情况自适应控制的交通灯。
目前大部分城市中十字路口交通灯的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。
由于十字路口不同时刻车辆的流量是复杂的、随机的和不确定的采用固定时间的控制方法经常造成道路有效利用时间的浪费出现空等现象影响了道路的畅通。
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。
目前设计交通灯的方案有很多有应用 CPLD设计实现交通灯控制器方法有应用PLC对交通灯控制系统的设计，也有应用单片机事先对交通信号的设计方法。
例如澳大利亚的SCAT系统采取分层梯阶式控制结构。
其控制中心各有一台监控计算机和一台管理计算机通过串行数据线路相连。
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
视所有路口的信号运行、检测器的工作状况。
地区主控制器用于分析路段控制送来的车流数据确定控制策略并对本区域个路口进行实时控制。
SCOOT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教易变换。
英国的SCO OT系统SCOOT是由英国道路研究所在TRNSYT系统的基础上采用自适应控制方法与1980年提出的动态交通控制系统。
SCOOT是为方案生成的控制系统是通过安装在交叉口每条进口车道最上游的车辆检测器所采集的车辆信息进行联机处理从而形成控制方案并能连续实时调整周期、绿信比和相位差来适应不同的交通流。
国内应用和研究城市交通控制系统的工作起步较晚国家一方面进行改善城市市中心交通为核心的技术研究另一方面采取引进与开发相结合的方针建立了一些车城市道路控制系统。
虽然取得了较好的效果但我国实际情况决定了需要对这些系统进行改进比如需要完善信号系统控制现有的信号控制还存在一定的局限性。
需要合理解决混合交通流问题。
现有信号控制系统对自行车流大多是与机动车同时开始容易造成交通流冲突。
3.综述评述
针对近年来城市交通的拥挤现象特别是驾驶员违章严重、交通事故频发、车辆尾气污染等问题介绍丁集计算机、信息、电子及通讯等众多高新技术手段于一体的智能交通指挥中心控制系统.该系统的安装及使用大大缓解了城市道路堵塞现象、提高了道路的通行能力.减少了驾驶员违章的次数抑制了交通事故的发生同时对减轻车辆尾气排放从而降低环境污染都起到了不可低估的作用。
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
目前急需一种智能的交通灯控制系统，来解决目前我们现实生活中的交通控制问题，设计一种简单实用可靠的城市智能交通灯控制系统的方案是很有必要的。
三、课题研究内容及方法
1、研究内容
针对目前国内，所有十字路口的交通灯控制大都是基于单片机的固定循环的控制或简单的PLC定时控制，但在运行的稳定性、可靠性与人性化、智能程度达不到目前的需要，现在设计的PLC控制交通系统将以人为本，智能化更高，更可靠。
所以对当前的交通灯控制系统先进优化设计和智能控制，显的更为重要。
下面就对基本的PLC交通灯设计进行阐述:
第一部分是PLC交通等控制系统的硬件设备的要求如下 :
1.要选择PLC系统设备
2.PLC外部接线图
3.要设计I/O配线表
4.PLC电源和地的选择。
第二部分是对PLC交通灯的编程器的选择和系统调试
1.顺序功能流程图SFR
2.用编程器输入指令并检查
3.系统调试仿真。
2、方案设计：
我们可根据车流量、道路、时间、季节变化来调节红绿灯的时间长短，来实现智能控制，以减少十字路口的车辆滞留现象,缓解交通拥挤,实现十字路口交通最优控制，提高交通系统的效率。
根据PLC的检测信号不同，可设计两种方案。
方案一，根据测车流量来调整个方向红绿的时间长短，此方案能有效的使个各方的车流量尽可能的排队，特别是在城市中的上下班的时候，能方便快捷的提前预知个方向的交通状况，执行方便，系统稳定性高；但也存在一定的缺点，不能预知调整行人通过的时间，浪费了一定的时间。
方案二，根据模糊的测个方向的候车量多少来确定优先通过，此方案能更精确的分析十字路口的堵车情况，把人、车、路调整到更好的运行状态，能节约更多的时间；但模糊逻辑控制也有一定的缺点，其受环境的影响较大，计算机分析交换数据要求较快，对系统的反应能力要求高，根据目前国内的状况，还不能满足这么高的要求。
综述以上两种方案，我们根据现实状况，对交通系统的稳定性要求较高才是关键，并且技术要成熟，方便改造及经济性等因素，我们可选择方案一。
其有较好的使用价值和执行条件，并对目前交通系统有较大的改善，足够满足现在的需求，具有很高的实用价值及研究意义。
3、研究方法：对比法，归纳总结法，分析法，文献法。
四、技术路线。