原创《邻近双丁字路口智能互联交通灯控制系统》
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摘 要 邻近双丁字路口是城市道路的典型存在之一,因两个邻近的丁字路口相互制约,使其成为城市道路产生拥堵的主要路段.文章从实际出发,利用PLC 控制技术和传感检测技术,设计了邻近双丁字路口智能互联交通信号灯控制系统,该系统使两个丁字路口的交通信号灯成为一个有序的整体,交通繁忙的上下班时段能够疏导交通,防止双丁字路口之间车辆拥堵和滞留,交通不繁忙时段,能够根据检测到车辆有无信息,自动调节各方向的通行时间.模拟测试证明,该系统能够大大提高道路的通行力.
关键词 双丁字路口；行车相位；智能互联；控制系统
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）218-0123-02
在城市交通中,影响交通顺畅的一个重要因素是邻近双丁字路口的存在,这种距离较近（一般情况下距离小于40m）的两个丁字路口,通常情况下只有一个安装交通信号灯,在上下班时间段交通特别繁忙时,特别容易产生拥堵,实践证明,拥堵是造成城市道路运载能力低下的主要因素之一,拥堵使交通事故频繁发生,而事故又使拥堵更加加剧,城市交通压力严重失衡,严重影响着城市的节奏,因此,开发一种邻近双两丁字路口智能互联交通灯控制系统已经是非常必要,文章从实际需要出发,研究此问题,希望能够从根本上解决邻近双丁字路口的交通疏导问题.
1 邻近双两丁字路口行车相位设计
系统将两个丁字路口组合到一起考虑,本着互不冲突且红灯时两路口之间没有或只有少量存车的原则,设计的行车相位如图1 所示.所有待行区分为三组：①与?、②与、③与,三组分别轮流通行,且①与?之间、②与之间分别设置时间上的超前滞后,从根本上解决此区域的拥堵问题.
2 三组待行区之间车辆通行控制关系
设定两路口之间的距离为x m,行车速度为v m/s,则车辆通过两路口所用时间t等于x/v s.本设计选定实验路口为山东省寿光市正阳路与广场街相交的邻近双丁字路口,该两丁字路口距离约为x等于30m,因该路段繁忙,设定最大行车速度v等于20km/h,则车辆通过两个路口所用时间为t等于x/(1000v/3600)等于5.4s,考虑到车辆慢行等其他因素,经验证确定两路口之间通行时间为10s.据此确定：绿灯开始时间①超前?、②超前225s,绿灯结束时间?滞后①、滞后210s.一个周期2 分钟内各待行区绿灯时间安排、交替顺序及各时间段的超前滞后关系如图2 所示.
3 车辆智能检测
待行区前方边界白线路面下设置压电电缆传感器[1],红灯时检测违章闯红灯车辆,绿灯时检测车辆有无,如果10s 没有检测到车辆,则绿灯进入8秒结束倒计时,计时结束后,触发交通灯进入下一个指示.压电电缆传感器是一种将压力转化为电信号的传感器,当车辆的前后轮压到传感器后,传感器将分别产生一个电信号,只要绿灯时检测到压电电缆传感器有输出信号,说明道路上有车辆.4 邻近两丁字路口智能互联交通灯控制系统根据设计的行车相位及三组待行区车辆通行顺序、时间关系,利用PLC 设计邻近双丁字路口互联交通灯控制系统[2],其顺序功能图[3] 如图3 所示.
系统中设置了4 组强制通行按钮,实现某一方向强制应急通行.各工作步动作说明见表1.
5 邻近双丁字路口智能互联交通灯控制系统测试
本设计选定实验路口为山东省寿光市正阳路与广场街相交的两邻近丁字路口,由于这两个丁字路口相隔仅约20m,只有一个路口安装有交通信号灯,车流量非常大,所以每天的上下班时间该路段非常拥堵,有时通过给路段竟需要20 分钟,严重拖拽了城市节奏.为了测试系统的性能,我们在路口设置A、B、C、D、E、F、G、H 共8 个监测点,监测点分布如图1 所示,在7 ：00— 8 ：00、17 ：00—18 ：00 两个上下班高峰时段检测车辆通行数量1 周.系统使用前平均驶入双丁字路口的车辆数为22 辆/分钟,驶出19 辆/ 分钟,堵车时长16 分钟/ 小时,双丁字路口间车辆滞留、拥堵现象非常严重；使用本设计模拟测试,平均驶入双丁字路口的车辆数为32 辆/ 分钟,驶出32 辆/ 分钟,双丁字路口间基本无滞留车辆,没有发生拥堵现象.
由系统模拟测试可看出,本系统能够把经过双丁字路口的车辆有效疏导出去,杜绝了双丁字路口内的车辆拥堵与滞留,车流量平均增加约30%,大大减小了双丁字路口的交通压力.
6 结论
城市交通问题已经成为阻碍城市发展的大问题,如何提高城市的交通通行力,是当前研究的难点和热点.邻近双丁字路口在城市中非常普遍,也是现阶段影响城市道路交通的主要阻力之一,本文就邻近双丁字路口的交通信号灯智能互联控制系统进行了研究与设计,实现了邻近双丁字路口的通畅运行.实践证明,本系统是可靠和高效的.
参考文献
[1]蒋杏国.基于压电电缆的车辆动态称重系统设计[D].南京：南京理工大学,2010.
[2]周建清.PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社,2018.
[3]吉玲,王小东.电气控制与PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社,2018.
控制系统论文参考资料：
本文结论：该文是一篇适合不知如何写丁字路口和交通灯和控制系统方面的控制系统专业大学硕士和本科毕业论文以及关于控制系统论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料。
