模拟交通灯系统设计

红绿灯控制系统的设计
引 言随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。1914年，电气启动的红绿灯出现在美国，这种红绿灯由红、绿、黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。利用红外线红绿灯，当行人踏上对压力敏感的路面时，它就能察觉到有人要过马路，红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间，推迟汽车放行，以免发生交通事故。黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎。他在美国通用电器公司任职的时候，想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，作为红灯和绿灯之间的缓冲，提醒人们注意安全。于是红、黄、绿三色信号灯即成为了一个完整的指挥信号家族。城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型：定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。其中，第一种类型以其成本低、设计简单、安装及维护方便等特点得到了广泛应用。本文讨论的交通灯控制系统就属于该种类型。城市机动车量的不断增加使许多大中城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，如何改进交通灯的设计、有效的疏导交通，使其更好的适应城市交通的发展也成为了一个重要课题。本论文正是在以上背景下探讨和设计一个交通灯控制系统。一、 系统分析（一）十字路口基本情况分析图1-1是一个典型的十字路口示意图。分别用1、2、3、4表明东、南、西和北四个流向的主车道,每个主车道置有一个交通灯，用于指示对面车辆的左转、右转和直行。比如，1号路口的左转灯亮时，即表示对面3号路口的车可以向左转行驶。每个路口的情况都不尽相同，要根据具体的情况来设置各个方向的放行时间。假设,1、3方向是主干道，车流量比较大，可以将1、3路口的直行灯亮的时间设得比较长；而2、4路口是一般道路，那么2、4路口直行灯亮的时间可以设得短一点。左转灯和右转灯放行的时间一般应比直行灯放行的时间要短。通常情况下，主干道直行时间应在40-60秒左右；左转和右转通行时间应在15-30秒之间。每个路口应设置时间指示灯，用来显示剩余的通行时间，并在时间快用尽时，交通灯闪烁一定的次数，用来提醒行人。完成一个循环应在2分钟以内，以免引起车辆等待过长的时间。 图1-1 十字路口示意图

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