城市交通灯监控系统设计综述的论文

　　随着我国社会和经济的持续快速发展，我国城市化的步伐正在加快，城市规模不断扩大，从而导致机动车拥有量的持续增加，交通问题日趋复杂［1］。因此，改善与提高现有的交通系统的效率已成为当务之急，而提高交通控制系统的效率更是重中之重。传统的单片机控制交通灯系统结构简单，功能较为容易实现，但是其可靠性不高，无法实现对整体网络交通的控制;而且，它的智能化程度不高，缺乏实时控制效果，可拓展性不强。为此，本文设计了一种基于Rockwell现场总线系统的交通灯监控系统。

　　1Rockwell系统

　　1．1Rockwell三层网络结构

　　Rockwell自动化公司在RSNetwork中提出了三层网络体系，即以太网、控制网和设备网的综合系统结构体系。它是搭建Rockwell现场总线系统的核心，其各层网络结构和功能如图1所示。在本体系中，以太网上可设有系统主控设备。系统管理员可在这层网上对系统进行监控，对控制器中的程序进行修改，使计算机系统存取生产现场的数据达到实时监控的目的，并提供对可编程控制器的支持。控制网完成智能化的高速实时控制，并共享数据和信息。设备网主要用于控制和监视设备的协调，操作员接口、远程设备的组态，编程和故障处理。数据可以双向流通，也可以在层与层之间交换，涉及具体应用时，根据需要可以采用其中的某一层或某几层实现用户所需要的控制功能。

　　1．2Rockwell硬件平台

　　Rockwell系统Control-Logix系统组成结构如图2所示。Control-Logix面板基本设计的特点是:控制器在控制系统中只作为控制的核心，而不再作为通信和连接的枢纽;无需控制器的介入，基板上任一个设备可以发出广播信息，进而和任何一个设备进行通讯;提高了系统的带宽和性能，为构造一个控制系统提供了极大的方便，让控制器更好的专注于控制。

　　2交通灯控制策略

　　本设计的交通灯监控系统需要对两个路口的交通灯进行优化控制，其中一个路口为中心十字路口，另一路口为丁字形三岔路口。通过对交通规则和基本交通控制策略的学习［2］，以及现场的实际观察，制定的控制策略如下:

　　1)十字路口控制策略十字路口的车流行驶分为四个部分:东西双向直行、左转弯;南北双向直行、左转弯。第一步:放行东西双向的直行车辆，其余方向禁行。时间45秒。第二步:放行南北双向的左转车辆，其余方向禁行。时间45秒。第三步:放行东西双向的左转车辆，其余方向禁行。时间45秒。第四步:放行南北双向的直行车辆，其余方向禁行。时间45秒。此后，回到第一步执行，并按上述顺序循环执行此策略。

　　2)丁字路口的控制策略丁字路口只需要控制两个方向来车的左转弯和北向的直行即可，其第一步的开始时间与十字路口的起始时间相同，且整个时间周期也与十字路口相同。第一步:放行西向来车的左转弯，其余方向禁行。时间60秒。其作为第一步主要是考虑到能使从十字路口到丁字路口的车辆尽快分流，防止西向来车发生阻塞。第二步:放行北向来车的直行，其余方向禁行。时间60秒。第三步:放行南向车辆的左转弯，其余方向禁行。时间60秒。放行期间，正好是十字路口南北双向直行的放行时间，这样的安排也有助于提高车辆的分流速度。

　　3)智能控制策略和紧急情况控制策略根据实现电路的具体情况，当发现十字路口南向来车道出现阻塞情况时，控制策略改变。第一步:放行东西双向的直行车辆，其余方向禁行。时间35秒。第二步:放行南北双向的左转车辆，其余方向禁行。时间55秒。第三步:放行东西双向的左转车辆，其余方向禁行。时间35秒。第四步:放行南北双向的直行车辆，其余方向禁行。时间55秒。第五步:回到第一步，再次执行一次上述步骤。

　　4)第六步:当智能控制模式执行过两次以后，重新回到十字路口控制策略的正常控制策略执行。其中，在智能控制阶段，丁字路口的控制策略也稍有变化。第一步:放行西向来车的左转弯，其余方向禁行。时间75秒。第二步:放行北向来车的直行，其余方向禁行。时间70秒。第三步:放行南向车辆的左转弯，其余方向禁行。时间40秒。第四步:回到第一步，再执行一次上述步骤。