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交通信號燈智能控制實驗模擬裝置及其模擬方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410140943.4

申請日:

2014.04.09

公開號:

CN103956058A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):G08G 1/08申請公布日:20140730|||實質審查的生效IPC(主分類):G08G 1/08申請日:20140409|||公開
IPC分類號: G08G1/08 主分類號: G08G1/08
申請人: 杭州電子科技大學
發明人: 劉俊; 鄭志杰; 吳桂芳; 邱黃亮; 卜令娟
地址: 310018 浙江省杭州市下沙高教園區2號大街
優先權:
專利代理機構: 杭州求是專利事務所有限公司 33200 代理人: 杜軍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410140943.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.22|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種交通信號燈智能控制實驗模擬裝置及其模擬方法。本發明裝置包括一臺PLC,24個光電傳感器,36個信號燈分別為紅黃綠各12個,啟動開關,停止開關。本發明將光電傳感器布設在等待區的車道上,每個車道都有2個光電傳感器,一前一后,相距100米。設每輛停止的車占據5米的空間且直行車道與右轉車道的顯示狀態一致,根據前后兩個光電傳感器的計數差得出各車道的等待車輛數,將兩車道等待車輛數較大值作為該時刻該方向的等待車輛數,再根據預先存入PLC中存儲單元的模糊控制表進行查詢。本發明能實時的探測到各方向的等待車輛數,并根據模糊控制表實時的改變綠燈的顯示時間,盡大程度的讓車輛通過十字路口。

權利要求書

權利要求書
1.  交通信號燈智能控制實驗模擬裝置,包括一臺FX2N-48MR,24個光電傳感器作為檢測裝置,36個信號燈分別為紅黃綠各12個,啟動開關T1,停止開關T2,其特征在于:
啟動開關T1一端連接FX2N-48MR的輸入端X0,另一端連接公共端并接地,停止開關T2一端連接FX2N-48MR的輸入端X1,另一端連接公共端并接地,22個光電傳感器S1-S22的一端分別連接FX2N-48MR剩下的22個輸入端X2-X27,另一端都連接公共端;S23和S24的一端連接FX0N-8EX的輸入端X30和X31,另一端都連接公共端并接地;36盞信號燈按照紅綠藍三盞一組分別排列成十二組,它們的一端連接在FX2N-48MR的二十四個輸出端Y0-Y27和FX0N-8EYR的十二個輸出端Y30-Y43;它們的另一端都與220V的交流電壓相連。

2.  交通信號燈智能控制實驗模擬方法,使用如權利要求1所述的裝置,其特征在于:
將光電傳感器布設在等待區的車道上,每個車道都有2個光電傳感器,一前一后,相距100米;
設每輛停止的車占據5米的空間且直行車道與右轉車道的顯示狀態一致,根據前后兩個光電傳感器的計數差得出各車道的等待車輛數,將兩車道等待車輛數較大值作為該時刻該方向的等待車輛數,再根據預先存入FX2N-48MR存儲單元的模糊控制表進行查詢,如下所示:
模糊控制表


最終根據當前相位為綠燈方向的等待車輛數和下一相位為綠燈方向的等待車輛數確定信號燈的顯示方案。

說明書

說明書交通信號燈智能控制實驗模擬裝置及其模擬方法
技術領域
本發明屬于城市交通管理領域,具體涉及一種交通信號燈的智能優化實驗模擬裝置及其模擬方法。
背景技術
城市交叉路口的信號燈控制一直是人們在普遍研究和探討的問題。隨著經濟的迅猛發展,城市中擁有車輛的人越來越多,大量的車輛涌入道路,給城市的交通帶來了巨大的壓力。交通信號燈作為十字路口疏散交通的主要手段,其控制性能和疏散效果變得尤為突出。通過對交通信號燈進行有效的管理和控制,是緩解交通壓力的重要措施之一。
目前交通路口信號燈控制方式主要運用定時控制和交通感應控制,這種方法是人為預先確定交通燈的信號周期和綠燈時長,再把該配時方案輸入信號控制器中執行。這種控制方式在一定程度上改善了交叉路口的交通狀況,但它適用于道路上車輛量較均衡的情況,而相對于實際城市里交通車流的隨機性和時變性,這種控制方式就難以很好地發揮作用了。交通感應控制在交叉路口車輛飽和度比較低且各方向車流量差異比較大的情況下具有很好的控制效果,而車輛飽和度比較高且各方向交通比較均衡的時候,該控制方式也顯得力不從心了。
發明內容
本發明就是針對現有控制方式無法很好的滿足現今交通狀況,提供了一種交通信號燈智能控制實驗模擬裝置及其模擬方法。
本發明裝置包括一臺FX2N-48MR,24個光電傳感器作為檢測裝置,36個信號燈分別為紅黃綠各12個,啟動開關T1,停止開關T2。
啟動開關T1一端連接FX2N-48MR的輸入端X0,另一端連接公共端并接地,停止開關T2一端連接FX2N-48MR的輸入端X1,另一端連接公共端并接地,22個光電傳感器S1-S22的一端分別連接FX2N-48MR剩下的22個輸入端X2-X27,另一端都連接公共端;S23和S24的一端連接FX0N-8EX的輸入端X30和X31,另一端都連接公共端并接地;36盞信號燈按照紅綠藍 三盞一組分別排列成十二組,它們的一端連接在FX2N-48MR的二十四個輸出端Y0-Y27和FX0N-8EYR的十二個輸出端Y30-Y43;它們的另一端都與220V的交流電壓相連。
使用上述裝置進行交通信號燈智能控制實驗模擬方法:
將光電傳感器布設在等待區的車道上,每個車道都有2個光電傳感器,一前一后,相距100米。
設每輛停止的車占據5米的空間且直行車道與右轉車道的顯示狀態一致,根據前后兩個光電傳感器的計數差得出各車道的等待車輛數,將兩車道等待車輛數較大值作為該時刻該方向的等待車輛數,再根據預先存入FX2N-48MR存儲單元的模糊控制表進行查詢。
最終根據當前相位為綠燈方向的等待車輛數和下一相位為綠燈方向的等待車輛數確定信號燈的顯示方案。
本發明是在采用PLC硬件裝置的基礎上,加入模糊算法,設計一種智能控制交通信號燈的裝置,它能實時的探測到各方向的等待車輛數,并根據模糊控制表實時的改變綠燈的顯示時間,盡大程度的讓車輛通過十字路口。這種裝置能有效緩解交通堵塞,提高十字路口的通行能力。
附圖說明
圖1本發明裝置結構示意圖;
圖2光電傳感器在車道的布設示意圖;
圖3相位順序圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖1所示,本裝置包括一臺FX2N-48MR(FX0N-8EX,FX0N-8EYR為擴展模塊),24個光電傳感器作為檢測裝置,36個信號燈分別為紅黃綠各12個,啟動開關T1,停止開關T2。
啟動開關T1一端連接FX2N-48MR的輸入端X0,另一端連接公共端并接地,停止開關T2一端連接FX2N-48MR的輸入端X1,另一端連接公共端并接地,22個光電傳感器S1-S22的一端分別連接FX2N-48MR剩下的22個輸入端X2-X27,另一端都連接公共端。S23和S24的一端連接FX0N-8EX的輸入端X30和X31,另一端都連接公共端并接地。36盞信號燈按照紅綠藍三盞一組分別排列成十二組,它們的一端連接在FX2N-48MR的二十四個輸出端 Y0-Y27和FX0N-8EYR的十二個輸出端Y30-Y43。它們的另一端都與220V的交流電壓相連。
在上述硬件連接完成后,該裝置的工作流程包含以下幾個步驟:
路口的紅綠燈按照圖3的相位順序循環的顯示,當初始化后,打開啟動開關,光電傳感器對道路上的車輛進行測量,如圖2,每個車道都有2個光電傳感器,一前一后(前面的傳感器放在停車線前,后面的傳感器放在距車100米的地方),24個光電傳感器將12個車道的車輛數進行測量,光電傳感器將輸入值傳入PLC主控機。
PLC控制器根據傳感器的輸入值進行整合,設每輛停止的車占據5米的空間,因此一個車道等待的車輛上限數為20,前后傳感器探測到的數量差為該車道中等待車輛的數量,設某個時刻某個方向前面的傳感器探測到的數量為20,后面的傳感器探測到的為30,則該車道此刻的等待車輛為10,按這種方式,得出各車道的等待車輛數,一般直行車道與右轉車道的顯示狀態一致,將兩車道等待車輛數較大值作為該時刻該方向的等待車輛數,再根據預先存入PLC存儲單元的模糊控制表進行查詢,得出信號燈的顯示方案。
模糊控制表


按照上表所示,假設在相位1的某個時刻,綠燈方向的等待車輛為16,而相位2綠燈方向的等待車輛為8,則該時刻相位1的綠燈顯示時間為45s(由于表格長度的限制,等待車輛為奇數時,輸出綠燈時間為前后兩個偶數的整數均值,兩個輸入都為奇數時,輸出綠燈時間為斜方向兩個數的整數均值)。
PLC控制器將結果傳給輸出端的信號燈,信號燈根據輸出值顯示執行。

關 鍵 詞:
交通 信號燈 智能 控制 實驗 模擬 裝置 及其 方法
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